优化GM(1,1)与SVM组合模型的路基冻胀预测应用

基于非等时距GM(1,1)优化预测模型,采用支持向量机进行预测残差修正,建立一种组合预测算法,并运用该算法对铁路路基冻胀进行定量预测。对经典非等时距GM(1,1)模型背景值和初值的计算方法进行优化,同时设置时距权值矩阵,对不同时间测量所得数据赋予不同权重。在初始预测后,对残差值采用支持向量机进行非线性修正,得到最终预测值。选取哈大客专某区段实际测量路基冻胀数据,对算法实用效果进行检验。所建立预测模型平均预测误差值为2.039%,最大预测误差5.911%,后验证差比值0.005,各项指标均优于单一灰色模型与文献[6]中建立的组合预测模型,实现了对铁路路基冻胀的较高精度定量预测。     

高速铁路列控系统列车位置在线估计算法研究

针对高速铁路列控系统的列车定位误差问题,首先分析不同型号ATP车载设备通过应答器的绝对定位信息进行距离误差校正的数据,验证列车定位相对误差的正态分布特性;其次提出列车的相对测距近似模型,并以最小二乘法进行在线参数辨识;最后建立列车位置更新的离散线性模型,以定位相对误差的噪声特性和最小二乘的相对测距近似模型为基础,利用多层降噪自动编码网络辅助的卡尔曼滤波算法直接对列车的相对位置在线估计从而得到绝对定位信息。利用ATP车载设备与高速动车组接口型式试验的现场数据进行仿真分析,仿真实验与实际误差校正的对比结果表明,文章提出的方法可以有效降低高速列车行走过程中的定位误差,对应均方根误差统计,整体改善程度至少达到34.39%。     

ZG230—450材料参数统计与应用

提出了一种从实验数据中获取材料分布参数的方法，利用由该法获得的ＺＧ２３０－４５０的相关参数对１３号车钩进行了疲劳寿命和检修周期可靠性分析。结果与现场统计值吻合。     

高速列车模型参数辨识及控制研究

针对高速列车模型参数时变、非线性、高阶复杂等特点,提出了基于特征模型的高速列车二阶系统最优化PID控制方法。特征模型和原动力学模型在输出上是等价的,不需要考虑列车实际的物理特性,将模型简化,降低了模型的复杂度。首先对列车进行基本动力学分析,由高速列车一般单质点动力学模型推导建立特征模型。然后采用梯度矫正辨识算法对模型慢时变参数进行辨识优化,通过辨识仿真得到的估计值和模型值对比,进一步来验证特征模型时变参数对模型精确度的影响。最后,通过设计最优控制器和最优PID控制器,对列车速度和位置进行误差跟踪控制,得到两种控制器下的误差跟踪仿真结果,通过采用稳态误差、超调量和调节时间三项系统参数进行结果对比,说明了最优PID控制器的控制效果更加良好,也由此说明特征模型对控制器的设计是有效的。     

基于组合误差优化模型的城市轨道交通短期客流预测研究

为提高城市轨道交通短期客流预测的准确性,构建了一种基于组合误差优化的短期客流预测模型。采用预测误差值对预测值进行优化校正,弱化传统SVM模型在实际预测中误差对预测结果的影响,以提高模型的预测精度。数据选取样本周期内郑州市地铁1号线每小时客流量组成的样本序列并进行了仿真验证。结果显示,经误差优化后的预测模型的预测精度有了明显提高,且优化后的预测值与误差预测值的趋势具有较高的一致性。     

基于线阵CCD的空间滤波测速算法关键参数研究

介绍了基于线阵CCD的空间滤波器的基本架构与原理,并通过MATLAB工具对基本型空间滤波器的算法进行了仿真验证;针对基本型空间滤波器频谱中存在的严重的基频干扰问题,提出了一种差分算法来解决,并进行了计算机仿真验证和真实皮带轮运动视频验证;对空间滤波器的各项参数设置对测量效果的影响进行了分析与仿真,确定了光栅周期宽度、周期数、CCD像素值、ADC采样分辨率、采样时间长度等参数的选择范围。基于线阵CCD结构的空间滤波器具有成本低、安装调试简单、噪声低等特点。     

基于一维深度卷积生成对抗网络的钢轨波磨识别方法

实际工程中钢轨波磨数据难以大量获取,无法构建庞大数据集进行智能诊断模型训练。针对这一问题,本文提出了一种基于一维深度卷积生成对抗网络的钢轨波磨识别方法。首先使用一维生成对抗网络生成与实际波磨振动信号结构相同的伪样本,对样本信号的数据集进行扩充;然后提取波磨振动信号的时域统计指标作为波磨数据的特征;最后使用分类算法对不同特征的波磨振动数据进行学习与分类。使用实测钢轨波磨振动数据进行试验验证,结果表明：利用本文方法所生成的伪样本数据,在时域、频域以及时域特征指标方面均与真实样本数据基本一致;使用KNN、SVM和DT三种分类模型对波磨数据的特征进行分类和对比,均可较好地进行波磨识别。     

大数据下考虑区间不确定阻抗的公交客流分配模型

为改进传统公交客流分配模型在处理实际路网阻抗缺乏不确定上的局限,运用公交车辆GPS数据和站点GIS数据来获取公交车在区间的行驶时间.将各公交站点的行程时间分为公交车辆运行时间、站点候车时间及换乘惩罚时间,并考虑到由于交通情况不确定导致阻抗的不确定,结合区间不确定理论,获取区间阻抗的计算方式,构建区间阻抗下的改进Logit公交客流分配模型,并设计求解方法.最后以深圳石岩街道区域9条公交线路为例,利用实际案例数据对所构建的模型进行验证,并对结果进行误差分析.研究结果表明:与传统不考虑区间不确定阻抗的客流分配模型相比,所建的客流分配模型的平均分配误差从17.7％下降至6.9％,9条线路的平均最大误差也从24.3％降至9.0％,即模型更加准确和贴合实际.     

融合人工智能算法的铁路路基沉降预测方法

首先利用三阶多项式拟合、GM(1,1)和BP神经网络等算法构建了铁路路基沉降单预测模型；然后基于误差法和熵值法，以合肥地铁4号线盾构隧道下穿既有铁路的监测数据为基础，融合三阶多项式拟合、GM(1,1)和BP神经网络构建了组合预测模型，实现铁路路基沉降的分阶段预测；最后，利用平均绝对误差、均方误差和平均绝对百分比误差评价模型精度。结果表明：基于误差法和熵值法的组合预测模型能显著提高预测精度，预测相对误差均小于±5%，预测均方根误差均小于±0.1 mm，验证了提出的组合预测模型的有效性。     

基于中压开关柜相电流异常点数据的故障预警方法

通过分析地铁供电系统中同一站点的中压开关柜相电流日常规律性特点,利用机器学习方法生成标准曲线.使用3σ准则筛选出粗大误差的异常点值,并根据异常点出现周期性情况进行分类利用.以苏州轨道交通4号线为实例验证,对过去多个周期时段内异常点值出现的频次、设备异常点值数据出现时间范围,从时空斑图上进行比对,研究归纳出异常点值的时空...     

城市轨道交通列车延误统计指标及评价指标体系研究

列车延误事件的发生是城市轨道交通运营不可靠性的具体表现。在对列车延误事件进行分类的基础上,对引发延误发生的因素进行了分析。建立了一套列车延误事件统计指标,并给出了指标的计算方法。根据这些统计指标构建了单起列车延误事件严重程度的评价指标体系和城市轨道交通线路以及网络的列车延误水平评价指标体系。评价指标体系的建立对于客观评价列车延误事件严重程度以及轨道交通线路和网络的列车延误水平,制定科学的列车延误事件预案和预防措施具有参考意义。     

基于万有引力搜索算法优化支持向量机的软土路基参数反演

理论计算沉降误差较大的一个重要原因就是其涉及的土体参数取值不够准确,因此,参数反演成为减小参数测试误差的一种有效手段。为此,结合数值分析和智能优化,提出一种基于万有引力搜索算法优化支持向量机的软土路基参数反演方法。根据均匀试验设计方法,对加载过程中的路基沉降进行数值模拟,并根据数值计算结果构造出支持向量机的训练样本。同时选择适用性强且应用广泛的径向基函数作为核函数,建立支持向量机沉降代理模型,从而减少有限元计算沉降的次数和耗费的时间,提高运算效率。运用万有引力搜索算法对支持向量机的2个重要参数进行寻优,进一步提高支持向量机的拟合精度,获得优化后的沉降代理模型。利用优化后的沉降代理模型计算得到随荷载与时间变化的沉降序列值,并将路基的实测沉降序列数据作为比较依据,根据实测沉降序列值与计算沉降序列值之间的残差平方和最小的原则获得需反演的参数。运用该反演方法对广东某高速段软土路基的工程实例进行分析,将2个计算断面反演得到的参数再代入数值模型中计算。研究结果表明,得到的沉降计算值与实测值的相对误差分别为3.68%和4.76%,说明该反演方法行之有效且精度较高,为岩土工程参数的反演提供了一种新手段...     

信号控制交叉口信号周期时长的灰关联因素分析

运用灰色控制理论中的灰关联分析方法，对周期时长及其相关联因素进行分析。通过对策得的各关联度进行比较，得出排队长度和延误两个指标都同周期时长有较大的灰关联关系。这一结果为以延误最小、停车率最小（或排队长度最小）为目标的两目标规划配时模型的研究思路提供了理论依据。     

有轨电车平交路口停站方案对延误时间的影响

有轨电车的站台一般设于道路平交路口附近,其形式以岛式、侧式站台为主。不同的站台布置形式对应不同的停站方式,其产生的延误时间也不同,而延误时间与信号周期、绿灯时长、平交路口宽度、发车频率、停站方式等因素有关。结合算例对分离岛式站台两种停车方案的运行过程及延误时间进行了计算分析,利用概率论的观点理论上证明了分离岛式站台采用上游停站方案平均延误时间比下游停站方案少。     

基于车致振动响应的无缝线路温度力识别研究

无缝线路温度力过大会导致胀轨或断轨,现场需实时监测钢轨温度力。以钢轨在温度力作用下受到的车致振动加速度为研究对象,提出一种利用多元回归算法拟合温度力特征指标反向识别钢轨温度力的新方法。通过对温度力作用下车致钢轨振动加速度进行希尔伯特黄变换,提取钢轨加速度的HHT灰度时频直方图方差和边际谱在1 300～1 500 Hz内的瞬时幅值变化率作为温度力特征指标,将2指标分别输入到回归算法和灰色算法中,对比钢轨温度力识别误差。结果表明,钢轨所受温度力越大,识别结果的相对误差越小;利用多元回归算法识别温度力的平均识别误差可达到3.24%,相比于灰色预测模型降低了3.54%,为现场实时监测钢轨温度力提供借鉴。     

大型公铁两用斜拉桥健康监测数据的时域峰值统计及频域融合处理

为实现基于健康监测数据的桥梁运营安全性评定,针对大型公铁两用斜拉桥健康监测信号的数据量大、干扰强、频谱复杂、信噪比低等特点,基于沪通铁路长江大桥的健康监测数据,建立监测数据质量状况评定的3项指标(信噪比,单测点异常数据占比和总测点异常数据占比)及其5个评判等级的区间评判体系,并据此进行监测数据降噪去异常值的初步处理;基于30~300s的时域分段及监测值峰值即时替代措施,给出健康监测数据时域分段峰值的提取方法及其均值和方差的统计方法;采用加权平均方法推导出基于快速傅里叶变换、小波变换、希尔伯特—黄变换的监测数据频域融合公式,以提高频域数据的可靠性及精度,获取有效开展桥梁运营安全性评判的评估参数。以监测到的某大型桥梁的振动加速度数据为例,采用给出的数据处理方法进行数据的去噪处理、时域峰值提取及统计、频域融合处理,验证了方法的工程实用性。     

高速列车油压减振器阻尼特性仿真及研究

为进行高速列车油压减振器阻尼特性的仿真研究,依据活塞孔径设计值和阻尼阀设计参数,在液压计算软件Msc.easy5中建立二系横向油压减振器的液压系统模型。通过仿真计算与试验数据对比,验证减振器液压控制模型的实际可用性。抽取液压系统模型中活塞复原阀、流通阀孔径和底座补偿阀弹簧刚度等阀系设计参数,进行分析研究。结果表明:改变活塞常通孔孔径对阻尼性能影响较大,阻尼变化最大均出现在压缩行程,阻尼力上升了1.631kN,最大上升幅度约109%;压缩行程、复原行程产生的力值受活塞流通阀、复原阀系参数影响较大,力值最大变化幅度为0.312kN;补偿阀弹簧刚度增加会导致示功图出现畸形,提出了解决的方法。     

客运专线桩复合地基复合模量计算方法探讨

客运专线对路基沉降控制较普通铁路更为严格,复合模量作为桩复合地基沉降计算的重要参数,是衡量加固区土层刚度与应力扩散作用重要指标,而目前结合面积加权法获取复合模量计算复合地基沉降值与实测值误差较大,探索更为合理桩复合地基的复合模量计算方法已经成为工程界面临重要课题之一。本文采用弹性力学理论法、剪切位移法等,对桩合地基的复合模量进行修正计算,并将成果应用到甬台温客运专线DK273+300搅拌桩联合插塑板(长板-短桩)多元复合地基断面与DK234+600浆喷桩和布袋桩联合处理软基断面沉降计算分析中。研究结果表明:利用修正公式计算复合模量较利用面积比公式计算值大,且不同修正法得到完全不同的计算值,在沉降中要慎重选取计算方法。研究成果可以为客运专线软土桩复合地基设计提供理论参考。     

高速公路事故路段分区域可变限速控制方法

针对高速公路可变限速控制问题,利用交通量与密度之间的关系建立了可变限速模型,研究了分段限速、分道分车型限速和分时段限速3种可变限速措施,以车均延误和平均排队长度作为评价指标,采用VISSIM仿真分析,与未采取限速相比,仿真得到分道限速车均延误降低37.9%,平均排队长度降低24.1%。与分段限速相比,分道分车型限速车均延误降低0.7%,平均排队长度降低35.9%;分时段限速车均延误减少38.4%,平均排队长度减少36.8%。结果表明:分段限速、分道分车型限速和分时段限速较好地缓解交通拥堵问题。     

基于视频检测的轨道交通短时客流预测研究

为提高客流预测的精度,构建轨道交通站点客流多变量时间序列预测模型。基于视频检测的轨道交通短时客流预测研究采用方向梯度直方图特征描述器与支持向量机分类器识别行人目标,利用Camshift算法对目标跟踪,从而获取客流量和客流速度参数,并根据协整关系构建客流多变量预测的向量误差修正模型,最后利用南京鼓楼车站4A通道的视频数据进行模型验证和对比分析。实例验证结果表明:构建的向量误差修正模型具有较好的预测性能,客流量和速度预测的MAPE值都小于8%,优于相同样本下ARIMA(0,1,1)的预测性能。