基于物元-阴性选择算法的轴箱轴承故障检测

针对高速列车轴箱轴承故障数据获取困难的问题,提出了一种无需先验知识的利用物元和阴性选择算法进行轴承故障检测的方法. 首先利用多维物元构建阴性选择算法的检测器模型,以检测器与训练样本之间的综合关联度作为匹配规则,并在综合关联度约束范围内引入控制参数,实现检测器对非己空间的更大覆盖;其次,根据匹配规则和控制参数构建适应度函数,采用粒子群优化算法生成候选检测器,分析控制参数对检测器生成和粒子群优化算法收敛速度的影响;此外,为降低候选检测器集合的冗余度,基于关联度提出了检测器特征参数区间的合并规则,将成熟检测器个数降低至18个;最后,通过信号模拟方法生成轴箱轴承的各类故障信号,建立100组测试样本,并利用18个成熟检测器进行故障检测. 研究结果表明:成熟检测器对不同类轴承故障均具有较好的检测性能,正常样本的检测器激活率为1.11%,故障样本的检测器激活率不低于96.67%.      

基于概率分析的公路系统灾害风险研究

针对高寒地区公路系统遭遇雪灾规模大、持续时间长的特点,以黑龙江地区公路系统及其常遭遇的风吹雪灾害为研究对象,从灾害发生机理探究灾害形成的宏观条件;基于概率论思想,通过影响因素的联合概率密度函数,将致灾因子发生可能性、危险等级及危险强度三者联系在一起,阐明了致灾因子的危险性评价理论;在公路系统脆弱性评估的基础上,构建了适用于寒区公路系统的风吹雪灾害风险评估体系. 通过此体系对黑龙江省2017年2月份内的风吹雪事件进行评估,并将预测结果与省气象信息中心发布的道路预警进行对比. 结果表明:研究区公路网在评价时段内相对风险等级最高的是鹤岗-伊春线、绥化-大庆线的绥化段、哈同公路的哈尔滨和佳木斯段以及牡丹江市周边,其相对风险概率大于0.69,需要对此路段多加关注. 该研究在一定程度上为今后寒区公路网的雪灾救援及物资配置提供了参考,使得寒区防灾减灾任务更加具有针对性.      

基于MCD-AHP的预装式变电站城市化属性指标评价

为提高城市轨道交通预装式变电站建设的城市化属性效果,需要对其城市化属性指标做出准确评价. 首先,构建了包含经济属性、社会属性、节能属性3类指标的预装式变电站城市化属性指标评价体系,并给出了评价指标的量化模型;然后,引入最小协方差行列式 （minimum covariance determinant,MCD）稳健分析法对层次分析法 （analytic hierarchy process,AHP）中专家组所给出的判断矩阵进行检测,去除由于专家组成员之间主观认知的差异性而产生的离群矩阵;最后,应用改进后的层次分析法（MCD-AHP）对预装式变电站城市化属性指标权重进行计算并评价. 结果表明:去除离群矩阵样本后,上、下限矩阵计算所得指标权重差值的绝对值为0～0.0103、相对变化比率为0～9.31%,明显优于全样本状态下权重差值的绝对值率0.0138～0.1355和相对变化比15.99%～106.23%,该方法可有效提高判断矩阵的逻辑一致性和权重值的聚合性.      

公共自行车使用时空特性挖掘及租还需求预测

基于宁波市公共自行车刷卡数据、POI(Point of Interest)数据、气象和空气质量等数据,从数据驱动视角,深入挖掘公共自行车使用的时空特征及站点租还车需求预测。在时间上,采用KMeans算法,将站点聚为5类,探讨各类站点的时变需求规律及影响因素;在空间上,提出基于POI 数据的站点用地类型识别方法,将站点分为居住类、交通设施类、办公类和商业休闲类。构建以 15,30,60 min 为间隔,以租还车需求为目标变量的随机森林预测模型,并与常用的 BP (Back Propagation)神经网络、K最近邻方法进行比较。结果表明,随机森林模型的精度更高,适用性更强。以30 min为间隔的站点租还车需求预测精度最高,考虑站点土地利用类型后能有效提高模型的预测精度。本文结果可作为未来站点平衡调度的依据并推广应用于共享单车系统,为改善服务水平提供技术和理论支撑。     

考虑空车调配协调的货物列车开行方案优化研究

为实现空车调配与货物列车开行方案协调优化,结合基本运行图架构与车流径路,构建货运时空服务拓展网络。考虑配空与装卸取送、集编发等环节的时间接续要求,节点与区段不对流空车要求,以重车流全程运送与空车配送等广义总费用最少为目标,建立整数规划弧路模型。针对既有算法设计局限性,结合重车或空车配空的时间接续要求,提出将不同的 k 短路重车流方案与空车配空方案相关联的改进可行解构造方法,设计混合差分进化求解算法。实例研究表明,考虑空车调配进行重车、空车流组织协调优化,能够减少空车走行费用,及时满足装车需求,有效保证作业车流配合中转车流集结编组及时挂线,提高方案可实施性。     

货车轨迹数据在公路货运系统中应用研究综述

随着轨迹数据可获取性及精度的持续提高,货车轨迹数据被广泛应用于公路货运系统的 规划与管理中,同时,人工智能和大数据分析技术的快速发展也为公路货运系统研究带来新的机 遇与挑战。本文全面梳理并总结了公路货运轨迹数据应用领域的相关研究,从基于轨迹数据的 货运出行信息辨识、货运系统关键特征预测、货运轨迹数据进一步应用3个方面回顾现有文献的 研究目标、主要内容和研究方法。通过文献分析发现：货运出行信息辨识研究聚焦于货运停留 点、车辆和货物、活动出行模式等热点主题,但现有辨识方法多移植于旅客出行研究,需要更多地 考虑货运出行的独特特征。在货运系统关键特征预测方面,研究者主要针对货运行程时间、空间 位置、出行需求等主题展开研究,并证明了基于轨迹数据预测货运特征的可行性,但预测时空范 围较为局限,需要根据具体的货运任务、货车司机特征和货运政策进行深入研究。此外,轨迹数 据也被应用于货运出行路径选择行为、货运停车休息行为、行驶安全、货运排放和能耗分析、货运 政策评估等研究。最后,在总结现有研究不足的基础上,本文认为未来研究应重点将货运轨迹数 据与其他多源数据相结合,从3个关键技术进行突破：一是针对货运实践个体,重点探索高效货车 驾驶员的出行特征和出行模式,并在货运系统中进行推广应用;二是针对交通运输新技术和新形 势,重点开发和优化自动驾驶技术和重大应急事件影响下的货运组织模式与策略;三是针对货运 供需关系及匹配机制,重点研究货运全流程供需状态辨识与预测,并结合深度学习等方法训练和 开发智能供需匹配模型,从而优化货运系统调度,助力社会散乱运力资源整合,提高货运系统的 综合效率。     

点汇聚系统的航空器污染物减排效应与机理

为研究点汇聚系统的环境效益及减排机理,采用考虑气象条件修正后的航空器性能、燃油 流量及污染物计算模型,设计了理想条件下非高峰时刻与实际运行的高峰时刻两种场景,对比分 析了航空器在点汇聚系统与标准进场程序中污染物(即HC、CO、NOX、SOX和PM)的排放情况,并 从飞行时间、燃油消耗与排放指数3个方面分析了点汇聚系统的减排机理、识别了减排关键因素。 研究发现：在非高峰时刻,点汇聚系统与标准进场程序的污染物排放总量分别为5.79 kg与7.17 kg, 点汇聚系统较标准进场程序共减少约19.25%污染物排放,对NOX、SOX和PM减排效果显著;在高 峰时刻,点汇聚系统与标准进场程序的污染物排放总量分别为290.01 kg与406.69 kg,点汇聚系 统较标准进场程序共减少28.69%污染物排放,其中NOX减排比例最高可达48.32%。结果表明： 无论是非高峰时刻还是高峰时刻,点汇聚系统都具有良好的环境效益,可有效减少污染物的排放 总量,且对NOX减排效果最佳;较短的飞行时间、较低的燃油流量是点汇聚系统体现减排优势的 关键驱动因素。     

CeO2改性阴极扩散层对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用水热法制备纳米CeO2空心球,以一定比例与碳粉、PTFE混合,经超声震荡后均匀喷涂在经疏水处理过的碳纸表面上形成微孔层.将改性扩散层与传统扩散层进行比较,通过扫描电子显微镜、能谱测试分析、接触角、接触电阻表征,扩散层的物理性能几乎不会改变.再将扩散层组装成单电池进行一系列的电池性能测试,结果表明:掺杂CeO2的阴极扩散层组装而成的单电池无论是电池性能、交流阻抗谱还是动态响应测试均优于传统扩散层组装的单电池.即证明了掺杂CeO2制备的改性阴极扩散层由于其储放氧功能,可以加速氧气传质,增加催化剂表面氧分压,进而提升PEMFC的单电池的动态响应性能.     

原位硫化制备SnS/SnS2纳米片及光学特性

利用直流电弧等离子体技术制备出Sn纳米粒子,接着以升华硫作为前驱体,通过原位硫化技术在不同温度下硫化,获得锡硫化合物.对所制备样品的物相和形貌进行了表征,并利用分光光度计研究了样品的光学特性.结果表明,在200℃硫化后得到的产物为纯块状SnS.随着温度的升高,样品逐渐转变为SnS/SnS2异质结纳米片,最终在400℃时转变为纯SnS2纳米片.在转变过程中,可以通过控制硫化温度实现材料禁带宽度的调节.     

基于材料韧性耗散的剩余寿命预测模型的对比分析及改进

将韧性耗散模型及其相关修正模型的公式推导过程进行对比,分析表明在变幅载荷作用下,相比于传统的损伤等效方法,考虑了载荷间相互作用效应的疲劳损伤等效法则更为合理.结果亦显示在前后两级加载的损伤等效过程中,应力比作为影响因素时,无论是放在系数上还是指数上,均可以有效地表征载荷间相互作用的影响.此外,在已有系数修正模型的基础上做了进一步改进,得到了更加简洁的寿命预测公式.通过典型材料试验数据的对比分析,验证了改进模型的有效性.