数字孪生演进模型及其在智能制造中的应用

数字孪生作为实现智能制造信息物理融合的关键使能技术受到广泛关注，而如何构建数字孪生模型成为当前研究的热点. 目前，数字孪生模型多聚焦于概念抽象或具体工程应用，而较少从构建方法和过程的角度考虑如何分阶段、有步骤地构建和应用数字孪生模型. 因此，本文提出数字孪生演进模型的概念，将数字孪生构建与应用过程分为数字模型、数字投影以及数字孪生3个演进阶段，给出各演进阶段的应用方法、关键技术与工具平台，并探讨数字孪生演进模型在智能装备、智能生产、智能运维方面的典型应用. 研究结果表明:所提模型为数字孪生在智能制造中的分步实施提供了可行的技术路线与有益的应用参考.      

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。     

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。      

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.     

道路基础设施数字化教育部工程研究中心

正"道路基础设施数字化教育部工程研究中心"基于数字道路基础设施建设、智能监控与复杂工程管理及其实现技术,在智能感知、云端大脑、智能控制、智能决策等方向探索颠覆性的实现方式,致力于研发具有海量数据存储、超大型数据模型驱动、多源数据融合、群体协同智能、人机共融能力的数字道路建设与运营管理平台以及下一代智慧城市建设与管理关键核心技术。在交通基础设施数字化建造与智能运维、运行监控与智能管控、复杂工程管理系统等领域形成了一系列示范性、引领性的综合应用。     

直流电机滑模变结构微机控制系统的研究

本文在研究变结构系统理论的基础上,设计并实现了一个微机控制的全 数字直流;iPWM调速和位置控制系统,系统采用了滑模变结构的控制 算法,PWM功放电路的主要部件未用了先进新型的功率VMOS器 件。该系统经数字仿真和实验结果表明,系统的稳定性、快速性及杭干 扰性等方面优于传统的PI调节器系统。      

ETC门架智慧运维关键技术及应用

在不停车收费系统中,ETC门架数量多、分布广、设备种类多,依靠"人工巡查、被动发现"的传统运维技术,费时、费力、效率低。为此,研究了智慧化运维关键技术,运用机器学习算法开展门架设备的实时诊断和运维策略的智慧决策,实现ETC门架设备的实时监控和智慧运维,并开发出ETC门架智慧运维管理平台,相关成果已在湖南省开展应用。     

BIM在公路工程中的应用研究

为提高和优化传统CAD设计在工程项目上的工作效率,BIM(building information modeling)技术应运而生。利用BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点,将有效地提升交通运输的信息化和智能化水平,加快实现交通基础设施的"规划、设计、施工、运维"全生命周期的信息传递共享。BIM技术有着先进的理念,BIM技术的三维协同设计特性,在建筑生命周期的信息传递共享、对绿色建筑设计的支持、可视化的设计等等,这些理念的先进性提升了工程的品质和安全性,促进建设、养护、管理和运输服务协调发展,驱动交通行业产业转型和升级,提升企业核心竞争力。     

数字校园的建设发展与规划

为了规划和实施校园的信息化建设，从层次化、整体化的观念出发，并结合校园网络的实际情况，探讨了如何利用先进的网络技术在传统校园的基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，从而提高传统校园的教学效率，扩展传统校园的综合功能，以最终实现教育过程的全面信息化，文中很好地将现代教育思想和现代信息技术结合了起来，为教育信息化在数字时代提出了一个清晰的目标。     

工程数据库技术在振动环境工程仿真中的应用

振动环境工程仿真系统平台是对振动试验件进行振动数字仿真分析的集成平台.介绍了工程数据库与元数据技术的基本概念及其在仿真系统平台中的应用.数据库与元数据技术在整个仿真平台系统中起到至关重要的作用,是集成平台过程流、数据流的联系纽带.数据库管理系统存储各种振动试验的工程数据的元数据,安全电子仓库存储振动试验数字仿真分析过程的各种工程数据图文档.通过工程数据库及其元数据技术能有效地将各种工程设计、分析处理软件有效地集成起来,使仿真过程实现自动化.     

基于云计算的高校数据中心的建设与应用

为解决当前高校数据中心建设中普遍存在的资源利用率低、运维成本高等问题,以构建符合高校数字校园建设需求的云数据中心为目标,通过对云计算和虚拟化技术的深入分析研究,提出了一套适于高校应用与实施的基于云计算的高校数据中心建设方案.基于该方案在兰州交通大学实施了云数据中心项目,通过该项目的实施,有效地满足了学校数字化校园建设需求,大幅降低了学校信息化运行成本.     

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针对国内各大中城市交通信息化建设所带来的大量交通信息设施运维管理问题,本文提出了一种基于ITIL理念的交通信息设施运维管理系统设计与实现方法. 采用包括被管理对象层、资源检测与采集层、数据汇聚与处理层和应用展现层的四层体系结构,以及包括运维服务管理、系统监控管理、终端设施监控、终端维修管理和移动通信处理等五大模块的组成结构. 该系统应用于广州交通信息化设施监管实践中,覆盖了广州市交通管理部门所有主要的信息化系统和车载终端. 实践证明该系统有效提高了广州交通信息设施运维管理效率,具有推广应用的前景.     

基于绩效评价的智能交通设施运维管理系统设计与实践

针对智能交通系统建设所带来的大量智能交通设施运维管理问题,提出了一种基于绩效评价的智能交通设施运维管理系统设计与实现方法,采用被管对象层、采集层、处理层和应用层的四层系统架构设计.该系统已应用于上海和其他城市智能交通运维管理系统的实践中,有效提高了智能交通系统设施运维管理效率,具有推广应用的前景.     

如何有效创新公路工程建设现场检测方法

一些传统的公路工程建设现场检测技术、方法显然已无法满足现代化社会建设的要求。综合运用并创新现代化、信息化的先进技术和管理方式,才能更加高效的实现公路工程建设的质量标准。     

上海轨道交通全生命期BIM技术应用

为了实现基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理,在上海轨道交通17号线的设计、施工、运维全过程中研究应用BIM技术。首先,制定了在全生命期应用BIM技术的管理模式、总体策划、统一标准,建设交付了全线数字资产;其次,在全过程实施多项特色应用,开发应用基于BIM的信息管理平台;最后,从投入产出和综合效益分析了项目上应用BIM技术的效果,总结了实施过程中的经验和教训。项目中形成的各类实施导则和管理办法、完整的数字资产、信息化管理平台以及实施经验,可为后续类似项目提供借鉴与参考。     

信息技术在机场运维管理中的应用

探索了新一代信息技术在机场建筑运维阶段的应用方法,尝试将虚拟化技术、云计算技术、BIM技术等应用到机场运维管理领域,实现服务器、客户端、网络和存储的集中化统一管理和基于BIM技术的运营数据采集、分析和集成管理,从而实现"智慧机场"的最终目标。通过在实际工程中的部署与应用,证明了该方案的可行性和实用性,并可有效提高机场信息平台的运行效率、降低运营管理成本,提供更加可靠的应急灾备能力。     

基于Matlab/Simulink的数字滤波器IP核的设计与实现

提出了一种采用Matlab/Simulink技术实现数字滤波器的IP核设计方案.介绍了一种现代DSP设计工具DSP Builder.给出了基于FPGA的数字滤波器IP核的实现流程,并以一个16阶的低通FIR数字滤波器为例,采用妹DSP Builder建立了实现模型,利用Matlab进行了仿真,最后生成IP核.     

钢桥疲劳研究进展

系统归纳与剖析了钢桥疲劳研究新进展,总结了钢桥疲劳荷载、疲劳机理、抗疲劳设计方法、疲劳安全监测与评估、疲劳安全维护等方面的创新成果,探讨了钢桥建设与运维面临的技术挑战,展望了钢桥疲劳创新研究发展方向。研究结果表明：(1)已研发的与桥位处交通荷载特征、结构型式、设计使用年限匹配的车辆、列车、温度疲劳荷载模型,推进了长寿命桥梁抗疲劳设计理论的完善;(2)采用车辆-温度耦合疲劳应力的“冲浪”计算模型能够较好反映钢桥实际疲劳损伤度,温度与车辆耦合作用下的疲劳累积损伤度比仅考虑车辆作用时大10%～15%;(3)涌现了物理疲劳试验、数字疲劳试验和原位疲劳试验技术相融合的疲劳机理研究新范式,部分改变了传统疲劳认知,探明了畸变变形比、应力比对畸变疲劳行为与细节疲劳强度的影响规律,发现了实桥拉吊索服役大应力比条件下钢丝疲劳强度骤降现象,揭示了拉吊索钢丝强度等级由1 670 MPa提高到2 060 MPa时钢丝疲劳强度先增大、后下降的客观规律,明确了耐候钢桥细节腐蚀后疲劳强度并未下降的客观事实;(4)全桥多物理场、跨尺度和多概率疲劳孪生模型的构建已逐步实现,促进了数据原生、数据相生和虚实共生的钢桥疲劳元宇...     

水运信息化项目运维管理系统设计与应用

为了解决水运信息系统故障修复不及时、维护记录不全、闭环管理不到位、运维工作考核不实等运维管理问题,探索航道视频监控系统、危化码头视频监控系统、VHF安全通信系统、内网系统等信息化项目新运维管理方式,提出了建设信息化项目运维管理系统工作思路.在需求分析基础上,完成系统架构、功能模块设计、应用系统开发,实现了信息系统运维管...