高速列车监测数据处理及故障诊断

车体性能好坏直接影响列车的行车安全,文章利用安装在车体上的传感器所采集到的振动信号,选取合适的信号特征提取方法进行评估,达到列车故障早期预警的目的。试验数据表明,车体的振动信号具有非线性、非平稳的特点,先对振动信号提取小波包能量矩特征进行时频域分析,发现该特征提取方法可以直观地反映车辆横向和垂向振动情况。引入基于局部分析的拉普拉斯特征映射算法(LE),对故障工况的小波包能量矩熵特征所构造的高维特征向量空间进行降维,发现能够从垂向加速度信号识别出空气弹簧失气工况,从横向加速度信号识别出抗蛇行减振器故障和横向减振器故障。这与车辆动力学分析结果一致,同时也证实了流形学习方法对列车性能评估具有一定的作用。     

基于时空特性和组合深度学习的交通流参数估计

为深入挖掘交通流时空特性，提高交通流参数估计精度，基于深度学习提出一种交通流参数估计的组合方法。根据目标断面及其上游断面的交通流数据构造输入矩阵，利用卷积神经网络捕捉交通流的空间特性，使用长短期记忆和门控循环神经网络挖掘交通流的时间特性，组合3 种深度学习方法所得输出，得到交通流参数估计值。采用中国安徽省合肥市和美国加州萨克拉门托的交通流数据进行验证。结果表明：新方法的性能优于已有各种方法，使估计误差降低 5.72%~33.29%；新组合方法具有较高的准确性和可靠性，能为智能交通系统运营与管理提供高质量的基础数据。     

新型零航速矢量减摇系统研究

针对海洋科研平台、科考船等减摇系统的快速响应性工作需求,在螺旋桨推进器基础上开发了一种零航速矢量减摇系统。本文介绍系统机构设计及其工作原理,结合耐波性计算分析获取船舶横摇规律,采用滑台搭载重物往复移动方式,模拟船舶规则横摇以获得规则波实验条件,并通过船模实验验证该减摇装置作用下的船舶横摇减摇效果。零航速规则波模拟实验研究表明,该减摇装置具有可控性强、易改装的特点,能够大幅提高船舶的耐波性,为后续工程试验船舶上安装该减摇系统奠定理论与实验基础。     

基于SolidWorks的AUV耐压舱体设计与校核

自主式水下航行器的耐压和密封是非常关键的两方面,基于SolidWorks软件对324型AUV耐压舱体进行了设计与仿真校核。综合考虑薄膜理论和不连续效应,根据NSGA-Ⅱ算法实现多目标优化,确定出直舱和封头的基本尺寸,利用美国海军试验水槽公式和稳定条件进行初步验证,以保证强度和稳定性。根据得出的几何尺寸在SolidWorks里完成三维建模,并在Simulation模块中完成数值模拟仿真,最终对舱体进行实际耐压试验,将结果和理论计算、软件仿真进行对比。针对直舱段舱体不同尺寸和材料进行了三维建模和数值仿真,得出相应结论。     

城轨新线客流成长期进出站量短时预测研究

为准确掌握城轨新线开通初期客流演化态势、提高运输组织合理性,针对新线客流变化不稳定、缺乏历史客流数据等问题,提出城轨新线客流成长期进出站量短时预测方法。通过对新线站点进出站量变化规律的分析,基于改进模糊C均值聚类算法,对考虑客流趋势相似性的城轨站点类型划分方法进行研究,并提出城轨新线站点历史数据库构建方法;基于趋势距离对近邻匹配机制进行优化,并根据多元统计回归对K近邻算法进行改进,提出新线站点客流成长期进出站量短时预测方法;结合广州地铁客流数据,对预测方法的有效性进行验证。研究结果显示:新线站点客流成长期内短时进、出站量平均预测效率较既有方法增加了35.68%、32.23%,预测精度较既有方法增加了38.32%、25.80%。     

缆控布放大型载人潜器冲击过程影响因素分析

为了对大型载人潜器下潜拉动缆绳瞬间引发的张力冲击过程进行研究,并分析相关因素的影响规律,采用集中质量法进行缆索系统建模仿真,得到缆绳张力和潜器速度变化过程.结果 表明,潜器垂向附加质量、全排水量和缆绳弹性模量对缆绳冲击张力均具有影响,但前者影响微弱,后两者影响程度较强.这3个因素均不会显著改变潜器运动特性,潜器始终处于低速状态.减小缆绳弹性模量是降低冲击张力较为可行和有效的办法.     

生物滞留带构造对其渗蓄效果的影响

为了研究生物滞留带构造参数及组合方式对其渗蓄效果的影响，提出了判定生物滞留带渗蓄效果的评价指标，并对16组不同构造的生物滞留带开展模拟降雨径流正交试验，研究了种植土和填料层成分及含量、透水土工布位置、砂层颗粒级配和构造厚度对生物滞留带渗蓄效果的影响. 研究结果表明:影响生物滞留带渗蓄效应程度大小的排序为:砂层级配>填料层成分和含量>结构层厚度>土工布位置>种植土成分和含量；生物滞留带最佳组合形式从上至下依次为:20 cm厚种植土，35 cm厚填料层（其中珍珠岩、蛭石、土壤和砂的体积占比为10%、5%、10%和75%），10 cm厚砂层（其中砂层颗粒级配为0～0.5 mm占15%、0.5～0.7 mm占40%、0.7～1.0 mm占30%、1.0～2.0 mm占15%），20 cm厚砾石层以及不设置透水土工布.      

湿热环境作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能

为研究湿热环境下碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土结构的耐久性问题，采用6根湿热环境下CFRP加固的钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验，研究在湿热环境下CFRP加固钢筋混凝土梁的破坏形态、承载力、挠度和裂缝等；根据环氧树脂老化的化学反应微分方程和反应速度的指数定律，给出环氧树脂胶层弹性模量的衰减模型；从混凝土和环氧树脂胶层的力学性能出发，提出湿热环境下CFRP加固钢筋混凝土结构后CFRP剥离时的强度计算公式，推导湿热环境作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力计算公式. 研究结果表明:随着湿热环境作用时间的增加，加固梁的抗弯承载力逐渐减小，CFRP剥离破坏由混凝土控制逐渐转换为由环氧树脂胶层控制；随着湿热环境作用的持续，混凝土裂缝数量减小、裂缝宽度增加但挠度减小，加固梁的损伤增大且脆性增加；加固梁的屈服曲率、极限曲率和曲率延性系数均减小，加固梁的延性变差且CFRP剥离破坏时的脆性和离散性增强；试验与理论计算的对比表明，在湿热环境作用下加固梁发生CFRP剥离破坏时，CFRP极限应变的理论值与试验值误差在20%以内，抗弯承载力的理论值与试验值误差在11%以内.      

高速铁路对湖南省县域经济集散效应分析

为研究高速铁路对湖南省县域经济集散效应,选取2008～2017年湖南省124个区县的数据,采用双重差分(Difference in Difference,DID)模型,从经济密度、人口密度、第三产业区位熵、市场内部潜力4个方面来衡量高铁开通对县域经济产生的影响.研究结果表明:高速铁路开通对湖南高速铁路通过的核心县城市人口密度、经济密度与市场内部潜力产生显著提升作用,但在短期内会削弱核心县城市第三产业增长,削减了第三产业结构升级动力;高速铁路开通通过吸引农村或小城镇人口提高城市的经济集聚水平;高速铁路对促进边缘区域县城市第三产业发展贡献大,有助于区域经济协调发展.应重视核心、外围、边缘区域县城产业结构转型,尽快发挥高速铁路开通带来的经济效应.     

基于小波神经网络的地铁基坑地表沉降随机预测

通过南通地铁软土层基坑降水模型试验发现,降水引发的基坑地表沉降随着监测点距基坑支护桩距离的增大而减少,工程中距离支护桩越远,沉降量越小.在不同的监测点沉降量的监测值与公式计算值总体变化规律相似,但受降水因素、施工扰动和地下多变的岩土环境等影响,存在一定的随机性.利用权值参数对小波神经网络的激励和输出函数进行修正,利用梯度下降的方法对伸缩和平移参数进行优化.在此基础上,以水位降深、土层的压缩模量、厚度、固结度和监测点方位为输入参数,基坑总沉降量为输出参数建立改进后的随机小波网络基坑地表沉降预测模型.工程实例表明,改进后的随机小波网络模型能使基坑地表沉降预测值较好地拟合工程实测值,误差均小于±8％,相比传统公式的计算值更具合理性.