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裝備系統(tǒng)可用性綜合仿真技術(shù)是綜合考慮裝備群的持續(xù)任務(wù)想定、裝備的構(gòu)型與可靠性\維修性\測試性\保障性設(shè)計特性以及裝備的保障方案，通過描述主裝備與保障系統(tǒng)及其內(nèi)部各要素之間的邏輯關(guān)系，抽象其中的隨機因素，建立離散事件仿真模型，借助于計算機進行虛擬實驗，模擬裝備系統(tǒng)在任務(wù)驅(qū)動下的使用及維護過程，收集相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，探索裝備系統(tǒng)可用性參數(shù)的數(shù)理統(tǒng)計規(guī)律，為裝備系統(tǒng)可靠性\維修性\測試性\保障性設(shè)計、分析與綜合評估提供依據(jù)。 裝備系統(tǒng)可用性仿真技術(shù)是裝備實現(xiàn)全數(shù)字化設(shè)計與制造的必備關(guān)鍵技術(shù)之一。適用于裝備論證、研制、驗證與使用階段?？捎糜诤娇蘸教煅b備、導彈裝備、車輛裝備、艦船裝備等的戰(zhàn)備完好性、任務(wù)持續(xù)性及保障性評估，可靠性維修性測試性保障性設(shè)計參數(shù)確定與權(quán)衡分析，保障方案的比較分析以及保障資源定量要求的分析與確定。

舵機是應(yīng)用于各種小型無人飛行器（如無人機、導彈等）的舵面伺服驅(qū)動系統(tǒng)。舵機的伺服特性是舵機的主要性能指標，需要在地面進行多參數(shù)、多狀態(tài)的半實物仿真測試。本成果包括系列化舵機伺服性能地面仿真測試設(shè)備，包括：電動負載模擬加載測試設(shè)備、舵機剛度和模態(tài)測試設(shè)備、機械式正/反操作力矩加載臺、剪切沖擊負載測試臺、舵機復(fù)合加載臺。 上述系列設(shè)備用于高性能舵機系統(tǒng)的地面半實物仿真測試，面向航空航天科研院所的型號任務(wù)需求定制，廣泛用于各種小型無人飛行器（如導彈、無人機）舵機系統(tǒng)的地面測試，也可用于民用精密旋轉(zhuǎn)輸出機電作動器的動/靜態(tài)伺服性能測試。所有設(shè)備均采用電動加載，結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場改造工作量小，加載精度高，工作穩(wěn)定可靠。 上述設(shè)備均為北京航空航天大學機器人所研制，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

智能交通運輸仿真及測評系統(tǒng)包括交通仿真和智能交通測評兩大部分，主要由城市交通控制仿真系統(tǒng)、列車調(diào)度仿真系統(tǒng)、鐵路行車安全保障系統(tǒng)以及駕駛員可靠性及適應(yīng)性檢測系統(tǒng)線成。城市交通控制仿真系統(tǒng)是一個復(fù)雜的巨型系統(tǒng)。目前國內(nèi)仿真僅限于四個節(jié)點（交叉口），而該系統(tǒng)是能仿真150個節(jié)點的大型路網(wǎng)系統(tǒng)，具有國內(nèi)領(lǐng)先水平。動態(tài)性、隨機性和操作性很強的系統(tǒng)。其主要內(nèi)容如下： 列車調(diào)度仿真系統(tǒng)基于定性仿真理論的鐵路行車仿真技術(shù)，利用定性仿真中的推理仿真、并行仿真等理論以及面向?qū)ο蟮某橄蠼＜夹g(shù)，結(jié)合鐵路行車系統(tǒng)的實際情況，建立以分局高度所日常工作為背景的鐵路行車仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)包括： 1、調(diào)度區(qū)段環(huán)境仿真 1）車站、區(qū)間基礎(chǔ)設(shè)備仿真：研究包括道岔、信號機、軌道區(qū)段等基礎(chǔ)設(shè)備建模方式，描述其屬性、動作以及行為，如道岔開通方向變更、信號機顏色轉(zhuǎn)換等，并建立動態(tài)仿真模型； 2）車站聯(lián)鎖關(guān)系、區(qū)間閉塞關(guān)系仿真：研究聯(lián)鎖關(guān)系、閉塞關(guān)系的抽象方式，建立進路、閉塞分區(qū)等帛象模型，描述其屬性，并實現(xiàn)進路、閉塞分區(qū)的行為動作，如鎖閉、取消、自動解鎖等； 3）車站各種作業(yè)、任務(wù)仿真：建立車站接車、發(fā)車、等作業(yè)的羅輯模型，描述作業(yè)的基本屬性，實現(xiàn)其行為動作，如控制進路、控制列車等，建立車站客貨運業(yè)務(wù)仿真模型，模擬車站的客貨運業(yè)務(wù)。

本研究成果基于微機硬件平臺和通用WINDOWS平臺，提供兩種仿真實現(xiàn)技術(shù)途徑和軟件框架，一是采用電影動畫技術(shù)，基于AUTOCAD、3DS、Authorware軟件交互實現(xiàn)，這種技術(shù)適合復(fù)雜動態(tài)場景，實時性能要求高的場合，缺點是觀察路徑基本固定，須預(yù)先交互設(shè)置，消耗微機存儲資源，適合機電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組裝、性能、外觀多媒體演示；一是采用程序動畫技術(shù)，基于VC OPENGL平臺，運動路徑和觀察路線可以在線交互設(shè)定。正在研究基于分形幾何建立山水樹木自然場景，基于地質(zhì)等高線圖、GIS等數(shù)據(jù)建立三維數(shù)字地面模型，基于MRI CT圖片建立數(shù)字化人體器官模型，正開發(fā)基于三維數(shù)字地形的土石方開挖、土木工程規(guī)劃、虛擬鐵路虛擬小區(qū)效果演示、房屋內(nèi)裝飾布置演示，鐵路站線網(wǎng)絡(luò)信息多媒體查詢軟件。

生產(chǎn)線仿真是生產(chǎn)線設(shè)計規(guī)劃中全面分析系統(tǒng)的有效和不可缺少的重要工具。通過生產(chǎn)線設(shè)計規(guī)劃、控制調(diào)度以及仿真建模等技術(shù)的研究，建立一個集設(shè)計規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度、仿真與優(yōu)化為一體的生產(chǎn)線集成設(shè)計規(guī)劃系統(tǒng)。使用戶在設(shè)計規(guī)劃階段就可以對生產(chǎn)線的靜、動態(tài)性能進行充分的預(yù)測、比較和論證各種方案，并對出現(xiàn)的問題提出合理的解決方案。從而確實有效地協(xié)調(diào)生產(chǎn)線從設(shè)計規(guī)劃到實際運行各個階段的關(guān)系。 系統(tǒng)的主要功能包括:(1) 能夠并行地確定生產(chǎn)線系統(tǒng)的規(guī)模、構(gòu)成和布局；(2) 能實現(xiàn)對生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)布局和作業(yè)計劃調(diào)度進行仿真，驗證設(shè)計方案并給出詳細的派工方案，輸出設(shè)備運行狀態(tài)和性能指標，為生產(chǎn)線的規(guī)劃設(shè)計和實際加工的作業(yè)計劃安排提供可視化分析工具；(3) 能夠以三維動畫動態(tài)顯示生產(chǎn)線運行狀況，按照統(tǒng)計方法計算生產(chǎn)線最終性能，在各個層面上對生產(chǎn)線進行綜合評估。

包裝材料是消費者在接觸商品時看到、觸摸到的實體物質(zhì)，與消費者直接接觸。包裝材料在商品的銷售中發(fā)揮著承載信息的作用，同時傳遞情感。新一代消費者在很多商品相對同質(zhì)化的背景下，將產(chǎn)品的外觀和包裝作為選購商品的一個重要考慮因素。因此很多高科技公司在設(shè)計產(chǎn)品時非常重視包裝材料的設(shè)計。比如主流的手機生產(chǎn)廠家，包括蘋果、華為、三星、小米等，投入大量的人力物力設(shè)計和生產(chǎn)新的手機外殼。由于采用納米制造技術(shù)，具有全息效果和可變色的手機外殼的成本甚至高于手機中一些核心部件的成本。但是良好的市場反應(yīng)證明消費者對產(chǎn)品外觀的需求不弱于對產(chǎn)品性能和功能的需求。 新一代的微納包裝材料指材料的特征尺寸在微米甚至納米級別，與入射光相互作用時，表現(xiàn)出特殊外觀的一類包裝材料。由于這種材料包含微納尺度的重復(fù)性結(jié)構(gòu)，需要復(fù)雜的工藝實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這樣的特點對微納包裝材料的設(shè)計提出了非常高的要求。從消費者研究的角度出發(fā)，要求這些材料具有心理學范疇的屬性，包括柔軟感、高級感、金屬感等;從制造技術(shù)的角度出發(fā)，需要通過控制工藝參數(shù)來調(diào)整微米或納米尺度的材料結(jié)構(gòu)。本研究工作需要解決的核心技術(shù)問題是如何按照消費者心理需求，來實現(xiàn)對生產(chǎn)工藝的控制，得到理想的微納包裝材料。傳統(tǒng)的設(shè)計方法通常需要經(jīng)過多次迭代，反復(fù)地進行試生產(chǎn)和消費者調(diào)查實驗。由于試生產(chǎn)成本高且需要大量時間，導致新材料的研究工作緩慢而昂貴。 仿真設(shè)計方法綜合運用計算材料學、計算光學、計算機圖形學、情感計算等方面的研究成果，可以實現(xiàn)對創(chuàng)新微納包裝材料的仿真設(shè)計，在不需要進行試生產(chǎn)的情況下，通過計算機模擬具有微納尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高分子材料的光學散射特性，生成具有高真實感的產(chǎn)品外觀圖像，直接用于消費者調(diào)查工作，具有非常好的應(yīng)用前景。

高鐵車務(wù)仿真實訓系統(tǒng)是一套集模擬、實訓、管理和考核功能為一體的高速鐵路車務(wù)應(yīng)急值守人員仿真實訓系統(tǒng)，可用于車務(wù)應(yīng)急值守人員崗前資格性培訓、崗中適應(yīng)性培訓和日常操作演練。本系統(tǒng)于2013年12月18日通過了北京鐵路局科委技術(shù)評審。系統(tǒng)實現(xiàn)了高鐵車站信號設(shè)備的日常操作模擬和各種故障條件下的應(yīng)急處置模擬，系統(tǒng)仿真界面和操作方法與高鐵車站實際運用的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)一致，實用性強。

本成果通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關(guān)鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應(yīng)用價值。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 量子照明雷達是新興的研究方向，是量子信息技術(shù)與雷達技術(shù)相結(jié)合的新興產(chǎn)物。而量子信息技術(shù)又是古老的量子力學與信息技術(shù)相結(jié)合的交叉學科，不少研究者因晦澀的量子力學而望而卻步。為了降低量子照明雷達的神秘感，打破抽象壁壘，我們創(chuàng)造性地發(fā)展了量子照明雷達的高效仿真技術(shù)，對于未來實現(xiàn)量子雷達的普及與推廣具有重要意義。 截止目前，尚未見到關(guān)于量子照明雷達仿真平臺的相關(guān)報道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計算機數(shù)值平臺，溝通了抽象的量子力學與具體的量子目標探測之間的橋梁，具有創(chuàng)新性和國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)先進性。 經(jīng)過近五年的研究和近兩年教學實踐的檢驗，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關(guān)鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應(yīng)用價值。鑒于量子雷達技術(shù)是未來新體制雷達的重要技術(shù)途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標探測方面取得應(yīng)用，市場應(yīng)前景廣闊。截止到目前，該成果已經(jīng)應(yīng)用于高年級本科生的培養(yǎng)與實訓和北京某研究所的新體制目標探測項目研發(fā)中。