基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数辨识

在长时间运作过程中,由于零部件发生磨损和替换等,磁浮列车悬浮设备的物理参数存在不准确的问题,从而导致悬浮控制的鲁棒性下降。为进一步修正及校准,采用基于线性递减惯性权重的改进粒子群优化算法对悬浮设备的悬浮物质量、磁极面积和线圈匝数等关键参数进行辨识。以中低速单点悬浮试验台为研究对象,结合实时仿真系统DSPACE搭建半实物仿真平台,采集悬浮间隙、垂向加速度和励磁电流的闭环时间序列。根据悬浮系统非线性模型,结合电流和加速度等实测序列及参数估计值计算间隙估计序列,以实测值与估计值的均方误差最小化为目标迭代寻优得到全局最优解。此外,将非线性模型变换为线性回归方程形式,应用最小二乘法对上述参数进行辨识。通过分别引入2种算法的辨识结果,基于同一组PID控制参数建立悬浮系统非线性仿真模型来模拟悬浮试验台的控制过程,结果表明：应用改进粒子群算法所得参数的模型输出序列更贴近实测间隙序列,说明改进粒子群算法的辨识结果更为准确。该结果对修正磁浮列车悬浮系统非线性模型及提供可靠的悬浮系统动力学响应分析具有现实意义。     

中低速磁浮轨道不平顺检测算法及其仿真计算

针对中低速磁浮轨道存在的影响列车运行的不平顺问题,提出了一种基于悬浮间隙传感器和加速度传感器的几何不平顺检测算法。通过该算法对传感器采集的数据进行分析,得到反映轨道几何形态的各项指标。利用Matlab软件模拟轨道各种不平顺状态,对检测算法进行了仿真验证。仿真结果表明,轨道不平顺仿真值与轨道不平顺指标值具有较高的线性关系,证明该检测算法在理论上是可行的。     

视频拼接技术在列车安全监控中的应用

传统列车监控系统中,采用多个独立摄像头对车厢内不同部位进行监控。这种监控画面存在视野狭窄、视角不一的问题,当出现突发事件时,需要在多个监控画面间来回切换,寻找和判断事故原因。为此提出一种基于拼接技术的车厢全景监控方案,采用的视频拼接核心算法中结合了PCA-SURF和改进BBF算法,并利用索引表法对多路视频帧序列进行实时拼接。试验结果表明,该算法相较于传统SURF算法可将单帧拼接时间降低90%,正确匹配率平均达到92.2%,在实时性和准确性方面取得了良好的效果。     

带冗余串联系统可靠性的一种新的直接算法

提出了一种新算法用于寻找带冗余串联系统可靠性的最优冗余分配.该算法由2个部分组成,首先应用算术-几何平均值不等式搜寻一个次最优解,以此作为直接法的初始解;然后根据改进的Aggarwal选择准则,启动直接算法以最终确定最优解.与一些优化技术相比,该算法结合了精确法与直接法的优点,求解较精确,效率较高.     

基于粉红噪声的语音增强算法性能评价研究

各种不同的语音增强算法都有各自的优缺点,对于现有的语音增强算法的存在,缺少系统化的性能评价,找出合理评价语音增强算法性能的方法有利于对算法进行改进.本文全面考虑基于不同原理的语音增强算法,针对粉红噪声环境,选取各类算法中经典的具有代表性的4种语音增强算法:维纳滤波法、最小均方误差法、信号子空间法及小波变换法,在此基础上...     

带冗余串联系统可靠性的一种新的直接算法

提出了一种新算法用于寻找带冗余串联系统可靠性的最优冗余分配．该算法由2个部分组成，首先应用算术-几何平均值不等式搜寻一个次最优解，以此作为直接法的初始解；然后根据改进的Aggarwal选择准则，启动直接算法以最终确定最优解．与一些优化技术相比，该算法结合了精确法与直接法的优点，求解较精确，效率较高．     

一种优化的Canny边缘检测算法

在对Canny边缘检测理论研究基础上,针对Canny边缘检测算法在高斯滤波、梯度计算和高低阈值的确定上的缺陷,提出一种改进的小波变换法,替代高斯滤波,实现对图像的降噪,同时,优化了原有梯度幅值和方向的计算方法,采用改进的迭代算法对高低阈值进行计算。运用MATLAB仿真实验对比优化后的Canny边缘检测算法与传统Canny边缘检测算法。结果表明,优化后的Canny边缘检测算法可使检测结果拥有更多的边缘细节,提高了检测的精度和准确度。     

基于帧间差分累积的铁路限界异物检测提取算法

为满足轨道交通全自动运行系统对铁路限界内异物检测提取的需求,改进帧间差分法,提出一种以帧间差分累积为基础的铁路限界内异物检测提取算法。算法针对图像序列帧匹配提取的轨道线为依据标定限界区域,通过多帧隔帧帧差法得到差分结果,根据铁路限界内道床纹理特征,通过数学形态学实现背景纹理的重构来降低背景噪声影响。最后,以侧向差分灰度的累积投影值来动态确定不同环境下的异物前景范围,并通过最大类间方差法提取得到前景目标。通过对47个路轨场景进行测试,算法对有前景目标场景的目标检测率为96.87%,定位提取过程的平均耗时为137 ms。实验结果表明:算法可完成对运动背景下的轨道限界内前景目标的定位和提取,具有较好的实时性和准确性。     

任意平面网坐标自动解算的非线性最小二乘平差算法

首次将求解带约束非线性规划问题的一种十分有效的SQPM（序列二次规划法）算法应用于求解平面网坐标平差法的非线性最小二乘问题，并对其进行了一系列大的改进。改进的SQPM算法无论在迭代收敛性和迭代收敛速率方面还是在解算控制点的数量方面都取得了令人满意的结果。真正实现了任意平面网控制点坐标平差值的自动解算。近百个算例和工程实例验证了该法的可行性。     

铁路GSM-R双层网络切换优化方法的研究

现代铁路的建设对GSM-R提出更高的要求,同时也带来一些亟待解决的问题.为在高速环境下实现快速可靠切换,通过对切换原理的研究,用改进的TA定向法简化相邻小区的列表和改进的功率估计切换算法得到一种适应于铁路的切换的优化方法.     

车底图像局部不变特征信号提取SIFT算法对比分析

为实现机车车底图像局部不变特征信号提取,比较了3种新兴的SIFT改进算法:GS-SIFT算法、RIT-SIFT算法和Harris-SIFT算法,对3种改进算法的准确性、实时性和高效性进行评价。应用基于SIFT的改进算法对火车机车车底实际图像进行处理,提取局部不变特征值,改进算法针对机车车底图像具有很好的适用性和准确高效性。     

基于重扫除和局部搜索的铁路集装箱运输算法研究

为提高集装箱运输效率,提出一种基于重扫除和局部搜索的集装箱运输算法.在对铁路集装箱运输模式分析的基础上,提出利用重扫除和局部搜索对先用运输算法进行改进,建立相应数学模型,并给出算法,最后运用于实例对现用算法和改进后算法做优化性比较。     

变形监测网稳定性检验与灵敏度分析

变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段,因此确定变形体的稳定性就尤为重要。设计了一个水平位移监测实验网,人为改变某点的水平位移量,得到两组观测数据,利用平均间隙法原理,判断所设计的水平位移监测实验网中点的稳定性,进而确定变形模型,对该模型进行灵敏度分析,结果达到了设计要求。     

基于改进YOLOv3的站口行人检测方法

针对YOLOv3算法在行人检测上准确率低和漏检率高的问题,提出一种改进型YOLOv3的行人检测方法,并将其定义为GA-Wide-YOLOv3。该方法首先以行人头肩小目标为检测对象,进行重构数据集,利用遗传算法重新对目标先验框进行聚类,优化anchor参数,提高先验框与数据集的重合程度;其次改进YOLOv3,通过加宽网络宽度、减少网络深度,获得针对小目标检测的较大视野阈,避免梯度消失;最后,将多尺度检测算法3个yolo层前的1*1,3*3的卷积组各去掉2组,减少头肩小目标在复杂背景下的漏检率。在收集的数据集HS6936上进行对比实验,结果表明,基于遗传算法改进的K-means算法,平均交并比为81.89%,提高了0.8%;改进的YOLOv3算法检测平均准确率(mAP)为75.35%,召回率为81.20%,查准率为99.99%,较原始YOLOv3算法分别提高了2.53%,0.88%和2.75%。     

改进型EDF算法在计算机联锁全电子执行单元中的应用研究

针对计算机联锁全电子执行单元的安全性、可靠性、大数据量传输的要求,结合CAN总线的特点,提出一种基于指数分区的EDF动态调度算法,以此来提高CAN总线的实时性以及全电子执行单元发送消息的成功率。对改进后的EDF算法的编码进行详细的描述,通过使用量化误差的概念,推导任务的可调度性公式,以此来衡量算法的优化程度。使用Matlab中的truetime工具箱和全电子执行单元的通信数据,对该算法进行仿真实验,并与平均分区的EDF算法进行比较。仿真结果表明:本文算法能够平衡高低优先级的关系;发送消息的成功率更高。改进后的调度算法能够实现消息的动态调度,良好地解决了计算机联锁全电子执行单元中CAN总线网络资源不足时任务不可调度的问题。     

城市轨道交通客流最优策略分配模型的改进

城市轨道交通客流分配属于公交客流分配中的一种特殊情况,借鉴公交超级网络分配模型可以解决城市轨道交通客流分配的问题。通过算法的理论分析和简单的算例测试,指出最优策略分配模型在策略寻找和流量分配两大环节上存在的缺点。通过替代频率的方法,改进了策略寻找的方法;结合分层决策的思想,应用Logit模型改进了最优策略分配模型的流量分配算法。将改进的算法应用于上海城市轨道交通网络客流分配和简单算例网络,对比了改进算法和最优策略算法的差异,结果表明改进的算法更为合理。     

道格拉斯-普克算法的改进及其在管线制图中的应用

首先对Douglas-Poiker经典算法进行了阐述,提出了对原有算法的一种改进方法,并对Douglas-Poiker和改进算法进行了分析比较;然后以Geomedia平台为基础,利用改进的算法对管线图的矢量曲线进行了压缩,对管线图进行制图综合,并对综合后的管线图进行精度分析,有效地提高了管线制图的工作效率.     

基于改进LS-SVM算法的列车通信网络时延预测方法

由于通信网络诱导时延的存在会对列车牵引制动系统造成影响,因此对时延精准预测并实现补偿十分重要。提出了一种基于改进粒子群(PSO)算法优化的最小二乘法支持向量机(LS-SVM)算法对列车通信网络时延进行预测,搭建了列车网络控制系统半实物平台,使数据通过多功能车辆总线(MVB)进行传输,分别改变车辆控制单元(VCU)特征周期及负端口数量大小,以获取大量不同特性的时延数据。将数据分组后利用改进的PSO算法优化LS-SVM算法进行预测仿真。仿真结果表明,与传统的LS-SVM算法及Elman神经网络算法的预测方法相比,所提出的方法在列车通信网络的时延预测方面具有更好的快速性和准确性。     

全自动运行线路间隙探测装置与行车相关系统联动方式优化方案

地铁站台门与列车门之间夹人、夹物事件偶有发生,对间隙探测装置的安全性提出了更高要求。为有效降低全自动运行线路中站台门与列车门之间间隙引发的安全问题,分析全自动运行线路间隙探测装置与行车相关系统之间的联动方式,结合天津地铁6号线二期线路工程实践,提出了间隙探测装置与行车相关系统联动方式优化方案。采用该方案对原有接口电路进行优化,增加“车门状态”硬线信号,改进控制流程并优化间隙探测启动时间,为全自动运行线路安全运营提供一种新的解决方案。