铁氧体磁瓦表面典型缺陷检测方法

为解决人工磁瓦表面缺陷检测质量不稳定的问题,提出了一种自动检测磁瓦表面缺陷的方法.首先利用磁瓦轮廓长度、面积等几何特征及轮廓匹配的相似度作为特征向量,采用支持向量机进行初次分类;然后再利用对凸凹缺陷的分析,得到缺陷数量和面积作为特征向量,采用最小均方误差分类器进行二次分类;最后对上述2步结果做与运算,得出最终判断.实验表明本方法可以达到正确识别率约为91.80%,错误接受率约为0.75%,正确拒绝率约为14.00%.      

基于特征向量的敏感图像识别技术

针对现有色情敏感图像识别技术的缺陷,提出了基于特征向量的敏感图像识别技术.用YIQ彩色坐标系的色度和YUV彩色坐标系的色调作为皮肤的肤色模型,以5×5象素窗口的SSD（sum of square difference）作为皮肤的纹理模型.从敏感图像的皮肤掩码图像中提取与肤色区域数量和比例等有关的6个特征.将提取的特征向量输入到SVM（support vector machine）分类机,根据输出结果判断是否为敏感图像.对含457张敏感图像和1 101张非敏感图像的实验表明,该算法分类的精确度平均达到89.3%,查全率达到85.8%,误检率为4.4%.     

基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法

为了提高交通标志识别的正确率和实时性,提出了一种基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法。采用Gamma矫正方法提取HOG特征,采用对比度受限的自适应直方图均衡化方法提取Gabor特征,基于线性特征融合原理,将提取的HOG和Gabor特征向量直接串联,得到刻画交通标志的融合特征向量,采用Softmax分类器对融合特征向量进行分类,采用德国交通标志识别基准(GTSRB)数据库测试了所提方法的有效性,比较了基于单特征与融合特征的交通标志识别效果。试验结果表明:在图像增强过程中,针对HOG特征,采用Gamma矫正方法的分类正确率最大,为97.11%,针对Gabor特征,采用限制对比度的直方图均衡化方法的分类正确率最大,为97.54%;采用Softmax分类器的最小分类正确率为97.11%,耗时小于2s;针对HOG-Gabor融合特征,采Softmax分类器的识别率高达97.68%,因此,基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法的识别率高,实时性强。     

基于小波变换和线性判别分析的人脸识别方法

提出了将人脸图像的小波分解和线性判别分析结合以达到人脸识别的方法.首先对人脸图像作小波分解,并将分解后的低频系数进行线性判别分析进一步降低人脸特征向量的维数,最后利用最近邻分类器进行分类识别.实验表明,该方法的正确识别率高于传统的特征脸识别方法.     

基于改进主动轮廓模型的钢轨表面缺陷分割

针对钢轨表面图像灰度分布不均匀、目标缺陷轮廓边缘模糊的问题,提出了以C-V模型和LBF模型为基础的主动轮廓模型分割算法.首先,结合C-V模型和LBF模型建立最小化能量泛函模型,并对模型进行凸优化处理;然后,通过对局部子块进行卷积得到演化曲线内外局部灰度均值;最后,采用Split Bregman迭代算法进行模型求解,解决了C-V模型和LBF模型收敛速度慢、对初始轮廓位置敏感和容易陷入局部最小等问题.使用该模型对含有掉块、钢轨接缝或裂纹缺陷三类常见的钢轨表面图像进行分割,仿真实验结果表明,该模型在初始轮廓位置的选择及分割性能上明显优于单一的C-V模型和LBF模型.     

基于支持向量机的出行链活动类型识别研究

基于支持向量机理论对出行链活动类型的识别方法进行了研究. 首先对居民出行的时间序列位置信息做数据预处理,提取出行链的出行过程和活动地点信息,并结合地理信息系统（GIS）提取活动的备选类型;然后从出行链和活动的时间和空间因素提取活动类型识别的特征,形成特征向量作为分类器的输入,并建立基于支持向量机的两两分类器,采用分类器投票的方法从备选集中选择活动的类型;最后利用模拟数据和交叉验证的方法对两两分类器进行训练检验,分别从高斯径向机核函数和多层感知器核函数的角度分析活动类型识别率. 结果表明：在两两分类中,高斯径向机核函数的最高识别率为99%,最低识别率为62%;多层感知器核函数的最高识别率为97%,最低识别率为54%.     

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基于支持向量机理论对出行链活动类型的识别方法进行了研究. 首先对居民出行的时间序列位置信息做数据预处理,提取出行链的出行过程和活动地点信息,并结合地理信息系统（GIS）提取活动的备选类型;然后从出行链和活动的时间和空间因素提取活动类型识别的特征,形成特征向量作为分类器的输入,并建立基于支持向量机的两两分类器,采用分类器投票的方法从备选集中选择活动的类型;最后利用模拟数据和交叉验证的方法对两两分类器进行训练检验,分别从高斯径向机核函数和多层感知器核函数的角度分析活动类型识别率. 结果表明：在两两分类中,高斯径向机核函数的最高识别率为99%,最低识别率为62%;多层感知器核函数的最高识别率为97%,最低识别率为54%.     

基于小波变换的斜拉桥索双轴漏磁检测方法

针对在役斜拉桥索只能进行无损检测的特点,提出了基于漏磁检测的缆索缺陷探伤方法以及检测电路.由于检测现场空间磁场噪声较强,导致漏磁信号特征不明显,为此,应用二进小波变换的方法,对周向漏磁信号采用基于高斯白噪声的快速离散软阈值算法进行信噪分离,以确定缆索缺陷程度;对轴向漏磁检测信号进行奇异性检测处理,以获取缺陷的精确位置信息.实验结果表明,该方法可实时获取缆绳索缺陷程度和位置信息.     

集料表面纹理粗糙度的测量

为了有效评价集料表面纹理粗糙程度对沥青混合料路用性能的影响,采用激光轮廓仪直接测量了9种不同集料的表面纹理轮廓曲线,通过轮廓滤波方法将其划分为宏观纹理和微观纹理,并应用几何统计方法,以算术平均偏差、算术平均波长和轮廓偏斜度为评价指标,对其表面纹理粗糙度进行了定量评定.分析结果表明:算术平均偏差最适宜用来描述集料表面纹理的粗糙程度,算术平均偏差越大,集料表面纹理的粗糙度越大;波长2 mm为集料表面宏观纹理和微观纹理的界限值;根据算术平均偏差,集料表面纹理粗糙度可以划分为4级.     

基于PCA-WT的道岔故障电流特征识别

针对道岔故障电流特征识别中存在的特征冗余,提出一种基于小波变换和主成分分析的道岔电流特征提取方法.首先利用离散小波变换对道岔动作电流曲线分解重构得到各频带信息,采用主成分分析法选取有效频带信息建立特征向量以降低特征维度,减少数据计算量;然后利用BP神经网络进行电流特征分类,从而实现道岔故障诊断.以实际现场监测数据作为测试样本,通过实例仿真验证了本文方法的有效性.     

基于有限元和空气动力学模型的高速受电弓动态性能仿真

建立了接触网和受电弓子系统的有限元模型和空气动力学模型,采用MSC-Marc及STAR-CD软件,研究受电弓动态受流性能和空气动力学性能.通过接触实现2个子系统耦合,对弓网进行动态仿真;通过高速受电弓三维模型,埘受电弓高速空气动力学性能进行仿真.仿真结果表明:简单链型悬挂比掸性链型悬挂接触线动态抬升量和平均接触压力均小,在速度250 km/h时,气流对受电弓产生的抬升力约为12 N,空气阻力为550 N.     

接触网弹性吊索参数对弓网动态性能影响

为确定不同速度等级接触网弹性吊索参数的优选值，利用有限单元法，建立了中国高速铁路250、350 km/h两种速度等级的受电弓、接触网和弓网接触的动力学仿真模型，得到受电弓与接触网的动态性能指标，比较双弓作用下不同接触网弹性吊索截面积、张力和长度的弓网接触力数字特征和接触网定位点最大抬升. 研究结果表明:适应250 km/h的O2-1型接触网弹性吊索宜选用线型为JTMH 35 mm2、张力范围为(2.80 ± 0.10) kN，长度为14 m或18 m；适应350 km/h的京沪高速铁路接触网弹性吊索宜选用线型为JTMH 35 mm2、张力范围为(3.50 ± 0.10) kN，长度为18 m；弹性吊索参数变化对前弓的接触力影响较小，对后弓的接触力影响显著；250 km/h和350 km/h下弹性吊索长度22 m的定位点最大抬升分别是长度18 m的111%和117%，弹性吊索长度的变化对定位点最大抬升影响显著.      

京津城际高速铁路弓网动态系统有限元仿真

基于非线性有限元理论,建立了京津城际高速铁路弓网动态系统的有限元模型,采用欧拉-伯努利直梁模拟接触网各部件,采用铰链和非线性弹簧相互耦合模拟受电弓,借助MARC软件,对京津城际高速铁路弓网受流情况进行了动态仿真,并利用MARC的后处理功能显示弓网运动过程中的三维动态情况.计算得到了京津城际弓网动态系统的平均接触压力为160.68 N,接触点动态抬升量变化范围为28.5～87.0 mm.与西门子公司提供的仿真结果及京津城际现场的测试结果比较表明:有限元模型是正确和有效的,京津城际弓网动态系统具有良好的动态受流质量.     

基于图像处理技术检测弓网接触力的新方法

接触网和受电弓是电气化铁路供电系统中的重要组成部分,其中弓网之间的动态接触又是保证电力机车良好受流的关键条件,所以寻求良好的弓网关系是铁路供电系统设计的一个重点.考虑到目前弓网接触力大多采用接触式检测手段,对于非接触检测的研究方法较少,故提出了一种基于图像处理算法检测弓网接触力的新方法.简化受电弓弓头结构,分析了弓网接触力与弓头位移之间的关系,建立弓网接触力计算模型;并在弓网混合模拟试验台进行地面验证实验：首先,利用图像处理模块对采集到的图像进行标记点的目标跟踪与特征提取;然后,通过数据处理模块对得到的位移信息进一步分析得到弓头加速度等信息,修正得到加速度信号;最后,对经过惯性力和阻尼力修正后的接触力结果进行分析.结果表明：通过图像处理检测得到的弓头位移最大测量误差仅为1.3 mm,精度较高;同时检测得到的弓网动态接触力的最大值、平均值和标准差的最大相对误差仅为5.46%、5.15%和4.58%,测量误差较小.结果证实此方法检测弓网接触力是可行的,且检测精度满足要求.     

Pantograph and catenary system with double pantographs for high-speed trains at 350 km/h or higher

The paper is aimed at developing an optimized design of the pantograph and catenary system with double pantographs at a speed of 350 km/h for the Wuhan-Guangzhou high-speed railway.First,the pantograph and catenary system for the Beijing-Tianjin high-speed railway was analyzed to verify whether its design objective could be fulfilled.It shows that the system is not able to satisfy the requirement of a sustainable running speed of 350 km/h.Then a new scheme for the pantograph and catenary system is proposed ...     

高速铁路受电弓主动控制算法适用性研究

为分析适用于不同受电弓的最佳主动控制算法,建立了有效的弓网模型,设计了最优控制器、变结构控制器和模糊控制器.以应用最广泛的SBS81、DSA250、DSA380和SSS400+型受电弓为控制对象进行了验证,并分析了控制前后接触力最大值、最小值、平均值和标准差4个统计量,结果表明:当列车在简单链型悬挂接触网下行驶速度为250 km/h时, SBS81和DSA380应用变结构控制,接触力标准差分别降低了34.4%和18.6%,而应用最优控制则仅分别降低12.7%和10.0%;DSA250应用最优控制时接触力标准差降低了25.7%,而应用变结构控制仅降低了14.8%;SSS400+应用模糊控制时接触力标准差降低了38.1%.表明SBS81和DSA380适合变结构控制, DSA250应用最优控制表现最优,而SSS400+更适合模糊控制.      

高速弓网耦合系统动态仿真研究

采用欧拉-伯努利梁结构的接触网和受电弓的二质量块模型建立了弓网垂直耦合动力学模型,通过拉格朗日方程推导出弓网系统运动微分方程组,并利用Newmark法编写数值仿真程序,在给定的条件下,讨论不同速度下弓网耦合系统的动态性能。采用MATLAB对高速受电弓与接触网的相互作用进行仿真并对结果进行分析,为研究不同速度下受电弓与接触网参数的优化奠定基础。     

上下臂杆直径对高速受电弓气动抬升力的影响

建立了7种不同直径上臂杆和7种不同直径下臂杆的受电弓模型，对受电弓进行空气动力学数值模拟计算，采用多体动力学方法计算了受电弓的气动抬升力，从气动力及流场特性的角度研究了受电弓上下臂杆直径对受电弓气动性能、气动抬升力的影响规律。研究结果表明:开口运行工况上臂杆气动升力和受电弓气动抬升力都随着上臂杆直径增加而增大，随着下臂杆直径增大而减小，但下臂杆直径对受电弓气动抬升力的影响较小；闭口运行工况上臂杆气动升力和受电弓气动抬升力都随着上臂杆直径增大而减小，随着下臂杆直径增加而增大；开闭口运行工况上臂杆主体杆件气动阻力仅为上臂杆气动阻力的3%~10%，气动升力为上臂杆气动升力的26%~55%，下臂杆主体杆件气动阻力为下臂杆气动阻力的10%~25%，气动升力为下臂杆气动升力的43%~68%，直径的改变对上下臂杆气动升力的影响较大，对气动阻力的影响较小；闭口运行工况上下臂杆气动阻力的绝对值都大于开口运行工况。      

Impact arresting process mechanical modeling and sliding model buffer control based on magneto-rheological fluid

The research on the form and control method of impact load arresting buffer has been an active topic in the field of buffer arresting system (BAS). It becomes significant on reducing the weight of arresting system, improving the hindered efficiency, and guaranteeing the security of BAS. The hydraulic hindered device of impact load is currently used in BAS. There are some problems. For example, the system needs large power sources. However, once the power of active hydraulic control system is turned off, there arise unpredictable security risks. An arresting form of semi-active control based on magneto-rheological damper (MRD) is proposed, and the mechanical model of the BAS is established. Meanwhile, the state equation of impact load BAS is established according to the characteristics of impact load buffer arresting, and its sliding model buffer control is achieved. Due to the chattering characteristic of the output signal of sliding mode controller, the method to prevent chattering is designed based on short-term energy and zero-crossing rate detection. For the model and chattering suppression of sliding model buffer control algorithms, simulation results show that the proposed state equation and the arresting model are reasonable, and the design of semi-active control algorithm is effective. On the condition of the buffer control system requirement and the accuracy, the proposed algorithms effectively control the chattering of sliding mode control algorithms, and improve the security of the BAS.     

基于弓网电弧模拟试验装置的电弧参数测量及分析

电气化高速铁路弓网相互作用是实现机车受流的关键环节,弓网电弧是评价弓网关系的重要特征.本文设计了一套弓网电弧模拟发生装置,该装置通过旋转轮盘与碳刷相对运动,产生旋转电弧,能够模拟受电弓与接触网的相对运动.系统试验最高电压100 V,电弧电流20 A,试验测试了静态电弧和动态电弧对系统的电压和电流的影响,并采用LABVIEW软件对其进行了谐波分析.谐波成分集中在500 Hz以下,且含有不规则间谐波.