蒙特卡罗仿真

摘要： 论文通过仿真验证了利用气泡的后向散射探测水中微气泡的可行性,设计了水下微小气泡激光探测系统,开展了水下微小气泡在不同探测距离处的探测性能测试,通过数据统计处理分析,得到了不同探测距离下微小气泡幕回波信号的变化规律。结果表明,该套系统可应用于水下微小气泡探测且探测效果在3m与4m处良好。

摘要： 随着雷达带宽的增大,单个脉冲的能量分散到不同的距离单元里,造成回波分裂,此时信噪比降低,不利于目标的检测。针对该问题,提出了一种回波相位补偿处理方法。该方法以2个散射点为例,对不同相对距离下的散射点回波进行分析,得到其相位关系,基于分析结果对线性调频信号回波进行相位补偿处理,将分散在不同距离单位的散射点回波信号有效积累,提高了信噪比,进而提高了检测概率。通过蒙特卡罗仿真验证了该方法的有效性。

摘要： In-beam PET成像为碳离子、质子等粒子放射治疗提供了一种非侵入式的实时剂量监测方法。本文设计自由结构的in-beam PET模型,包括环形、C型、双平板型和直角型PET,并在蒙特卡罗模拟平台GATE上仿真碳离子打靶的in-beam PET成像过程。该PET包含32个探测模块,通过自由组合的方式形成探测视野相近、适用于人体或小动物体不同部位的碳离子治疗剂量成像。每个探测模块由20×20的硅酸钇镥晶体阵列耦合硅光电倍增管构成。单个晶体大小为1.5 mm×1.5 mm×10 mm,像素为1.6 mm。在蒙特卡罗模拟平台GATE中仿真230 MeV/u的碳离子笔形束轰击聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)靶体和在束PET成像过程,得到正电子核素分布后通过MLEM算法得到PET断层图像。结果显示,图像峰位的变化反映了正电子活度峰位的移动,表明自由结构PET可用于在束监测碳离子治疗剂量分布。使用八探头平板型在束PET成像实验和仿真进行对比,其图像一维谱峰值均为27 mm,验证了自由结构PET模型用于在束监测碳离子治疗剂量成像可行。

摘要： 随着电池技术日趋成熟,其应用的前景越来越广阔。为了获得更高的容量水平,提高整体的能量利用率,电池往往需要进行并联使用。目前常用的仿真方法将并联电池组当作大电池,忽略了电池之间的不一致性,更不能反映电池组内部的电流分布。该基于等效电路模型的简化算法适用于非均匀性并联电池,而且其适用于并联结构层数多的复杂电路。这种简化可以极大地提高仿真速度,同时在不一致的情况下保持精度。利用该算法进行的蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真得到蓄电池并联数和正态分布参数,同时分析其对电流分布的影响。

摘要： 可靠性是衡量一个系统能否稳定成功运作的重要指标,高可靠性意味着系统在绝大部分时间都能正常运作,反之亦然。露天矿山智能调度管理系统(简称“调度系统”)通常被部署在云平台上,具有复杂的结构和多样的部署方式,因此难以获得其可靠性信息。为此,文章提出一种基于蒙特卡罗仿真的可靠性评估方法,其将该调度系统类比为一个混合云应用,并将调度系统部署栈建模为考虑相对全面的组件及其依赖关系的分层依赖关系图,通过蒙特卡罗方法对各个组件进行仿真,再根据分层依赖图确定调度系统的状态。同时,考虑到不同服务实例部署方式对调度系统可靠性有着关键影响力,文章提出了一种逐步遍历算法,以获取最佳的服务实例部署方式,进而得到最可靠的调度系统部署方式。实验结果表明,在不同云服务器选择下,文章所提出的服务实例部署方法均优于随机部署方法与均匀部署方法。以公有云调度系统为例进行实验,其经过遍历部署后,在总服务实例为40时,就可以获得99.99%以上的可靠性;而随机部署方式需要总服务实例达到47时,才能达到99.99%以上的可靠性;并且在总资源较少时,遍历部署的调度系统最多可比随机部署的调度系统高出3.87%的可靠性数值。

摘要： 科学合理的费率厘定是农业收入保险规避逆向选择、健康持续发展的关键。本研究选取甘肃省1999年至2019年10个地市州春小麦的单产数据以及价格数据,通过参数法确定春小麦的单产和价格的边缘分布,采取Copula函数建立单产与价格的联合分布,依照蒙特卡罗仿真获得期望收入数据,最终计算出在70%~100%保障水平下甘肃省十个地区春小麦收入保险的费率。结果显示不同区域之间的费率呈现出很大的差异性。提出健全多部门数据共享平台、完善农产品市场化交易机制、推进分区域费率厘定、实行多样化保费补贴政策和建立立体化风险分散体系等推进农作物收入保险快速健康发展的建议措施。

摘要： 空间中子是影响航天器和航天员安全的重要辐射要素之一.优化中子探测器,提高测量效率,提升反演精度是中子测量的难点.中国空间站将搭载一种基于新型中子探测材料Cs2LiYCl6:Ce(CLYC)闪烁体的中子探测器,该探测器具有同时测量热中子和快中子,以及探测效率高等特点.针对该新型探测器的中子能谱反演,分析了不同能量中子在该探测器中的响应特点,分析了中子反演常用的概率迭代法和非负最小二乘(NNLS)法的优缺点,考虑到这2种方法在CLYC探测器反演应用中的不足,提出了基于增广矩阵的非负最小二乘(AM-NNLS)法.数值实验结果表明:AM-NNLS法具有反演运算效率高和反演相对误差小的特点,验证了所提方法的有效性.

摘要： 针对设备同时面临内部状态衰退和外部随机冲击的特性,基于状态维护和DTS建模理论,以Gamma过程模拟各组件的内部衰退,以整合多组件内部衰退状态的非齐次泊松过程模拟设备整体的外部冲击影响,构建了基于状态监测的设备内外交互型衰退模型.在此基础上,采用对数正态分布构建基于状态的组件修复非新模型,以有效区分各组件的状态修复效果,进而通过引入综合状态参数,建立了针对多组件设备的"综合状态阈值-变周期检测"型状态维护策略与决策模型.基于蒙特卡罗仿真的算例分析表明,该状态维护模型可有效表征多组件DTS设备的实际衰退及维护过程.

摘要： 考虑战场环境和战时装备维修保障评估合成部队多阶段作战任务成功概率,对于辅助合成部队作战任务规划和装备维修保障决策具有重要的现实意义.在分析合成部队装备和合成部队装备维修保障模式的基础上,构建了战时合成部队多阶段任务剖面;通过对合成部队作战过程的分析,提出了战时合成部队各阶段任务成功要求;充分考虑合成部队多作战单元任务的协同性、合成部队装备的多样性及其战时随机共因失效(random common cause failure,RCCF)、战场环境下敌方火力打击和阶段任务时间的随机性、换件修理时间的不确定性等复杂因素,利用蒙特卡罗仿真(Monte Carlo simulation,MCS)原理给出了合成部队多阶段作战任务成功概率评估的详细仿真流程,并通过算例进行仿真和结果分析.研究结果表明:本文模型可用于合成部队多阶段作战任务成功概率评估和战斗阶段持续时间优化,并为战时合成部队备件携行方案优化奠定了模型基础.

摘要： 针对北斗三号系统中轨道Walker导航星座的备份策略问题,提出基于随机时间Petri网(stochastic timedPetrinet,STPN)的分析评估方法.通过构建单星、轨道面和导航星座的3层STPN模型,分析不同备份策略下星座运行的逻辑行为特性和操作事件的时序关系.建立导航星座的可用性模型和运行成本模型,作为导航星座备份策略的评估指标.最后,利用蒙特卡罗方法对所提出的分析模型的准确性进行评估,并在满足可用性的前提下以成本最小为标准,获得星座在不同条件下的最优备份策略.结果表明,该方法能有效分析不同备份策略对星座运行参数的影响,可为导航星座备份策略设计优化提供量化依据.

摘要： 随着无线电台站的日益增多,各类无线电台站分布密集,用传统的理论计算方法来分析台站间的电磁兼容性不太符合实际的复杂系统.本文介绍了蒙特卡罗仿真和仿真软件,并借助实例对包括移动无线电台站在内的复杂台站间的电磁兼容性进行了分析仿真.rn 基于蒙特卡罗方法的仿真模拟了无线电台站受到各种干扰的场景，通过链路抓拍，分析了其所受干扰的可能性，在要求精度不高的前提下，可以对复杂无线电台站系统受干扰情况进行分析预判。蒙特卡罗仿真方法可以为无线电台站管理增加解决许多问题的措施，例如在确定无线电系统候选频段、确定频率间隔(或保护带)的适当规模、根据发射机发射带宽确定相邻频带的保护规则、对特定的无线电台站系统性能正常工作的灵敏度研究、确定不同业务和性质的无线电台站的频率资源共享原则等方面都可以采用此方法。

摘要： 针对飞机五边平行进近时飞行冲突,本文提出了一种五边平行进近飞行冲突定量分析模型.该模型通过飞机在任意时刻的标称位置坐标与因不确定性因素导致的航迹偏移量之和,形成飞机任意时刻真实位置坐标,获得任意时刻两架飞机之间的距离,基于此推导出飞机在五边平行进近时冲突风险计算公式.在分析不确定性因素导致航迹偏离时,提出了一种基于布朗运动的随机过程来描述因干扰因素导致飞机随机运动的方法.在建立模型后使用蒙特卡罗仿真方法计算飞行冲突概率.

摘要： 为了探索5470-5725MHz频段作为移动接入候选频段的可行性,对该频段WLAN与气象雷达系统的共存干扰问题进行了研究.通过搭建研究场景,建立传播模型,采用确定性分析和蒙特卡罗仿真方法,得出了两者共存时所需的干扰隔离,建议:在WLAN采用DFS技术且雷达被干扰概率为1%的情况下，两系统可以共存，5470-5725 MHz频段可作为移动接入候选频段使用。

摘要： 针对风电内在的间歇、波动性,研究、探讨大规模风电并网对电力系统运行行为的影响,设计并实现了一个计及风电间歇、波动性的电力系统暂态稳定仿真平台.该仿真平台基于MATLABTM开发环境并集成商用动态安全评估软件包,通过应用蒙特卡罗仿真技术,考虑风电场尾流效应,以暂态稳定裕度及极限切除时间为指标实现在不同风速条件、风电机组类型和参数、接入位置等不同场景下的电力系统暂态稳定评估.

摘要： 分析了结合量子幺正演化与量子投影测量的量子控制方案设计,得到了该方案的马尔科夫链模型,在此基础上采用蒙特卡罗方法对该量子控制过程进行了仿真，探讨了多步控制过程中不同阶段选取控制幅度的两种控制准则问题。结果表明采用量子测量信息的反馈控制能使被控系统以更少的控制步数到达目标态。

摘要： 提出一种基于改进AR 参数模型的自相关函数法对空间锥形目标进动周期估计。该方法在AR 参数模型中考虑了观测信号中的噪声，降低了噪声对自相关函数估计的影响。蒙特卡罗仿真实验表明，该方法在强噪声环境中显著提高了周期提取的准确性，取得了良好的效果。

摘要： 重要性采样算法作为蒙特卡罗仿真中一种有效的快速仿真技术，一直以来得到了广泛的研究，并取得了很大进展，相继出现了一些新算法和应用。重要性采样主要作用在于降低给定仿真估计器的方差。从而减少仿真样本数，缩短仿真时间。本文对重要性采样相关研究进展情况进行了分析归纳，简要阐述了研究重要性采样的目的和基本原理，对重要性密度函数的选取方法进行了归纳，并给出了重要性采样的一些典型应用成果，最后提出了重要性采样技术发展亟待解决的一些关键问题。

摘要： 针对蒙特卡罗仿真的特点，开展了基于多节点多核环境的样本级并行仿真技术研究，设计实现了基于客户端/服务器架构的系统原型，给出了并行仿真实验流程。案例简析表明，该技术能够很好的利用局域网环境下普通PC 计算节点以及集群计算服务器各计算刀片上多核处理器的计算能力，大为减少多样本闭环仿真运行时间，提高装备论证效率。

摘要： 本文结合随机Petri网（SPN）的动态特性和蒙特卡罗仿真方法，对以往的随机Petri网模型进行了修改，将一种较为完善的SPN模型进行“对折”，提出了一种新型的基于可靠性模型的SPN建模，使模型显得更为简单明了，易于理解。并对SPN 中变迁的激发规则进行了修改，使模型能更准确地模拟系统的动态运行。最后，本文根据仿真的结果分析了系统的可靠度和平均无故障时间MTBF。

摘要： 以蒙特卡洛法为理论核心，利用多体运动学和动力学分析软件——LMS.Virtual.Lab 作为机构运动可靠性分析平台，通过Visual Basic 2003.NET 建立软件的界面并实现对LMS 软件动力学和运动学仿真的调用，结合高精度和高效率的机构可靠性分析方法，采用可靠性仿真试验得到的结果数据库，对典型运动机构进行典型失效模式可靠性分析，从而形成一套可以实现运动机构的可靠性仿真、分析与评估功能的典型运动机构可靠性仿真分析与评估软件。以对心曲柄滑块机构为例，研究考虑几何尺寸误差和运动副间隙误差对机构运动精度可靠性的影响，验证了所开发软件的可行性和有效性。

摘要： 本发明涉及采用蒙特卡罗方法的模拟能谱曲线仿真方法，包括如下步骤：步骤S1，获取实际核能谱曲线图；步骤S2，对实际核能谱曲线图进行处理以获得模拟能谱曲线；本发明的模拟能谱曲线仿真方法通过对实际核能谱曲线图进行曲线识别并将能谱曲线数值化，从而得到能谱曲线各点的数值（即核能谱的能级和各能级的计数率），再通过蒙特卡罗方法随机直接抽样这一组数值以得到关于各核能级的随机数，从而模拟核衰变过程的随机性，最终再对所述随机数进行统计处理得到模拟能谱曲线，通过反演对比模拟能谱曲线与实际能谱曲线以确定仿核信号发生器的可靠性与精确性。

摘要： 一种基于蒙特卡罗方法的非均匀等离子体电磁特性仿真方法，包含：S1、粒子化照射电磁场，确定粒子的初始运动趋势；S2、计算粒子的下一位置，提取等离子体的折射率和吸收系数；S3、判断粒子是否被吸收，是则跳转至步骤S6，否则执行S4；S4、计算粒子运动方向的变化；S5、判断粒子位置是否到达等离子体模型外廓面，否则跳转至步骤S2开始粒子的下一步运动循环，是则执行S6；S6、判断粒子被吸收或到达等离子体模型外廓面的粒子数是否满足要求，否则跳转至步骤S1，是则执行S7；S7、对达到等离子体外廓面的电磁场粒子进行场积分获取要求的电磁特性。本发明可直观分析电磁波与非均匀等离子体的作用过程和机理；并可提高其电磁特性的仿真计算效率。

摘要： 一种基于蒙特卡罗方法的非均匀等离子体电磁特性仿真方法，包含：S1、粒子化照射电磁场，确定粒子的初始运动趋势；S2、计算粒子的下一位置，提取等离子体的折射率和吸收系数；S3、判断粒子是否被吸收，是则跳转至步骤S6，否则执行S4；S4、计算粒子运动方向的变化；S5、判断粒子位置是否到达等离子体模型外廓面，否则跳转至步骤S2开始粒子的下一步运动循环，是则执行S6；S6、判断粒子被吸收或到达等离子体模型外廓面的粒子数是否满足要求，否则跳转至步骤S1，是则执行S7；S7、对达到等离子体外廓面的电磁场粒子进行场积分获取要求的电磁特性。本发明可直观分析电磁波与非均匀等离子体的作用过程和机理；并可提高其电磁特性的仿真计算效率。

摘要： 本发明涉及采用蒙特卡罗方法的模拟能谱曲线仿真方法，包括如下步骤：步骤S1，获取实际核能谱曲线图；步骤S2，对实际核能谱曲线图进行处理以获得模拟能谱曲线；本发明的模拟能谱曲线仿真方法通过对实际核能谱曲线图进行曲线识别并将能谱曲线数值化，从而得到能谱曲线各点的数值（即核能谱的能级和各能级的计数率），再通过蒙特卡罗方法随机直接抽样这一组数值以得到关于各核能级的随机数，从而模拟核衰变过程的随机性，最终再对所述随机数进行统计处理得到模拟能谱曲线，通过反演对比模拟能谱曲线与实际能谱曲线以确定仿核信号发生器的可靠性与精确性。

摘要： 本发明提出一种基于Box‑Cox变换以及蒙特卡罗仿真的动力电池RUL预测方法，其应用Box‑Cox变换对电池容量进行变换，构建容量变换值与循环次数之间的线性模型，并利用最小二乘算法对模型参数以及模型不确定性进行辨识，剩余寿命的不确定性应用蒙特卡罗仿真产生。该算法可以缩减精确剩余寿命预测所需的在线老化数据，当有离线老化数据时，精确剩余寿命预测所需要的在线数据量最低仅为电池总衰减数据量的30％。

摘要： 一种具有高度自动化的自动交易环境已经成为现代金融市场的支柱。在保持参与者之间的低延迟的同时在系统中处理订单并管理风险的能力对于这些市场的安全性和流动性是决定性的。公开的系统描述了用于风险和语法模式匹配技术的随机建模的四值蒙特卡罗仿真，以有助于这些系统的设计。系统是自编译的，是能够在并行环境下高效地分割、缩放以及传输多资产工具的机器独立系统。系统还允许将金融工具上的计算机化金融启发式算法与用于创建交易策略的用户接口进行集成，以在用于金融工具的交易平台上监测和对冲风险。

摘要： 本发明涉及一种基于蒙特卡罗仿真的嵌入式系统时序分析方法。本方法使用概率模型替代传统的确定性模型，分别使用概率分布函数和时间区间来描述任务和中断的时间参数，相比较于传统的单一数值参数，该模型更加精确。通过蒙特卡洛仿真方法，得出嵌入式系统中任务满足可调度性和依赖关系的概率值，得出时序分析的量化结果，解决传统方法分析结果过于保守和系统利用率低的问题。

摘要： 本发明提供了一种航天器表面原子氧或紫外通量的蒙特卡罗仿真方法，涉及航天器仿真计算技术领域，所述方法包括：将航天器表面剖分成多个多边形网格单元，将所述随机实验参数统一到所述航天器的本体坐标系；按照航天器组件结构关系将所有所述多边形网格单元分成第一结构单元和第二结构单元；获取在运动轨道各点的模拟粒子总数和运动方位，得到处于所述运动方位的模拟粒子的位置坐标和相对运动方向，并通过所述第一结构单元和所述第二结构单元计算每个所述模拟粒子碰触的多边形网格单元，最后，得到航天器表面原子氧通量或紫外通量。与现有技术比较，本发明能够降低大规模蒙特卡罗模拟的时间，提高计算精度和效率。

摘要： 本发明提供一种基于蒙特卡罗仿真的可修产品任务成功率获取方法，采用蒙特卡罗方法，对产品任务进行多次成败判断操作，统计各次成败判断操作中，产品任务失败和成功的次数，最后根据产品任务失败和成功的次数，得到产品任务成功率，解决现有技术无法获取可修产品在限定累计维修时间的条件下任务成功率的问题。

摘要： 本发明提供了基于MLE和蒙特卡罗仿真的卫星寿命预测方法。该方法将卫星失效分为随机失效和耗损失效两大类，建立随机失效产品的寿命模型，根据卫星随机失效产品各单机失效率和其可靠性逻辑关系，采用蒙特卡罗仿真方法，求得卫星系统随机失效的首次故障前平均时间MTTF，由此获得卫星系统随机失效可靠性函数R随机(t)；建立耗损失效产品的寿命模型，根据卫星耗损失效产品各单机可靠性逻辑关系及其耗损寿命均值和方差，利用蒙特卡罗仿真方法，计算得到卫星耗损寿命的均值和方差估计，由此获得卫星系统耗损失效可靠性函数R耗损(t)；将卫星系统随机失效和耗损失效函数进行综合解析，得到卫星平均任务持续时间MMD，以此作为卫星系统的寿命预测结果。该方法计算准确客观。