数字孪生在高速列车生命周期中的应用与挑战

数字孪生（DT）是推动轨道交通装备领域数字化、智能化的关键技术之一，但其相关研究仍处于起步阶段.围绕高速列车生命周期研发现状，系统剖析传统高速列车研发数字化转型过程中的设计闭环难、高保真度、高精度模型缺乏、信息物理数据交互融合难等问题，结合产业发展趋势归纳提出高速列车生命周期发展新需求；在此基础上提出数字孪生高速列车技术框架，并对高速列车生命周期数字孪生模型构建和功能服务两个方面进行深入探讨，指出数字孪生高速列车所面临的关键技术问题与挑战.通过展示前期在轨道车辆关键部件服役能力劣化方面的探索应用，以期为未来高速列车全生命周期数字化的深入研究和实践提供参考.     

基于数字孪生技术的准自由流收费方案研究

针对高速公路收费站的车辆拥堵问题,研究基于数字孪生技术的准自由流收费方案,以提高高速公路收费站的运营效率和服务质量。首先,介绍数字孪生技术的原理、特点和应用场景,阐明其在道路运营管理中的重要作用;采用数字孪生技术对收费站的交通流量、车道数量、人员配备等运营数据进行建模和仿真分析,提出准自由流收费方案,并通过数字孪生技术提出仿真和优化设计的技术路径;总结数字孪生技术在高速公路收费站管理中的应用。研究结果表明,数字孪生技术可为高速公路收费站的运营管理提供科学的数据支持与仿真分析。     

数字孪生研究进展及在铁路智能运维中的应用

我国铁路基础设施建设正在从"建设为主"向"建管并用"发展,传统运维技术存在诸多弊端,亟需建立新的智能运维技术体系.数字孪生是实现虚实空间交互的先进技术,该技术突破了传统仿真及试验条件限制,实现以最快速度、最优成本掌握结构的实际运行状态.数字孪生能够将物联网、建筑信息模型、结构健康监测、数值仿真与人工智能等先进技术通过虚...     

基于数字孪生的机坪安全预警系统建设研究

随着国民经济飞速发展,民用机场运输业务量快速增长,运行保障能力有了较大提升,但在机场安全管理和保障能力等方面仍存在一些不足.基于数字孪生技术,搭建机坪安全预警系统,运用多感官交互技术创造深度沉浸式安全体验,有效提高工作人员操作规范化水平.通过建立全域感知物联体系并搭建安全预警系统,实现了机坪可视化设备监控、智能运维、数...     

工业4.0下智能铁路前沿技术问题综述

以铁路基础设施和车辆为主要研究对象,结合智能制造涉及的前沿技术和方法,阐述了合理利用工业4.0的内涵要素进行中国下一代智能铁路数字化建设、改造与升级的重要性和必要性;按照工业4.0的基本概念、技术内涵、系统模型和技术框架的影响效果,对比分析了智能基础设施、智慧列车、智能运维及相关技术的实施过程和存在问题,并在此基础上分析了以智慧列车为核心的智能铁路数字化平台建设关键技术;概括了铁路传统制造向智能制造数字化建设的具体技术要求,整理了利用工业4.0六维模型解决人工智能、大数据、云计算和数字孪生等前沿技术与铁路传统制造业的融合问题,包括数据传输与共享、信息通信与安全技术的潜力挖掘、智能管理、技术应用、信息安全、状态智能感知等各个方面。研究结果表明:中国铁路数字信息技术和智能技术与传统制造过程存在融合不足的问题;智能制造的核心技术储备不足,状态智能感知、数据在线分析、工业控制系统等软硬件技术自主性不强;铁路系统大数据建设的数据传输和标准体系也不够完善;未来智能铁路应该加强工业4.0下铁路传统制造的标准化管理系统与数据信息安全系统的数字化设计、升级与改造;需要深刻思考和分析人工智能和大数据驱动等前沿技术与铁路的融合与实施,通过工业4.0涵盖的各项关键技术的实施和准确评估真正有效推动中国智能铁路先进数字化平台的建设和发展。      

智能交通信息网络环境下数字驾驶系统的体系结构与关键技术

提出了智能交通信息网络环境下的数字驾驶的概念，并通过分析车辆在行驶运动中的规律，寻求出人，车，路系统中的控制变量输入输出之间的逻辑关系，研究了智能化交通信息网络中人与车载设备之间的数字化系统模型，论述了数字驾驶的原理，进一步丰富了智能运输系统中的车辆安全驾驶理论和道路安全理论，提高了车辆行驶的安全性。     

高速公路隧道数智化管控系统关键技术设计与应用浅析

随着高速公路隧道里程的增加,隧道的监测与控制管理已成为高速公路安全稳定运行的有效手段。在传统隧道机电系统建设的基础上,结合新兴信息技术应用阐述了高速公路隧道数智化管控体系的内涵,形成了数智化管控系统设计思想;搭建了高速公路隧道数智化管控体系总体架构,针对BIM+GIS、数字孪生、AI视频事件检测、雷视融合感知、智能巡检机器人等关键技术进行了重点介绍,并对薛公岭隧道中高速公路隧道数智化管控系统实际应用效果进行浅析。     

开阔水域多物标动态自适应智能航行方法

考虑船舶操纵特性、《1972年国际海上避碰规则》和良好船艺要求,提出了动态自适应目标船不协调避碰行动的开阔水域智能航行方法;将物标分类、建模并构建数字孪生交通环境,结合航向控制方法、操纵运动和复航模型构建了自动航行模型,推演了船舶非线性操纵运动;基于自动航行模型量化解析了《规则》要求,探究动态避碰机理,建立了可行航向求取方法;在多目标环境中,提出了目标船机动判别方法,研究了《规则》约束下构成自主航行方案的改向时机、幅度和复航时机等要素求取方法。仿真结果表明:依靠信息秒级更新的滚动计算,提出的智能航行方法可自适应剩余误差和目标船随机运动;提出的智能航行方法能将可行航向区间和改向幅度精确到1°;将程序运行和复航时机计算步长设置为1、10 s,设置多类静态物标和6艘保向保速目标船,在640、1 053、2 561和3 489 s,本船进行右转9°、复航、保向保速和复航等操纵可让请所有目标并自主航行至终点;设置目标船在300 s采取不协调转向避让行动,本船在980、2 790、3 622、5 470 s时进行右转9°、左转12°、右转17°和复航等操纵可让请所有目标并自主航行至终点。可见,任意初始状态下的船舶均可沿计划航线自动航行至终点,提出的方法能满足多个、多类动静态物标共存的真实开阔水域环境中的智能航行需要。      

基于数字高程模型的公路勘察设计

根据现有研究资料阐释了数字高程模型的概念和特点,论述了公路勘察设计中数字高程模型应用的建模方式,以及相应的数据采集方法,对于数字高程模型在公路勘察设计中的应用做了比较详细的论述,以及能够推动数字高程模型在公路勘察设计中的应用和完善。     

内河航运系统监管技术现状与展望

数字化、自动化及智能化监管技术是保障内河航运系统安全、高效及绿色运行的关键。从态势感知、事件监视及组织优化这3方面阐述内河航运系统监管技术研究现状，总结技术发展沿革与趋势，分析监管技术存在的不足。研究表明：内河航运监管态势感知研究伴随先进信息感知技术发展做适应性进步，从利用海事雷达技术捕捉船舶物理表象特征，逐步结合数据挖掘方法融合多源信息向多船态势感知和智能感知方向发展；事件监视研究起初受限于传感器设备感知水平不足而主要面向事件后分析，结合先进传感器技术和智能技术，逐渐向事件中检测和事件前预测方向发展；组织优化研究主要包括船舶运行空间优化方案和时间优化方案的制定，未来组织优化模型需考虑航道突发事件的影响，有利于推进组织运行方案的实际应用，更好地服务于海事监管需求。提炼内河航运系统多模式一体化融合感知网、全息场景图及智能管控系统构建的关键技术，面向未来新一代航运系统，探索内河航运平行监管模式，阐述内河要素物理及耦合关系平行建模和平行数据集建立与信息挖掘、平行监管及交互可视化等方面建设的核心内容，旨在采用基于数字孪生技术的虚实闭环交互机制实现内河航运系统的高效运行，为内河航运系统监管技术的研究与发展提出了创新方向。     

基于网络交通分配方法族谱的交通分配 一体化技术与工程应用

为满足交通规划、建设与管理等应用场景对交通分配多样化的需求，结合目前交通分配方 法族谱中的众多模型与方法，本文构建能够满足族谱中所有交通分配特征的一体化交通分配技 术框架，提出交通网络交通分配一体化技术体系，并将该体系嵌入交通分析平台软件“交运之星- TranStar”中。该技术体系包括：“模型关键参数”“交通阻抗函数”“交通网络交通分配基础模型与 快速算法”3部分模块组合的分析模型一体化；面向步行、自行车、机动车及公共交通等多模式交 通网络的分析对象一体化；针对城市土地开发，交通网络建设，交通管理控制，公共交通系统，以 及交通政策制定等应用场景一体化。选取南京市道路网络和公交网络进行实证分析。结果表 明，本文提出的交通分配一体化技术具有处理超万节点多模式交通网络的能力，对各类交通模 式、典型业务场景的分析结果可为城市交通系统规划、建设与管理提供决策支持。     

Research on Two Main Construction Methods of Concept Lattices

Because of the completeness of concept lattices, the time complexity of constructing concept lattices has become the main factor affecting the application of formal concept analysis(FCA). The key problems in the research of concept lattices are how to improve the generation efficiency and how to reduce the space and time complexity of constructing concept lattices. So far, reviews on lattice construction algorithms have not been comprehensive. In view of this situation, we give a detailed review on two categories of construction algorithms:batch methods and incremental methods. The first category is a formal context that cannot be updated once the concept lattice has been constructed; the second category is a formal context that can be updated after a new object being added to the formal context. We briefly introduce classical and improved construction methods, illustrate the deficiencies of some algorithms and point out the improvements of the follow-up algorithms. Furthermore, we compare and discuss several key algorithms, and also pay attention to the application of concept lattices. Finally,two further research directions of concept lattices are proposed, including parallel construction methods of concept lattices and research of heterogeneous data concept lattices.     

Finite element simulation of rod and wire continuous rolling

This paper discusses the application of several techniques involved in the development of the 3D finite element (FE) models of rod and wire continuous rolling process. The FE models are implemented into the FE-program MSC.Marc and used to investigate the thermal and mechanical behavior of billet during the rolling process. All nonlinear equations included in the models are solved by the static and dynamic procedures, respectively. Data transfer technique is proposed to keep the continuity of simulation results. And the computational time of static procedure is significantly reduced by using a rigid pushing body. In all models, the constant time step method and the auto time step method are respectively used to define time step for the solution of equations. Simulation results of the models with different time step methods are compared. And comparison between calculated values and measured ones of the temperature at the surface of billet shows the validity of the FE models.     

Intrusion detection model with twin support vector machines

Intrusion detection system （IDS） is becoming a critical component of network security. However, the performance of many proposed intelligent intrusion detection models is still not competent to be applied to real network security. This paper aims to explore a novel and effective approach to significantly improve the performance of IDS. An intrusion detection model with twin support vector machines （TWSVMs） is proposed. In this model, an etficient algorithm is also proposed to determine the parameter of TWSVMs. The performance of the proposed intrusion detection model is evaluated with KDD＇99 dataset and is compared with those of some recent intrusion detection models. The results demonstrate that the proposed intrusion detection model achieves remarkable improvement in intrusion detection rate and more balanced performance on each type of attacks. Moreover, TWSVMs consume much less training time than standard support vector machines （SVMs）.     

高速铁路桥梁-轨道体系检测监测与行车安全研究进展

为了提升桥梁-轨道结构服役安全性能,保证复杂环境条件下高速铁路结构适应性和行车安全舒适性,研究了高速铁路桥梁-轨道体系检测监测装备的改进与优化,分析了桥梁-轨道结构服役性能动态演变规律,总结了复杂条件下桥上行车安全评价与预测方法,展望了未来研究重点与方向.研究结果表明:在桥梁-轨道体系检测监测技术方面,现有研究聚焦于传...     

A probability approach to anomaly detection with twin support vector machines

AbstractClassification of intrusion attacks and normal network flow is a critical and challenging issue in network security study. Many intelligent intrusion detection models are proposed, but their performances and efficiencies are not satisfied to real computer networks. This paper presents a novel effective intrusion detection system based on statistic reference model and twin support vector machines (TWSVMs). Moreover, a network flow feature selection procedure has been studied and implemented with TWSVMs. The performances of proposed system are evaluated through using the fifth international conference on knowledge discovery and data mining in 1999 (KDD’99) data set collected at MIT’s Lincoln Labs and the results indicate that the proposed system is more efficient and effective than conventional support vector machines (SVMs) and TWSVMs.     

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针对建设项目进行交通影响分析是保证建设项目与交通环境协调发展的重要环节. 国内在开展此项工作的多年间积累了丰富的经验,相应的研究方法体系也逐步日趋完善. 为更好的发挥交通影响分析在控制城市建筑规模、缓解城市交通矛盾等方面的作用,相关的研究 方法层出不穷,并在实际应用方面取得了良好的效果. 但在建设环境复杂多变的情况下,部分研究方法在一定程度上表现出较大的局限性,尚需在实践中改进. 在现有交通影响分析研究方法基础上,对涉及关键环节的几种主要研究方法加以分析比较,并提出相关建议,以期更好地推进交通影响分析工作的顺利开展.