车辆轨迹数据可视化分析系统的设计与实现

针对网约车轨迹数据,设计和实现了基于Web的轨迹数据可视化系统。首先介绍了系统的整体框架,采用B/S架构,基于MVC模式,结合ECharts组件实现轨迹数据的可视化。然后从数据清洗、数据格式转换、数据压缩等方面描述了系统对原始数据的预处理工作。最后分别概述了直接可视化、聚集可视化和特征提取可视化的实现方法及结果分析。     

大规模道路交通数据网络轻量化可视化方法

为提高网络环境下大规模道路交通数据动态可视化效率,提出一种在网络环境下使用流光线表达交通态势的轻量化可视化方法. 首先,提出顾及道路属性的路网分层组织方法,并绘制在不同视角高度下的道路;然后,提出基于WebGL (Web graghics library)技术线段索引特点的多道路合并方法,并结合视域剔除以及多线程技术对场景进行优化,设计实现了支持道路拥堵状态实时变换的渐变、动态流光线等动画效果;最后,研发了原型系统,并以全国道路网数据为例进行案例实验与分析. 实验结果表明:在网络环境下进行大规模道路交通数据动态可视化,本文方法可视化帧率稳定在40帧/秒以上,相较于百度ECharts GL可视化方法提高了20～30帧/秒.      

动车组转向架关键部件温度无线监测系统设计

为监测动车组转向架关键部件温度,保障行车安全,利用动车组内Wi-Fi网络设计了一种无线温度监测系统.该监测系统由STM32单片机、Pt100不平衡电桥采样电路和RM-04Wi-Fi模块构成下位机采集系统,采用基于LabVIEW的PC机客户端结合Android系统的移动客户端APP组成上位机系统.经实验测试,该系统响应速度快,无线传输稳定,数据不丢帧,可达到±0.25℃的测量精度,监测数据可存储调用,满足动车组随车人员对转向架关键部件温度监测需求,对于保证动车组列车运行安全,积累行车数据具有重要意义.     

基于人机工程学的高速动车组新头型优化设计

在高速列车头型设计工作中,综合考虑速度能力及司机室人机工效等设计要素,基于司机室驾驶空间与作业安全、人机工程学标准等设计原则,确定了新头型头部设计约束条件,进而采用三维变量化技术建立了高速动车组头型的参数化模型,所研究的头型设计方法有助于提升实现高速动车组设计能力.     

基于点与热度的交通时空数据可视化

针对现有交通时空数据可视化交互解决方案,在可视分析交通时空数据时无法兼顾通用性和专业性的问题,设计并实现了交通时空数据可视化平台.通过统一的数据表示方法,实现对数据的导入、处理及可视化展示,完成基于交互的任务逻辑设计,实现在兼顾通用性的同时对时空数据提供多样化可视化的分析手段.     

基于Kriging代理模型的高速列车悬挂参数的区间优化

针对高速列车悬挂设计参数难以选定的问题,提出一种基于Kriging代理模型的高速列车悬挂参数区间优化的方法.采用拉丁超立方试验设计方法确定仿真数据样本得到动力学仿真数据,利用偏最小二乘方法确定影响脱轨系数的主要悬挂参数,进而建立基于设计参数与仿真数据Kriging代理模型,以此模型实现悬挂参数区间优化.最后以CRH某型动车组悬挂参数为例进行了验证性优化分析,结果表明该方法正确可行.     

基于复Morlet小波变换的车体模态参数识别

详细推导了基于复Morlet小波变换的车体模态参数识别过程.对国内某高速动车组纯车体进行多点激励正弦扫频,利用随机减量法对车体振动响应信号进行随机减量处理,获取自由振动信号,首次运用小波理论对高速动车进行模态参数识别.同时也运用最小二乘法识别各阶振型.识别结果与商用软件Test.Lab对比,频率误差小于2％,说明小波分析适合用于高速车体这样复杂系统的参数识别.     

列车气动试验数据可视化系统

根据列车气动试验数据处理对可视化的特殊要求，研究了试验数据可视化方法及系统实现，采用数据场网格划分和基于等参变换的区域映射插值相结合的插值方法，改进了扫描线算法，采用面向对象的软件工程思想编制了试验数据可视化系统。应用实例表明该系统能快速、形象、方便地处理试验数据。     

高速动车组远程数据传输及应用

介绍了将CRH3型高速动车组运行动态数据自动搜集,远程传输到地面中心数据库,进而分发到各主机厂进行动态分析并辅助故障维修、制定检修策略的高速动车组远程数据传输系统,介绍了该系统的技术架构以及数据的应用分析,对该系统数据与SAP-ERP系统的集成以及通过BI系统对数据进行深度分析提出了设想.     

����Web Services�Ľ�ͨ��Ϣ����ϵͳ�������ʵ��

分析了交通行业相关业务处理信息系统进行数据集成的必要性；对现有信息集成的方法和技术进行总结、对比和分析，结合交通信息化的进展和实际需求得出：基于Web Services的信息集成方案是构建交通异构数据集成系统较为理想的体系结构。根据Web Services的体系结构和特点，设计了交通异构数据集成系统的方案，对其中的关键技术进行了说明。以客运管理信息系统为例给出了基于VS.Net平台的交通异构数据集成的实现方法和具体步骤。     

基于混合现实的动车组车钩辅助检修方法研究

针对动车组车钩检修工作中存在的故障复杂化、维修方式老旧、检修手册内容滞后等问题，提出了一种基于混合现实技术的动车组车钩辅助检修方法，该方法借助混合现实和数据交互技术，构建了动车组车钩故障MR辅助检修总体模型和技术框架，研究了虚实注册融合、故障智能诊断、数据信息交互和检修辅助指导等关键技术，实现了基于Unity3D-HoloLens的手势识别，视线追踪等多样人机交互辅助检修方式。     

八叉树PagedLOD大规模三维模型可视化研究

针对虚拟仿真中渲染显示大规模三维模型的计算机资源消耗大、刷新率低的难题,提出基于八叉树的PagedLOD大规模三维模型可视化方法,实现了以零件为单元进行大规模模型数据的动态调度.通过以动车组检修大型模型实例作为验证,结果表明了相比于传统的直接渲染方式,此方法在大规模模型场景中能够在保留原装配树结构的前提下,实现模型数据的动态调度,有效地控制内存的占用,提高场景刷新率.     

基于BIM的隧道工程预警可视化应用研究

针对隧道工程监测数据处理和预警工作提出一种可视化应用方案,基于BIM(building information modeling,建筑信息模型)与监测数据的相互关联实现监测信息的直观展示,将Dynamo可视化编程与BIM相结合,实现监测过程中基于分级标准和分级监测单元的可视化预警,同时反馈输出分级预警信息。程序以太原地铁2-1号线联络线项目为依托,实现可视化层面的分级,为现场安全施工提供预警提示。     

八叉树PagedLOD大规模三维模型可视化研究

针对虚拟仿真中渲染显示大规模三维模型的计算机资源消耗大、刷新率低的难题,提出基于八叉树的PagedLOD大规模三维模型可视化方法,实现了以零件为单元进行大规模模型数据的动态调度.通过以动车组检修大型模型实例作为验证,结果表明了相比于传统的直接渲染方式,此方法在大规模模型场景中能够在保留原装配树结构的前提下,实现模型数据的动态调度,有效地控制内存的占用,提高场景刷新率.     

CAE建模与工程验证

提出了具有共性和普遍意义的复杂产品CAE性能仿真的能量等效替换、定性力学、主要矛盾和反馈建模原则,基于这些原则对中空挤压铝型材高速动车组、不锈钢点焊结构的城市轻轨动车组、中空挤压铝型材/蜂窝夹层板混合结构的常导磁浮动车组车体进行了CAE性能仿真.性能仿真结果与物理样机测试结果的基本一致,证明了本文建模原则的有效性.     

CAE建模与工程验证

提出了具有共性和普遍意义的复杂产品CAE性能仿真的能量等效替换、定性力学、主要矛盾和反馈建模原则,基于这些原则对中空挤压铝型材高速动车组、不锈钢点焊结构的城市轻轨动车组、中空挤压铝型材/蜂窝夹层板混合结构的常导磁浮动车组车体进行了CAE性能仿真.性能仿真结果与物理样机测试结果的基本一致,证明了本文建模原则的有效性.     

面向热轴故障的高速列车轴温阈值预测模型

针对现有基于车轴温度固定阈值的故障检测系统适应性差且误报率、漏报率高的问题, 综合考虑列车速度、环境温度与运行工况等因素对轴温的影响以及各因素之间的关系, 建立了高速列车轴温动态阈值预测模型; 考虑高速列车在不同运行工况下轴温变化的差异特征, 将列车运行状态分为加速、匀速和减速3个阶段, 并针对每个阶段运用皮尔逊相关系数法分析列车速度、环境温度、荷载等原始监测数据以及各阶段运行时间、初始轴温等衍生数据与轴温的相关程度; 提取与轴温变化密切相关的因素, 基于多元回归分析方法, 针对列车的3个运行阶段, 分别建立基于原始监测数据的轴温动态阈值预测模型和基于原始监测数据与衍生数据的改进轴温动态阈值预测模型, 并采用F检验方法对模型的有效性进行检验, 基于中国高速列车实测轴温数据对模型的正确性进行了验证。研究结果表明: 列车在加速、匀速与减速3个阶段中, 轴温真实值与改进轴温动态阈值预测模型预测值的平均相对误差分别为2.0%、4.1%和3.3%;相对于基于原始监测数据的轴温动态阈值预测模型, 3个阶段中改进轴温动态阈值预测模型的预测精确度分别提高了79.8%、64.3%和65.6%;改进预测模型的决定系数大于0.99, 显著性概率小于0.05, 表明模型有效。      

动车组年度高级检修量预测方法

为准确、高效地预测任意时间段内的所有动车组高级检修量,提出了一种动车组年度高级检修量预测方法.以上线动车组的既有运行规律的相关数据为初始值,计算后续高级检修具体日期和统计时间段内的高级检修量,得到上线动车组的高级检修总量.针对尚未投入使用的动车组,从宏观角度建立各个修程年度高级检修量概率计算方法,使用积分统计方法得到统计时间段内未上线动车组的高级检修总量.将2013年实际检修计划和2015年预测计划的总高级检修量进行归一化处理,进行了相关比较与误差计算.计算结果表明:当基准动车组为670组,上线日均走行公里在1000～3000 km,计算周期为180 d时,2015年归一化数据与2013年归一化数据的相对误差为-2.86％,三、四级检修的相对误差分别为-0.23％、9.24％,误差在有效范围之内,方法有效.     

动车组转向架虚拟装配系统可视化技术

针对转向架在实际装配、维修过程中存在的诸如装配信息表达不直观、不能共享、培训成本高、培训时间长等问题开发了动车组转向架虚拟装配系统.在详细分析动车组转向架虚拟装配系统对可视化技术的需求基础上,利用基于AABB包围盒的LOD技术实现了复杂模型在不同场景下的简化,利用OSG模型库和剖切平面的设置实现了复杂装配的斜剖、直剖和...     

基于预测控制的动车组迭代学习控制方法

针对动车组运行过程中存在非线性扰动、参数时变等问题，以提高动车组的速度跟踪精度和乘客舒适性要求为目标，提出了一种基于预测控制的高速动车组迭代学习控制方法；通过采集动车组先前运行过程中的输入输出数据，使用带遗忘因子的最小二乘法实时辨识广义预测控制(GPC)中的预测模型参数并计算预测输出，根据以往过程的平均模型误差修正该预测输出，利用修正后预测输出引出迭代学习控制律，在线实时计算得到新的控制量，实现动车组速度跟踪；采用修正后预测输出设计二次型迭代学习控制律，通过充分学习列车系统的重复性特性来解决传统比例积分微分(PID)型迭代学习参数整定难、收敛速度慢和鲁棒性差等问题，并给出算法的收敛性证明；以实验室配备的CRH380A型动车组半实物仿真平台对该方法进行了测试，建立了列车的三动力单元模型，使其跟踪设定速度曲线，并与一些传统算法进行对比。仿真结果表明：在第8次迭代过程，基于预测控制的高速动车组迭代学习控制方法得到的动力单元速度与其设定的速度和加速度误差分别在0.3 km·h^-1和0.5 m·s^-2以内，且变化平稳，其性能优于PID、GPC和P型迭代...