2010年, 第46卷, 第4期　
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  •  便携式可在线编程雷达信号模拟器*

    张 騄 1, 2 , 张兴敢 1,2** , 柏业超 1,2 , 张 尉 2, 3 
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 359-365.
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     随着雷达接收机系统的日益复杂, 雷达信号模拟器日益成为现场测试中的必备工具. 根据测试雷达的型号不同, 或调试、 测试的内容不同, 对雷达信号模拟器提供的模拟信号也有着完全不同的要
    求. 为了满足现场测试中, 对具备多种信号输出能力的信号模拟器的需求, 本文研究设计了一套可在线编程的便携式雷达信号模拟器. 该模拟器可以按照测试需求, 输出典型的杂波、 目标和噪声调制信号, 也
    可以通过 universal serial bus( USB) 接口与 personalcomputer( PC)机相连, 通过实时在线编程, 产生测试所需的信号, 提高了雷达信号模拟器的实用范围, 同时也提升了雷达信号模拟器的便携性. 本系统通过
    计算机软件系统生成雷达信号仿真数据, 通过 USB总线交互模块实现数据在模拟器和计算机系统之间的交互, 运用 field?programmable gate array( FPGA)控制模块控制数据的下载, 存储和输出, 利用 Flash
    实现离电信号储存, 采用四片高速 RAM 进行信号实时输出. 本文全面阐述了雷达信号模拟系统的工作原理, 介绍了该系统设计方案, 着重阐述了模块间的硬件接口及控制模块. 该系统体积小, 便于携带, 改
    变模拟信号类型方便, 具有较好的灵活性和通用性.
  •  基于 Wigner-Hough 变换的横向速度估计*

     柏业超 1, 2 , 张兴敢 1,2 ** , 唐? 岚 1,2
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 366-371.
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     运动速度是表征目标特性的重要参数, 可用于动目标跟踪、 目标识别等. 现有的速度估计算法多是针对径向运动速度. 针对横向速度估计方法研究较少的现状, 分析了横向运动目标回波的时频特
    性, 得出了在时频平面回波多普勒频率随时间近似线性变化的结论, 推导出横向运动速度与多普勒频率对时间变化的斜率的关系, 提出了一种基于 Wigner ?Hough 变换的横向速度估计方法. 首先利用 Wigner
    分布将回波信号变换至时频平面, 再利用 Hough 变换在时频平面估计出多普勒频率随时间的变化斜率, 进而计算出目标的横向运动速度. 仿真结果证明了本方法的有效性. 通过与轨道拟合法、 相位差分法
    的仿真比较表明, 本方法在有噪声以及径向加速度干扰的情况下都能较精确地估计出目标横向运动速度, 估计精度优于其它算法, 鲁棒性强.
  •  穿孔板声阻抗模型研究* 
     葛 俊** , 邱小军
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 379-386.
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     穿孔板广泛应用于噪声控制及扬声器扩声系统等领域. 除了每个孔自身的声阻抗以外, 各个孔之间的相互作用对整个穿孔板的声阻抗也有一定影响. 前人的研究中对于穿孔板声阻抗的处理有 3
    种方法: 简化的解析方法、 实验方法和数值方法. 其中前两种方法有一定的限制条件; 第三种方法虽然能较准确地模拟穿孔板的声阻抗, 但在实用中还不够方便. 针对上述问题提出了另一种简化解析模型来模
    拟穿孔板的声阻抗. 把穿孔板上的每个孔看作一个声源, 系统向外辐射的总声场为这些小孔分别向外辐射的声场的叠加. 假定单个孔的辐射阻抗已知, 以此为基础, 计算其余孔与该孔的互辐射阻抗, 这样可得
    到单个孔的总阻抗, 从而求得整个穿孔板的总声阻抗. 分别应用上述模型和以往模型来模拟两种不同穿孔情况的穿孔板的声阻抗, 并进行比较. 结果表明, 频率升高, 孔间的相互作用减小, 两种模型模拟的声
    阻抗差异减小. 孔间距增大, 孔间的相互作用也减小. 利用等效线路图法分别计算出采用这些穿孔板的实际扬声器系统的频响, 并在消声室里进行测试. 对于前盖板上穿一个孔的扬声器系统, 两种模型模拟
    的结果与实验结果都很相似. 对于前盖板上穿 3个或 7 个孔的扬声器系统, 上面提出的模型的模拟结果与实验结果更接近, 以往模型的模拟结果与实验结果相差较大, 尤其是中高频峰值频率的位置相差较
    多. 这说明目前采用的模型更准确, 当孔间距不是很大时孔间的相互作用对穿孔板的声阻抗有较大影响.
  •  声传播算子方法中声源的引入及影响*

     袁浩**, 卢晶
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 387-393.
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     声传播算子( AWP) 将空间微分计算的谱方法和时域积分计算的切比雪夫展式法结合, 是一种高效的声场时域计算方法, 该方法是分析声场时域演化的有效工具. 现有的声传播算子的计算方法并
    不包含任何声源, 这约束了其应用范围, 只能考察给定初始声场分布的声学演化过程. 本文从含有声源的声波方程解析解出发, 探讨声传播算子中引入声源的计算方法, 对于简谐声源, 声源对声场分布的贡
    献仍然可以用谱方法和切比雪夫展式的组合形式加以实现, 且算法的改动并未带来运算量的显著提升, 并且计算精度也得到了保证. 高斯平滑截取窗作为吸收边界条件来消除由计算边界产生的伪反射波, 以
    此来模仿无界自由声场. 同时研究表明, 同无源声传播算子方法的计算特性一致, 含源声传播算子方法中高采样点声场空间的仿真结果同理论值之间的误差更小.
  • 基于分布式监控数字单元系列的高速公路综合管理系统*
     陈钊正** , 李 勃, 陈启美, 杨中岳, 周庆逵
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 394-406.
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     当前交通信息化建设中, 电信光纤同步数字传输(SDH) 的设备繁多、 可靠性弱, 面临交互困难、 监控盲区, 抗灾害天气差等问题. 本文构建了以 W(宽带)、 N( 网管) 、 R( 识别) 、 T( 转码) 、 M( 应急接
    入) 等为前缀的分布式监控数字单元( DMDU) , 其以 W-DMDU 为宽带接入平台, 以 R、 T、 M 三大模块, 实现了由单一交通通信向综合交通通信转变. T-DM DU 针对异构视频难以交互, 采用基于数字域的视
    频快速转码算法, 构建路段异构视频转码服务器; R -DMDU 以兴趣域(ROI) 、 摄像机自标定为基础, 代替能见度仪进行视频能见度检测; 针对监控盲点, M-DMDU 建立基于无线宽带技术(WiFi)的监控系统, 保
    证盲点视频实时回传. N?DMDU 采用基于浏览器/客户端/ 服务器/ 代理( B/ C/ S/A) 体系, 构建省域路网联网管理系统, 支持跨平台特性, 满足用户不同需求. 目前系统已用于江苏近 1/5 的高速公路, 采用
    DMDU-2 平台, 完成 16~ 32 路视频回显、 转码、 检测, 工作稳定, 为综合交通提供较好的底层基础和试验点.
  •  自回避行走模型中行走终止效应的研究*

     张晋鲁 1 , 蒋建国 2 , 张丽丽 1 , 赵兴宇 1 , 黄以能 1, 2 **
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 407-411.
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     自回避行走( SAW)模型在线形高分子链的构象、 高分子链的缠结效应和电子的局域化等研究领域中有着极为重要的应用. 就模型本身的研究而言, 主要有两个方面. 其一是自回避行走的空间尺
    度的分布参量(如末端距等) 与行走步数的标度规律研究. 其二是对行走终止( WT ) 效应的研究. 所谓WT 效应指的是, 在到达预期的行走步数 N 之前, 由于自回避效应的存在导致行走无法继续下去的情
    况, 而且行走终止步数 n( n? N )存在分布. 本文中, 首先定义了行走终止过程的分布几率 q n N k m , 其中 m为一个自回避行走系综中由于 WT 效应导致的没有到达预期的行走步数 N 的子系综中的自回避行
    走次数, k 为在此子系综中行走终止步数为 n 的自回避行走次数. 其次, 对 SA W 模型的 WT 效应进行了计算机模拟, 研究了 q n N 与 N 和 n 的变化规律. 结果表明, 对不同的 N, q n N 都可标度到一条与 N 无关的主
    曲线Q n C N q n N 上, 这里 C N 仅仅与N 有关. 再标度的行走终止过程的分布几率 Q n 随n 的变大表现出先增加后减小的趋势, 即存在一个与 Q n 最大值相对应的最可几的行走终止步数 n p .
  •  双包层光纤激光器温度分布数值分析*

     申岳国 1 , 吕绪良 1 ** , 朱洪涛 2 , 唐厚超 1 , 吴超 1
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 412-418.
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     光纤内的温升是限制高功率双包层光纤激光器发展的重要因素. 本工作在分析热沉积分布的基础上, 对双包层光纤激光器的温度分布进行了定量研究, 并进一步研究泵浦结构和泵浦方式对光纤温
    度分布的影响, 探讨改善高功率双包层光纤激光器热问题的途径, 从而为双包层光纤激光器优化设计提供指导.研究结果表明, 双端泵浦的双包层光纤激光器光纤两端的温升显著高于中部的温升, 两段温度很
    高. 采用多段非均匀掺杂光纤泵浦结构和侧面泵浦方式可以有效的改善光纤内的温度分布, 降低温升. 设定每端泵浦功率 P 0 = 315 W, 双端泵浦单段均匀吸收系数光纤、 三段和五段非均匀吸收系数光纤时,
    温度分布数值计算结果表明, 光纤纤芯最高温度分别约为: 414 K、 357 K 和 336 K, 因此, 采用多段非均匀泵浦结构可以有效的降低光纤中的最高温度. 此外, 本研究以 3 段侧面泵浦为例来研究侧面泵浦方式
    对温升的抑制作用. 总泵浦功率仍设定为 630 W, 温度分布数值计算结果表明, 光纤中的最高温度降低到了 344K.
  •  海浪状况及飞沫作用对台风强度和结构影响的数值模拟*
     孙一妹** , 费建芳, 程小平, 黄小刚, 刘 磊
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 419-431.
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     本文利用基于共享内存进程间通信方式耦合建立的 WRF?WW3 大气- 海浪耦合模式, 考虑Fairall 和 Andreas 两种海洋飞沫通量参数化方案, 对 0604 号台风? 碧利斯 进行了数值模拟对比试验,
    分析了海浪状况和飞沫作用对台风路径、 强度、 动力和热力结构的影响. 结果表明: 海浪和飞沫对台风路径模拟影响不大. 考虑海浪状况使海表粗糙度更接近于实况, 能够改善对台风强度的模拟. 不同的飞沫
    参数化方案对于台风强度模拟的影响不同, Fairall 飞沫参数化方案使台风模拟强度增加, 而 Andreas 方案则使之减弱. 对于台风动力结构, 考虑海浪状况使高风速区向气旋中心收缩且强度增大, 导致 10 m 风
    场与控制方案局地差值高达 10 m/s; 飞沫作用则通过改变台风温湿场间接影响其动力结构. 对于台风热力结构, 考虑海浪状况有利于增强海表潜热、 感热通量的传递, 热通量与海面 10 m 高风速区在分布和强
    度上都有更好的对应关系; 在此基础上加入 Fairall或 Andreas 飞沫参数化方案分别加强或削弱海表热通量传递; 各方案潜热通量远大于感热, 其大小是模拟台风强度不同的主要原因之一, 海浪状况和飞沫
    作用主要通过影响潜热通量进而影响台风的强度变化. 此外, 尽管海浪状况和飞沫作用仅通过海表粗糙度和海表热通量影响台风, 但其对台风动力结构和热力结构的作用可一直延伸至高空.
  •  南京地区大气降水氚浓度分布特征的研究* 
     杨 靖, 章艳红, 叶淑君** , 吴吉春
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 432-439.
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     采用因子分析的方法恢复了 1963? 2006 年间南京大气降水氚浓度年平均值, 在年尺度下分析其变化规律. 根据国际原子能机构/ 世界气象组织(IAEA/WMO) 监测网南京站的资料, 结合 2005-
    2007 年实测数据, 在月尺度下分析了南京地区降水中氚浓度的变化特征, 并对产生的原因进行了探讨. 结果表明: 20 世纪 60 年代热核实验所产生的氚在南京地区通过自然衰减、 降雨等作用, 已经降低至自
    然水平. 降水中的氚浓度在季风控制时期存在雨量效应, 其他时期与雨量关系不明显. 对比一年中各月降水的氚浓度, 南京地区降水中氚浓度存在季节效应. 多种因素综合影响下的季节效应表现为降水中氚
    浓度春季最高, 夏季最低, 秋冬介于其中.
  •  基于系统性能周期检测的应用服务器软件再生建模与分析* 
     孟海宁 1 ** , 齐 勇 2 , 侯 迪 2 , 刘 亮 3
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 440-447.
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     软件再生作为一种主动预防性的软件容错技术是解决软件老化问题的主要手段. 针对应用服务器系统中存在的软件老化现象, 提出一种基于系统性能周期检测的软件再生模型. 首先分析应用服务
    器系统的运行状态和行为特征, 给出应用服务器系统单位时间内损失的平均总成本和不可用性的估算公式, 并根据最小化单位时间内平均总成本得到两个重要的系统参量: 最优的系统检测周期和软件再生
    周期; 然后分析推导单位时间内平均总成本和系统检测周期的边界条件. 最后通过仿真实验表明: 合理的选择系统检测周期, 有计划地对应用服务器系统执行软件再生, 可以有效的降低应用服务器系统损失
    的平均总成本, 同时提高系统的可用性和可靠性; 并且验证了本文提出的基于周期检测的再生模型, 比一般周期再生模型更加提高系统可用性.
  •  一个可扩展企业应用系统安全模型的设计与实现*
     柳玉辉 1 , 刘德辉 2 , 赵大哲 1 **
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 448-455.
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     随着现代企业信息化的发展, 企业的各种信息系统日益庞大和复杂, 系统安全形势也日益严峻, 企业应用系统的每个环节都有可能遭到安全威胁, 应用系统需要保护众多的资源, 对认证和授权以及资源
    的访问控制管理变得越来越困难. 因此, 为企业提供一套易使用的、 易扩展和易管理的企业应用安全框架显得十分重要. 本文深入研究了基于 J2EE(Java 2 Platform, Enterprise Edition)的企业应用系统的安全问
    题, 以 RBAC( Role -Based Access Control) 访问控制模型、 Acegi安全框架为基础, 从多维度组织机构、 认证系统和授权系统三个方面设计与实现了一种具有通用性和高度可扩展性的安全架构方案, 能够满足不同企
    业个性化的安全需求. 该方案能够降低企业信息系统安全管理的复杂度, 增强系统的安全性.
  •  基于认知的软件可信评估证据模型*

     卢刚** , 王怀民, 毛晓光
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 456-463.
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     互联网软件资源的开放性复杂性应用广泛性对当前的可信模型提出新的挑战. 为回应这些挑战以符合认知途径和成本递进的方式评估软件, 给出用于可信评估的相关概念, 综合软件环境、 使用体
    验和生产过程中的可信要素, 提出支持评估的证据模型, 模型分为声誉可信、 交互可信、 机理可信三个可信剖面, 可用于评估互联网软件资源. 分析了可信剖面下的多个可信目标和目标的证据来源, 最后给出
    模型在软件可信性评价中的应用方法.
  •  支持模型驱动式软件开发的建模语言框架研究*

     李 晋 1,2 ** , 战德臣 1 , 聂兰顺 1 , 徐晓飞 1
    南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(4): 464-475.
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     随着模型驱动体系结构( model driven architecture, MDA) 技术和环境的不断发展, 模型驱动软件开发(model driven development, M DD)已经成为一种新的软件开发模式, 对于 MDD 软件开发过程
    中的核心问题, 即面向不同应用领域需要多种建模语言支持模型的建立和模型之间的转换, 其中, 模型转换问题的有效解决直接取决于模型如何建立. 针对这些核心问题, 提出了一个基于元对象机制( meta
    object facility, M OF) 的建模语言体系结构, 支持定义建模语言的抽象语法和具体语法. 该体系结构能够有效地纳入、 精化统一建模语言( unified modeling language, UM L) 等现有的建模语言, 并支持按需定义
    新的建模语言, 支持建模语言的演化以实现不同应用领域的建模. 针对模型转换与模型验证所必须的模型形式化要求, 引入网络本体语言( web ontology language, OWL)实现了建模语言的形式化描述. 基于
    Eclipse 设计实现了支持该体系结构的建模工具 ICE?Modeling Tool, 整合现有业务和软件建模语言并扩展定义了一套完整的 MDD 模型元素体系, 所提出的模型元素体系及工具能够支持 MDD 软件开发过程
    中准确描述语义, 低成本、 有效进行模型转换及快速验证模型, 在物流服务行业的应用初步验证了体系结构和工具的有效性.
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