علوم و فناوری های پدافند نوین
سال:1399 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

تلاش برای برنامه ریزی هرچه بهینه تر سامانه های قدرت از دیدگاه های مختلف، اعم از اقتصادی، فنی، و زیست محیطی، در راستای تامین تقاضا به صورت مطمین، پیوسته ادامه دارد. از جمله این برنامه ریزی ها، برنامه ریزی مشارکت واحدهای نیروگاهی است. در این مقاله، برنامه ریزی مشارکت امنیت-مقید واحدهای نیروگاهی با تمرکز بر اهمیت راهبردی انرژی الکتریکی در بستر شبکه های هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا مدلی جامع برای برنامه ریزی مشارکت واحدها، توام با برنامه پاسخ گویی بار اضطراری (EDRP) ارایه شده است. برای تطبیق مدل مزبور با شرایط جنگی، مدل جدیدی از برنامه EDRP، تحت عنوان برنامه پاسخ گویی بار اضطراری راهبردی (SEDRP) نیز ارایه شده است. سپس با استفاده از یک مدل احتمالی برای تخمین برون رفت واحدها متاثر از عوامل مختلف در شرایط جنگی، طی سناریوهای متعدد، مدل موردنظر، در قالب یک مسیله بهینه سازی خطی آمیخته با اعداد صحیح، با استفاده از نرم افزار بهینه ساز GAMS حل شده است. در انتها، با توجه به نتایج حاصله، اثربخشی منابع پاسخ گویی بار هوشمند بر تداوم برق رسانی و هزینه های سیستم در شرایط موردنظر مورد ارزیابی قرار گرفته است. مشاهدات حاکی از آن است که مشارکت هوشمند سمت تقاضا، می تواند منجر به افزایش تداوم برق رسانی و کاهش هزینه ها در شرایط بحرانی منجر گردد.

امروزه حملات به زیرساخت های صنعت برق از طریق بمب گرافیتی بسیار محتمل است. با ایمن کردن شبکه برق، می توان میزان خسارات به شبکه را حداقل گرداند. یکی از روش هایی که می توان در شبکه برق ایران اجرا کرد؛ تغییر پیکربندی یا بازآرایی در شبکه توزیع است. بازآرایی درواقع عمل تغییر آرایش شبکه با استفاده از تغییر وضعیت کلیدهای عادی باز و عادی بسته شبکه است. در این مقاله از بازآرایی شبکه توزیع به منظور کاهش احتمال خاموشی مناطق حساس نظامی هنگام حمله با بمب گرافیتی استفاده می شود. الگوریتم بهینه سازی مورداستفاده، الگوریتم ازدحام ذرات گسسته و شبکه موردمطالعه، شبکه 69 باسه استاندارد IEEE است. نتایج نشان می دهد که بازآرایی می تواند احتمال خاموشی و آسیب مناطق نظامی را هنگام حمله با بمب گرافیکی به طور محسوسی کاهش دهد.

سامانه های قدرت همواره در معرض اغتشاشات از قبیل حملات تروریستی هستند. وقوع این اغتشاشات باعث برهم خوردن تعادل بین توان های تولیدی و مصرفی و بروز نوسانات زاویه ای در روتور ژنراتورها می شود. بررسی نوسانات زاویه ای و پایداری شبکه به ازای اغتشاشات بزرگ تحت عنوان پایداری گذرا طبقه بندی می شود. از طرفی در سال های اخیر، با توجه به نیاز روزافزون کشورها به منابع انرژی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی رو به گسترش است. هدف این پژوهش، بررسی تاثیرات وارد شدن سامانه های فتوولتاییک در شبکه های قدرت در پایداری گذرای سیستم قدرت بزرگ است. با توجه به اینکه منابع فتوولتاییک دینامیک متفاوتی نسبت به ژنراتورهای سنکرون دارند با بالا رفتن ضریب نفوذ توان تولیدی این منابع به جای ژنراتورهای سنکرون، دینامیک شبکه دستخوش تغییر می شود. به منظور در نظر گرفتن این تاثیرات، مدلی مناسب برای منابع فتوولتاییک در زمان گذرا انتخاب شده و به کمک روش تابع انرژی گذرا، این مدل در روابط حاشیه انرژی گنجانده شده است و حساسیت آن نسبت به جایگزینی توان ژنراتورهای سنکرون با منابع فتوولتاییک محاسبه گردیده است. با در نظر گرفتن سناریوهای مختلف به طور مثال رخ دادن چهار خطا در سیستم قدرت، مکان و ظرفیت بهینه ای برای این منابع به دست آمده است.

حفاظت شبکه های قدرت یکی از نقاط تمرکز اولیه شرکت های بهره برداری است و اندازه گیری داده های خطوط انتقال، شینه ها و تجهیزات وابسته به آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نقش اساسی اندازه گیری و اطلاعات کنترل در بهره برداری معمول شبکه های هوشمند، امنیت سایبری برای شبکه های برق فعلی و آینده را یک ضرورت حساس می سازد. لذا از آنجایی که شبکه های قدرت بیشتر متکی بر فناوری های ارتباطی و اطلاعاتی هستند استفاده از واحدهای سنجش فازور (PMU) در شبکه های مذکور به منظور جمع آوری داده های شبکه، اندازه گیری، حفاظت و کنترل دستگاه های قدرت روند رو به رشدی داشته است. تغییرات در پیکربندی شبکه برق به دلایل متعددی ازجمله کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ، کیفیت توان و. . . انجام می شود که در این خصوص در صورت وجود PMUها در شبکه، مشاهده پذیری آن مورد سوال قرار خواهد گرفت. هدف در این مقاله تحلیل و ارزیابی رویت پذیری PMU های جایابی شده در شبکه های بازآرایی شده به منظور تحلیل امنیت سایبری شبکه و جایابی مجدد آن است. عملکرد روش پیشنهادشده در شبکه های 14 و 30 شینه IEEE بررسی شده است.

اهمیت و نیاز به درک صحنه های بصری به علت پیشرفت سامانه های خودکار به طور پیوسته افزایش یافته است. جریان نوری یکی از ابزارهای درک صحنه های بصری است. روش های جریان نوری موجود، مفروضات کلی و همگن فضایی، در مورد ساختار فضایی جریان نوری ارایه می دهند. درواقع، جریان نوری در یک تصویر، بسته به کلاس شی و همچنین نوع حرکت اشیاء مختلف، متفاوت است. فرض اول در میان بسیاری از روش ها در این زمینه، پایداری روشنایی در طی حرکت پیکسل ها بین فریم ها است. ثابت شده است که این فرض در حالت کلی صحیح ناست. در این پژوهش از تقسیم بندی اشیای موجود در تصویر و تعیین حرکت اشیا به جای حرکت پیکسلی کمک گرفته شده است. درواقع از پیشرفت های اخیر شبکه های عصبی کانولوشن در تقسیم بندی معنایی صحنه های استاتیک، برای تقسیم تصویر به اشیا مختلف بهره گرفته می شود و الگوهای مختلف حرکتی بسته به نوعشی تعریف می شود. سپس، تخمین جریان نوری با استفاده از ایجاد یک شبکه عصبی کانولوشن عمیق برای تصویری که در مرحله اول تقسیم بندی معنایی شده است، انجام می شود. روش پیشنهادی کمترین خطا در معیار جریان نوری برای پایگاه داده KITTI-2015 را فراهم می آورد و تقسیم بندی بهتری را نسبت به روش های اخیر در طیف وسیعی از فیلم های طبیعی تولید می کند.

لامپ ترایود بازتابی یکی از انواع ویرکیتورها از خانواده لامپ های ماکروویو توان بالا است که عمده کاربرد آن اختلال در عملکرد سامانه های دشمن از طریق ایجاد میدان الکترومغناطیسی شدید روی هدف است. در این مقاله ابتدا مقایسه ای بین نتایج تجربی و شبیه سازی یک لامپ ترایود بازتابی ارایه شده است. نتایج شبیه سازی سازگاری خوبی با نتایج تجربی دارند. از نرم افزار CST STUDIO SUITE برای شبیه سازی استفاده شده است که بر مبنای روش انتگرال محدود که شامل کد ذره در سلول است عمل می کند. در پژوهش های گذشته با استفاده از دو بازتابنده دیسکی و نواری در این لامپ، میدان الکتریکی خروجی حداکثر 126 درصد افزایش داده شده است، در این پژوهش برای اولین بار با معرفی و استفاده از بازتابنده دیواره ای میدان الکتریکی خروجی 193 درصد افزایش داده شد. نشان داده شد هریک از بازتابنده های دیسکی، نواری و دیواره ای به ترتیب 37، 34 و 29 درصد در افزایش میدان الکتریکی خروجی نقش داشته اند. همچنین نشان داده شد تغییرات توان خروجی نسبت به مکان بازتابنده دیواری پریودیک است.

استفاده از سامانه های مخابراتی با نرخ داده بالا همراه با کیفیت خدمات مطلوب، زیرساخت یک سامانه فرماندهی و کنترل (C4I) است که در شرایط بحران باید با بهترین کیفیت مخابره، مورداستفاده قرار گیرد. به کارگیری چنین ساختاری در سامانه های پدافندی نوین از موضوعات تحقیقاتی بسیار مهم است. ازآنجاکه افزایش پهنای باند و یا توان ارسالی به منظور افزایش نرخ داده، راه کاری پرهزینه و گاهی غیرعملی است، استفاده از سامانه های تقسیم فرکانسی متعامد چند ورودی/چند خروجی (MIMO-OFDM) به یکی از فن آوری های اصلی سامانه های مخابراتی نسل چهارم تبدیل شده است. به تازگی روش های کدینگ فرکانس-زمان-فضا (STF) برای بهبود بهره چندگانگی توسعه یافته است. این مقاله با استفاده از ترکیب روش شکل دهی پرتو و STF به تجزیه و تحلیل MIMO-OFDM می پردازد. روش پیشنهادی STFBF که ترکیب این دو روش است، از لحاظ نرخ خطای بیت نسبت به STF بدون شکل دهی پرتو، عملکرد بهتری دارد و همچنین الگوی پیشنهادی نسبت به ترکیب روش شکل دهی پرتو و روش کد بلوکی زمان-فضا (STBC) نیز عملکرد بهتری دارد.

در این مقاله به تحلیل اثر موج انفجار در سقف های بتنی پیش تنیده با نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. در ابتدا، یک سقف نیم استوانه ای بدون پیش تنیدگی تحت تاثیر موج ناشی از انفجار یک تن TNT در فاصله 10 متری از میانه طولی سازه در نرم افزار آباکوس تحلیل شد. با هدف بررسی تاثیر پیش تنیدگی بر مقادیر تنش و خرابی های کششی و فشاری، سازه تحت پیش تنیدگی فشاری 3، 5 و 8 مگاپاسکالی قرار گرفت. افزون بر این، اثر طول دهانه بر نتایج تنش و خرابی پوسته سقف با بهره جویی از سه طول دهانه 30، 45 و 60 متری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تحلیل ها نشان داد که پیش تنیده کردن سقف پوسته از حجم خرابی ناشی از انفجار می کاهد. همچنین افزایش طول دهانه، تمرکز خرابی ها را روی محورهای تقارن سبب می گردد.

کدگذاری یکی از شاخه های جالب و کاربردی ریاضیات است که به طور گسترده در شبکه های بی سیم ازجمله شبکه های تلفن همراه، شبکه های بی سیم با برد کوتاه، شبکه های حسگر بی سیم و شبکه های ارتباطی ماهواره ای مورد استفاده قرار می گیرد. هدف ما در این مقاله ارایه کدهای جدیدی با استفاده از دنباله های عددی پیل و حاصل ضرب هادامارد است. برای رسیدن به این هدف ابتدا به بررسی خواص ماتریس دنباله های عددی پیل و حاصل ضرب هادامارد آن ها می پردازیم. سپس با استفاده از نتایج به دست آمده، الگوریتم های کدگذاری و کدگشایی متناظر آن ها را به دست می آوریم. در انتها، الگوریتم بلوک بندی را روی ماتریس دنباله های عددی پیل و حاصل ضرب هادامارد آن ها مطالعه می کنیم.

خوشه بندی گره های گراف از جنبه ساختاری یا محتوایی، همواره موردتوجه پژوهشگران حوزه داده کاوی بوده است؛ اما به خوشه بندی گراف بر مبنای ساختار و محتوا به طور ترکیبی کمتر توجه شده است. با توجه به نیاز خوشه بندی ساختاری-محتوایی در شبکه های اطلاعاتی که شبکه های اجتماعی نمونه ای از آن هاست، در این مقاله الگوریتم خوشه بندی ICS-Cluster ارایه شده که هر دو جنبه ساختار و محتوا را به صورت هم زمان در نظر می گیرد. هدف این روش، رسیدن به خوشه هایی با ساختار درونی منسجم (ساختاری) و مقادیر ویژگی (محتوایی) همگن در گراف است. در این روش ابتدا گراف اولیه به یک گراف ساختاری-محتوایی تبدیل می شود که در آن وزن هر یال (ارتباط) بیانگر شباهت ساختاری-محتوایی دو گره (موجودیت) است. خوشه بندی با توجه به وزن یال ها به صورت افزایشی انجام می شود بدین معنا که گره های یال با وزن بالا به عنوان خوشه در نظر گرفته می شوند و وزن یال های متصل به خوشه با یکدیگر ادغام شده و به صورت یک یال متصل به خوشه در نظر گرفته می شوند، این مراحل تا زمانی که الگوریتم به تعداد خوشه موردنظر کاربر برسد، ادامه خواهد یافت. الگوریتم ICS-Cluster به هر تعداد خوشه که مدنظر کاربر است، گراف را خوشه بندی می کند. مقایسه الگوریتم مطرح شده با سه الگوریتم خوشه بندی ساختاری-محتوایی ارایه شده، بر اساس معیارهای شش گانه سنجش کیفیت خوشه، بیانگر عملکرد مناسب روش ICS-Cluster است. این معیارها معیارهای ساختاری تراکم خوشه، خطای یال و پیمانگی، معیار محتوایی میانگین شباهت، معیار ساختاری-محتوایی CS-Measure و زمان اجرای روش ها است.