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。     

陀螺仪噪声对轨道高低不平顺检测的影响北大核心

基于Allan方差和功率谱密度的关系,测定陀螺仪的角度随机游走、零偏不稳定性、角速率随机游走等分形噪声的功率谱密度;利用测定的分形噪声功率谱密度计算对应噪声的比例因子,并采用快速傅里叶变换仿真三种分形噪声的时间序列样本。用最小二乘法拟合仿真分形噪声得到对数斜率并与分形噪声的标准功率谱比对,验证了仿真分形噪声的真实性。推导基于陀螺仪的轨道高低不平顺检测算法,并以正弦波窄带信号模拟轨道不平顺,通过链式法则对时间和空间求导以获取高低不平顺对应的陀螺仪角速率。陀螺仪角速率叠加仿真分形噪声后,基于陀螺仪的轨道高低不平顺算法获得轨道不平顺,减去相同的算法流程处理未叠加噪声的陀螺仪角速率获得的轨道不平顺,二者差值可表征陀螺仪噪声对轨道高低不平顺检测的影响。     

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.     

浮码头与旁靠船舶的运动响应特性研究

本文基于三维势流理论，采用数值分析方法研究了浮码头与散货船旁靠系泊的运动特性。考虑缆绳和护舷的非线性特性，探求了波浪周期对浮体运动、系缆力的影响规律。研究结果表明：考虑间隙内水体运动影响，旁靠散货船在横浪条件下的纵摇和纵荡运动有所增大。浮码头在计算工况下，缆绳受力较大，在某些工况条件下超出了国际系缆力标准的要求，旁靠散货船的缆绳在计算工况下均未超标，满足要求。研究结果为浮码头系泊系统的设计及工程运营提供理论参考。     

盾构静-动态泥浆渗滤成膜及支护效率控制方法

近年来，泥水盾构在越江跨海隧道中被广泛应用，隧道开挖面“泥浆-土水”相互平衡作用是工程安全的关键。盾构泥浆能否成膜、动态掘进泥膜是否存在、动态泥膜如何发挥支护作用等问题受到广泛关注，理清这些问题是保障开挖面稳定的基础。对此，基于多相流理论提出了泥浆“渗滤-成膜-生长”瞬态力学模型，探明了泥浆的流体特性和地层的水力传导性质的时空变化规律，揭示了盾构停机静态成膜和掘进动态成膜机制，并通过静、动态成膜2个实例计算验证了理论方法的适用性。研究结果表明：盾构静态停机状态下通常为全断面泥膜，泥浆以面力形式进行支护，盾构掘进时表现为动态局部泥膜，泥浆压力可较长距离前向传递，以渗透力的形式发挥作用；盾构掘进时开挖面泥膜分布为多辐扇形的局部泥膜，可分为泥膜渐变区和无泥膜区，无泥膜区域靠近先行刀臂，随着刀盘转速的增加，泥膜的厚度和泥膜面积逐渐减小；实际工程中，可以从泥浆材料和掘进参数两方面提升泥浆的支护作用，一方面根据地层-泥浆粒径比和泥浆黏度双控指标进行泥浆配置，另一方面宜降低盾构刀盘转速，同时适当增加掘进速度，充分发挥局部泥膜的支护作用，提高泥浆的支护效率和开挖面的稳定性。研究成果对泥水盾构施工安全有一定的指导意义。     

基于层次分析-可拓理论评价岩质岸坡稳定性

为了研究岩质岸坡的安全稳定问题，以云南玉楚高速绿汁江特大桥玉溪岸某岩质岸坡为例，运用层次分析与可拓物元理论相结合的方法，建立边坡稳定性评价物元模型，确定其稳定安全等级。通过层次分析法计算出各评价指标权系数后，结合可拓理论构造出的有序三元组，形成多因素关联度函数，进行模型的物元可拓分析，获取边坡最终的安全分级结果。结果表明:边坡的安全等级为Ⅳ级，处于不稳定状态。同时，运用FLAC3D有限差分软件对边坡进行数值计算，得出安全系数F_s=0.98，为不稳定边坡。两种方法的分析结果一致，进而论证了层次分析-可拓理论评价模型的可靠性，也为岩质岸坡的稳定性评价提供了一种新的决策方法。     

加权马尔可夫优化的NGBM(1,1)模型在中长期电力负荷预测中的应用

灰色理论在电力负荷预测领域中有重要应用,为了扩展灰色模型在中长期电力负荷预测中应用,提出了一种基于加权马尔可夫优化的非线性灰色伯努利(nonlinear grey Bernoulli Model, NGBM(1,1))预测模型.首先引进新型非线性NGBM(1,1)模型对电力负荷数据的总体趋势进行拟合,得到的灰拟合精度序列是一个随机波动的过程,再利用加权马尔可夫的特点确定灰拟合精度的加权转移概率矩阵,通过插值和还原计算对NGBM(1,1)模型的预测结果进行优化.将该模型运用到江苏省农村电力负荷预测中,结果验证其在预测精度上的优越性,并用于中长期电力负荷预测是有效可行的.     

创新综合交通运输理论和方法论体系推动新时代交通运输与经济社会深度融合发展

综合运输发展理念和理论自上世纪50年代末期由前苏联引入我国以来,不断丰富和完善,为指导建国以来特别是改革开放以来我国交通运输综合发展和跨越升级发挥了重要作用。步入新时代,要按照国家社会主义现代化强国建设整体战略部署,进一步拓展视野,创新思路,深入完善理论框架与研究方法,加快形成符合我国实际、具有鲜明中国特色社会主义特征的现代化综合交通运输理论与方法论体系,更好指导交通强国建设,更好支撑引领经济社会发展,更好服务国家战略大局。