Fault diagnosis of marine diesel engine intake and exhaust system based on dynamic feature fusion北大核心CSCD

[目的]船舶系统由多设备的复杂机构组成,各组件参数具有动态性和非线性的特点,所以故障诊断过程复杂。为提高诊断效率,提出一种动态特征融合方法。[方法]利用分形理论、动态理论及核主元分析(KPCA)法对系统状态数据进行重构、映射及筛选,得到主元特征数据矩阵,求得平方预测误差(SPE)及相应的控制限,构建出基于船舶柴油机进排气系统健康数据的离线监测模型,利用该模型对系统进行故障诊断分析。为验证模型的有效性,选取某船舶柴油机进排气系统的故障数据进行验证分析。[结果]结果表明,动态特征融合分析方法可有效实现对系统动态非线性状态数据的精确分析,实现对系统故障的高效分析和诊断。与KPCA及支持向量机(SVM)方法相比,所提方法具有更好的故障诊断性能。[结论]该方法可实现船舶柴油机进排气系统故障的检测和诊断,提升系统运行的可靠性和安全性。     

行李安检禁限带物品识别多标签图像分类算法

有效识别禁限带物品的智能识别算法有助于降低安检人员劳动强度，提升旅客行李安检作业效率。文章采用图像多标签分类的深度卷积神经网络，通过引入图像注意力机制与动态元融合，能够在卷积前向传递过程中补充低层图像视觉线索，有效应对行李X光图像中物品影像混叠干扰及低分辨率特征混淆的问题，增强对细粒度特征的识别能力；同时，引入外部神经知识的元选择网络，实现网络多阶段预测的自适应融合，以避免权重偏置现象。实验结果表明，文章算法能够克服行李X光图像中影像混叠和物品尺度变化带来的禁限带物品识别困难，有效提高识别准确率。     

考虑驾驶行为异质性的城市快速路合流区仿真模型

为研究城市快速路合流区车辆运行规律，基于车辆自然轨迹数据，提出考虑驾驶行为异质性的合流区元胞自动机仿真模型。模型将合流区分为上游区域、合流区域及下游区域，3个区域由11条路段组成。首先，利用Kalman滤波算法对自然轨迹数据进行降噪处理；然后，计算每辆车驾驶行为特征参数并进行K-means聚类分析，结合聚类效果评价指标Silhouette系数将驾驶行为分为：保守-谨慎型、激进-谨慎型、保守-轻率型及激进-轻率型这4种类型；最后，依据分类结果， 建立考虑加速度、随机慢化概率异质性的跟驰模型和考虑换道安全间距、换道决策的多级异质性换道模型。在各空间占有率的情境下，基于Matlab进行数值仿真，统计同质驾驶行为和异质驾驶 行为条件下，合流区域车道的流量、密度、速度、时空位置及换道频率等参数。仿真结果表明：在空间占有率为10%~20%时，同质交通流相比异质交通流更容易产生局部交通拥堵和交通流失效情境，并且同质交通流量峰值比异质交通量小27.1%；随着空间占有率的增加，同质车辆和异质车辆驾驶频率均呈现增加-稳定-下降的趋势，而异质驾驶行为换道频率的极大值比同质交通流高 20.74%。     

基于改进物元法的智慧港口发展水平评价模型

针对当下智慧港口建设如火如荼,而建设行业标准体系却迟迟未能统一的问题.首先利用智慧港口建设发展路径的研究基础,结合国内外信息化发展评价指标体系研究成果,构建了适合国内智慧港口建设发展的评价指标体系;其次利用主客观综合赋权法降低了传统评价过程中,主观因素对指标权重的影响,引入基于云模型的改进物元理论,解决了传统评价方法中模糊性和随机性带来的误差;最后以天津港智慧港口建设工程为算例,对天津港的智慧港口发展水平进行评估,计算得到期望为3.9956,发展等级为较好,与正态云模型和灰色关联分析法的验证结果一致.研究结果表明:评价体系符合现阶段智慧港口的发展方向,评价方法简洁有效,在降低了双重不确定性对于评价结果影响的同时计算了评价结果的置信度,为今后我国智慧港口发展和评价体系的建立提供了参考.     

基于时间阈值的旅客登机模型及动态登机策略

减少登机时间有利于提高旅客体验和航空公司运行效率，故优化基于旅客行为的登机策略尤为重要. 基于旅客登机过程中两个阶段的延时，建立考虑时间阈值的新登机模型；在干扰时间阈值分布的基础上，通过优化算法分配行李，从而使登机时间最小，进一步得到基于不同行李构成的动态旅客登机策略. 通过元胞自动机仿真和现场模拟实验比较动态登机策略的效率. 结果显示：新登机模型能准确反映登机过程，Steffen 次序具有最大的干扰时间阈值和优化空间；本文提出的动态登机策略可以缩短登机时间，使登机效率显著提高.     

基于连续-离散混合模型的船舶推进轴系纵向振动动力吸振分析

以直接传动形式的船舶推进轴系为研究对象,基于连续-离散混合模型,开展推进轴系纵向振动动力吸振设计分析。采用直接法和模态叠加法计算比较推进轴系在螺旋桨脉动推力下的频率响应,识别出第1阶模态是优势模态。结合Lagrange方程和模态展开定理推导出推进轴系连续-动力吸振器离散混合模型的动力学方程,采用动力调谐优化方法对动力吸振器进行优化设计,在优化状态下讨论动力吸振器的控制效果和参数影响规律。分析结果表明:动力吸振器安装位置应尽可能接近螺旋桨端,以减小动力吸振器动力参数值;第1阶共振线谱的减振效果与动力吸振器安装位置无关,仅取决于其质量比。     

基于离散-连续耦合的钢桥面铺装剪切模拟

层间剪切破坏是钢桥面铺装主要病害之一,为了对钢桥面铺装复合结构层间剪切行为进行研究,基于三维离散-连续耦合方法建立了钢桥面铺装复合结构仿真模型,分析得出30℃条件下钢桥面铺装层间剪切破坏行为的变化规律,分析剪切速率对钢桥面铺装层间剪切受力状态的影响。研究结果表明过高或过低的行车速度对钢桥面铺装层都不利。对比分析离散-连续模型与离散元模型模拟结果发现,离散-连续模型计算结果更加符合实际情况。     

基于领域元模型的车载ATP子系统软件建模研究

针对列车自动防护（ATP, Automatic Train Protection）系统开发中所存在的问题，提出一种基于领域元模型的车载ATP子系统软件建模方法。分析铁道信号领域内不同列车运行控制系统对车载ATP子系统的共性特征要求，并基于元模型理论构建其领域元模型。提出了基于领域元模型的车载ATP子系统软件开发方法，该方法支持软件模型重用，可以提高车载ATP子系统软件的开发质量和开发效率。