分段堆排序算法及其时间复杂度分析

堆排序是一个高效的排序算法，但它对基本有序数据却不占优势。针对这一问题，通过对传统堆排序算法的分析，介绍了一种适用于基本有序数据的分段堆排序算法，给出了算法思想、算法描述和时间复杂度分析，并用C语言实现算法。算法分析表明，在被排序数据基本有序时，可明显减少重建堆过程中的比较次数，有效降低了算法的时间复杂度。     

基于概念格的城市轨道交通车辆系统故障风险综合评价算法研究

在现有的分析城市轨道交通车辆系统故障风险的文献中,通过机器学习的方式智能地对城市轨道车辆系统故障风险进行综合评价的算法还很少见。通过引入概念格相关理论,建立了一个基于概念格的城市轨道交通车辆系统故障风险综合评价算法(LRA)。与现有算法比较,LRA的优势表现在:第一,将连续数次检测数据作为评价数据,减少了因人为检测误差造成的错误警报概率。第二,现有算法往往在数据清理后再对数据进行分析,数据清理与数据分析的脱节加大了算法的时间和空间的复杂度;而LRA将数据清理与数据分析通过形式背景熵统一到了一起,从而提高了算法的效率。     

宽带波达方向估计的快速算法

给出了一种用于任意阵列的宽带波达方向（ＤＯＡ）估计快速算法。它是基于信号子空间技术，通过处理截取的中心窄带频段数据来获得对方向的估计。由于仅对一个协方差矩阵进行奇异值分解且无需预处理，因而可做到快速实时；同时，由于采用的是单一中心频段数据，因而没有谱峰偏移及多频段的谱峰变宽现象，保证了算法的高分辨率。     

基于颜色视觉的瓷瓶定位算法研究

在线瓷瓶缺损检测系统中,瓷瓶定位是保证系统精确度的关键所在。针对瓷瓶的特点,确定一种基于颜色视觉分析的定位方法,同时提出相应算法,并在实际测量系统中实现,为后期进行瓷瓶缺损检测奠定了基础。     

基于智能电表的电力机车能耗管理优化系统

电力机车能耗管理优化系统采用基于节能学习模式的设计思想,可随着数据的不断积累和优化,建立更科学、合理的能耗考核标准.设计基于选择性保存数据记录的算法和用速度信息判断突变公里标并辅助计算机车运行累加距离的算法,可有效节省智能电表内的数据存储空间和还原操纵曲线.利用线性插值算法分别得到距离和速度的信息,采用车站号和时间信息的关联查询算法得到区间运行时间,再通过区间运行时间和能耗数据之间的关联查询算法得到区间能耗.为构建操纵曲线分析优化的环境,提出了全图形化的能耗优化算法.该系统设计的科学性已被成都铁路局应用中产生的节能效益所证明.     

基于GA-岭回归分析的机车车轮踏面磨耗量预测算法研究

车轮踏面磨耗量是评价机车运行安全的重要参数，但多数车轮运维现场的条件尚不能对踏面磨耗量及时、准确地进行监测。为了解决上述问题，文章提出了基于“GA-岭回归”分析的机车车轮踏面磨耗量预测算法（简称“GA-岭回归”预测算法）。“GA-岭回归”预测算法分为数据前处理和数据预测分析2部分。对于数据前处理，首先依据不同的测量方式对采集到的踏面磨耗量数据进行分类，基于车轮的实际运维情况，分析不同类型数据的特点；随后以镟修周期作为数据划分标准，对分类后的数据进行切片处理；最后采用相关标准和主成分分析法对相应的动态测量数据进行清洗、降噪。对于数据预测分析，首先划分数据集，进行数据整合，创建训练集数据的时间滑动窗口；随后采用岭回归算法对训练集数据进行回归分析训练，并结合遗传算法和验证集数据进行模型参数的调优，以提高预测准确性。基于测试集数据，分别采用传统预测算法、岭回归线性预测算法和“GA-岭回归”预测算法，对3类预测算法的预测效果进行对比分析；随后采用相同的测试方法，扩大车轮样本的数量，继续进行预测效果的对比分析。测试结果表明，采用“GA-岭回归”预测算法的预测误差和误差标准差均相对较低。经分析可知，...     

探地雷达铁路检测大数据多线程并行处理方法北大核心

为了提升探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)数据信号处理算法的性能,建立了一种适用于单机模式的多线程并行处理方法。分析了GPR信号处理算法的并行性特征,对文件头和数据道分离存储以支撑任意道集的细粒度数据划分,采用简便的静态调度实现并行任务调度。对5种常用算法进行了串并行对比试验。结果表明:复杂度较高的算法更适宜进行并行化改造,加速比约为硬件环境物理核数,线程数可根据物理核数和CPU线程数进行优选。当数据量变化时,算法的并行加速比保持稳定,表现出良好的适应性。     

轨道交通GPS数据约简的数学模型与算法研究

利用实测轨道GPS数据生成电子地图是实现列控智能化的一个重要环节。为减少存储空间和提高列车定位的实时性,需要对大量GPS数据进行约简,找出其中的少量关键数据。通过数学建模和分析,轨道交通GPS数据约简问题是一个NP问题,难以求得最优解。本文提出一种启发式线性算法,并给出6个性能指标的定义。两个铁路区间的实测GPS数据用于对算法的性能指标进行分析比较。计算结果表明,该算法是有效的且运行速度较快。该算法能以较低的约简率在一定误差要求的前提下约简大量GPS数据。在误差约束为1 m时,约简率小于2%;误差约束为2 m时,约简率约为1%。随着轨道弯曲程度的增加,约简率有所增加。     

基于数据挖掘的铁路货运量预测方法

随着铁路部门信息化的建设,海量的数据积累使得采用数据挖掘技术对铁路货运量进行预测十分必要.通过系统分析、数据预处理、数据挖掘及知识提取,提出了预测铁路货运量的三种算法:线性回归、BP神经网络及支持向量回归机,并通过实例验证比较了算法的有效性.     

列车气动试验数据可视化方法的研究

简述列车气动试验数据可视化的必要性,介绍标量场、矢量场这两类实验数据可视化算法,着重讨论基于流线型列车外形的曲面域散乱数据场可视化方法。采用四边形网格划分算法将散乱数据场网格化,应用坐标转换法将曲面域转换为平面域进行插值计算,在计算坐标系中等距扫描插值再映射到实际坐标系中对应点,克服了在实际坐标系中等距扫描插值算法是否收敛等缺陷。据此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。用C 语言描述了程序中类的定义,给出可视化系统的应用实例。     

轨道交通数据中心实时单向数据摆渡设计与实现

针对轨道交通数据中心业务的单向安全隔离环境,以保障生产控制数据的实时性与安全性为目标,提出了基于企业服务总线级联、消息队列数据推送和结合业务应用的通信模式采用过滤命令回传的数据摆渡方式,以及实现生产控制系统实时数据传输的方法,并对其进行了测试。测试结果表明,该方法可应用于轨道交通领域生产网域和管理网域的数据隔离,以确保生产网域数据的安全性,并保障管理网域可获得必要的数据。     

基于空间状态辨识理论的高速铁路车体垂向加速度预测模型

轨道不平顺是引起车辆振动的主要激励源。深入分析轨道高低不平顺与车体垂向加速度关联关系动态,掌握轨道结构传递特性,对科学评价车辆、轨道的服役状态及精准指导线路养护维修具有重要意义。基于系统辨识理论,以我国高速综合检测列车车载检测系统在一高速铁路上的实测轨道不平顺及车体垂向加速度样本数据为基础,通过平均周期图谱法计算检测数据功率谱密度及其相干函数,用状态空间方法构建长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递模型,并用关联模型传递函数及实测数据对所建模型进行验证。结果表明:模型预测的车体垂向加速度与相应实测数据有较强的线性相关性;利用合理阶数的状态空间模型,能够有效辨识长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。     

跨坐式单轨交通轨道梁定位测量及线形检测方法探讨

为了提高跨坐式单轨交通轨道梁安装定位精度,提升轨道梁线形平顺性,提出一种基于轨道梁基础控制网的轨道梁定位测量及线形检测的新方法。介绍了该方法下的轨道梁基础控制网点位设置、测量方法和精度指标分析,以及轨道梁线形检测断面设置、检测点测量、检测数据处理及线形分析的方法。给出了轨道梁定位测量时全站仪的定向方法及精度指标;研发了精密测量基座。实际案例表明,轨道梁基础控制网相对点位精度为±1.5 mm,轨道梁平面定位精度为±3 mm,高程定位精度为±2 mm,验证了该作业方法的可行性,定位安装后的轨道梁符合相关规范的验收要求。     

清镇火车站生活污水治理效果评价

清镇火车站生活污水处理站采用土地法处理工艺,该处理站于2008年10建成运行。为了解该工艺的处理效果,对污水处理前后进行了水质监测。根据污水监测数据分析得出生活污水通过土地法二级处理后可达标排放。该污水处理方法具有造价低,操作简单,运行成本低,处理效果好,使用寿命长的特点,值得大力推广。     

运营高铁CPⅡ复测成果异常分析及修正方法研究

为了解决运营高速铁路线上CPⅡ复测成果异常问题,研究了一种CPⅡ复测成果异常点和异常区段修正方法,此方法中,定义线上CPⅡ异常点和异常区段的限制条件,将本期复测成果与上期复测成果做较差对比,从而发现异常点或异常区段,再采用同精度内插的方式更新异常点或区段,可有效修复线上CPⅡ异常成果,实际修复精度达到毫米级别。最后,结合实际工程数据,验证CPⅡ异常成果修复方法的可行性。     

一种新的渐进层次细节表示方法

提出了一种新的渐进层次细节表示方法,采用基于图形旋转系统的数据结构,以基网格和操作序列的形式存储层次细节,只使用图形旋转系统的操作集合中的操作,提出的渐进层次细节表示方法支持拓扑简化,能够获得更好的简化效果;在操作过程中模型可始终保持二维流形。结果表明,这种新的渐进层次细节表示方法效果良好,是完全可行的。     

基于波面分解的跨海桥梁下部结构波浪荷载计算方法

为建立波面与结构波浪荷载之间的直接联系,提出一种基于波面分解的桥梁下部结构波浪荷载计算方法。通过傅里叶变换将波面时程分解为有限个线性规则波的叠加,根据线性波浪理论,将每个规则波的水质点速度、加速度组合叠加,得到波面对应的水质点速度和加速度分布,最后利用Morison方程计算波浪荷载。通过与既有波浪理论、水槽试验和数值模拟结果进行对比,验证了方法的有效性和准确性。研究结果表明:(1)当波高不大时,本文方法得到的水平速度和加速度与波浪理论值吻合良好;(2)基于水槽试验的波面分解,本文方法结果与流速仪实测结果在时域与频域均吻合良好;(3)以一个圆柱桥墩为例,本文方法比数值模拟计算效率高,墩底剪力、弯矩的误差分别为3%、8%左右。     

针对铁路信息系统的APT恶意流量预警系统研究

为了更准确和高效地检测针对铁路信息系统的高级持续性威胁（APT,Advanced Persistent Threat）攻击,研究并设计了基于堆叠式长短期记忆（LSTM,Long Short-Term Memory）模型的APT恶意流量预警系统。将UNSW-NB15数据集改造为适用于APT恶意流量预警系统中模型训练的数据集;提出利用APT攻击阶段性的特性进行预警结果再计算的方法,引入置信度的概念,从而更准确地判定流量类型。在Kaggle云平台上对APT恶意流量预警系统进行了实验,其准确率、精确率和召回率等指标均优于其他方法。实验结果表明,所设计的系统具有更好的性能表现,能够有效提高APT恶意流量预警的准确率,降低误报率和漏报率。     

基于粗糙集的机车牵引变流器故障诊断方法

利用粗糙集对故障特征数据库中的数据进行处理和约简,过滤冗余属性,提取出有效的故障模式规则.依据这些规则,对新加入数据进行判别并归类,识别出故障的类型,依此找到故障的原因并排除故障,从而使机车实现“状态修”成为可能.从实验结果可知,基于粗糙集的故障诊断方法非常有效,可以很大程度减少数据处理的工作量.     

轨道车辆一系橡胶弹簧寿命延长研究

为了解和掌握一系锥形橡胶弹簧这类轨道车辆关键部件在实际线路运行1个寿命周期(5年或60万km)后的真实变化情况,支撑后续该类部件寿命延长的研究及国产化,以某型轨道车辆用一系锥形橡胶弹簧为研究对象,通过对新造和实际线路运用满1个寿命周期的样品进行测试,获得了其关键性能数据和橡胶材料数据。试验结果显示,经过1个寿命周期运用后该型一系锥形橡胶弹簧外观、粘接性能良好,垂向、横向、纵向刚度均上升,压缩高下降,耐疲劳、耐老化性能下降。最后,根据实际变化情况,给出了研制国产化一系锥形橡胶弹簧的优化建议。