WTB 初运行的算法优化及实现

在研究WTB通信协议的基础上提出一种WTB初运行的优化算法,搭建了基于SOPC的硬件实现平台。通过与国外标准WTB设备的重联编组调试,基本上实现了WTB初运行的功能,从而验证了该算法的有效性,为高速动车组的网络编组技术的自主化研究提供了支持。     

基于混合算法的联合运输路径优化

为了求解联合运输网络的最优运输方式组合问题,采用遗传算法并使用整数编码方式对城市节点进行编码,摒弃了传统的二进制编码方式,有效地缩减了编码长度并简化了编解码工作;城市节点链的运输方式组合与节点间运输方式转换使用动态规划方法来确定;至于联合运输网络数据,在建立多重图数据结构基础上,采用结构体数组与链式存储结构相结合的方式来存储。通过仿真实验表明,该方法可行,能够在较短的时间和可预期的迭代次数内找到最优解。     

公共白行车租赁站点调度需求量模型研究

为降低城市公共自行车调度过程中调度员凭经验确定各站点调度需求量的盲目性,提高调度科学性并缩减调度时间和成本,将城市公共自行车租赁站点调度需求量模型描述为最优化整数规划问题,考虑系统的稳定性和调度触发时间,以高峰时段系统的整体稳定性最强、调度启动时间最晚为目标建立公共自行车租赁站点调度需求量模型.针对该模型特点设计了十进制编码、二人竞赛选择、算术交叉、非均匀变异的遗传算法对模型进行求解.通过调度实例验证模型和算法的可行性,得到各租赁站点的最优调度需求量.结果表明,按照该模型求解出的调度需求量进行调度能够延迟高峰时段的调度启动时间至1.33h,较站点均一化存放率调度延迟0.67h,极大地延缓了调度启动时间并缩减调度工作量.     

基于前缀匹配混合查询树的RFID防碰撞算法

针对射频识别系统中多标签碰撞问题,在分析查询树算法和多叉树算法的基础上,提出了一种前缀匹配混合查询树(Prefix Matching Hybrid Query Tree,PMHQT)算法.该算法利用曼彻斯特编码来检测标签碰撞位信息,并利用碰撞位信息依次识别标签.在识别标签过程中进行碰撞位前缀匹配,选择适当的多叉树算法进...     

磁悬浮球的自适应径向基函数控制方法研究

磁悬浮是集众多学科为一体的高新技术,具有无摩擦、清洁环保和安全可靠等优点。而悬浮控制作为磁悬浮技术的核心引起了人们的关注。以单点磁悬浮球作为研究对象,由于磁悬浮球系统具有高度非线性、随机不确定性和时滞性等特点,采用其他传统控制算法往往会引起系统超调量过大和响应速度过慢等问题。针对此类问题,提出一种不依赖于精确数学模型的自适应径向基函数(A-RBF)控制算法,以此实现磁悬浮球的稳定悬浮和获取系统满意的动态性能。首先建立磁悬浮球的非线性数学模型;其次通过非线性坐标变换得到磁悬浮球的线性数学映射模型;然后设计出A-RBF算法中相应的控制律和自适应律,并利用Lyapunov函数验证该算法的稳定性;最后通过不同的评判指标进行SMC和A-RBF算法的比较验证。仿真结果表明：由于A-RBF算法未忽略磁悬浮球系统中的高阶项,因此它不仅具有较快的响应速度和较小的超调量等优点,而且还具有适应系统参数变化范围大的能力。当依次输入正弦和方波信号作为输入时,A-RBF算法的跟踪效果最佳,其次为SMC。实验结果表明：当外部扰动存在时,A-RBF算法不仅实现了磁悬浮球的稳定悬浮,而且其误差仅在0.2 mm之内,并且在正弦跟随下的误差仅在0.15 mm之内,再次证明了A-RBF算法具有良好的适用性。     

高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化方法

股道运用是高速铁路车站作业组织的核心,车站股道运用与列车运行相互影响、相互制约。为缓解晚点对列车正常运行秩序的影响,以相邻若干高铁车站股道运用与列车运行调整综合优化为对象,统筹考虑各站股道、进路占用的唯一性及其最小安全间隔时间、车底周转计划等约束,以最小化列车到发时刻波动性和车站股道运用方案波动性为优化目标函数,构建综合优化模型;以列车在站到发时刻为纽带,设计基于模拟退火算法思想的综合优化算法,制订高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化方案。算例表明：所提方法能快速解决线路级高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化问题,有效降低股道运用站间影响及晚点对后续车站的影响;合理设置初始Markov链长有利于提高算法效率;立折旅客列车晚点对方案的波动性影响最大,终到、经停旅客列车的影响最小,在调整过程中应优先保证立折旅客列车的正点运行;若调度员决策偏好到发时刻稳定性,可优先调整终到旅客列车的方案,若决策偏好股道运用稳定性,优先考虑经停旅客列车;所提方法能够为高速铁路列车运行计划实时调整提供决策支持。     

基于改进Canny算法的受电弓碳滑板边缘检测方法

针对传统边缘检测算法对碳滑板边缘进行检测时存在提取不准确、不连续和易受噪声影响等问题,文章提出一种基于改进Canny算法的受电弓碳滑板边缘检测方法.首先,使用各项异性扩散和双边滤波相结合的级联滤波器代替原算法中的高斯滤波器对图像进行去噪,提高算法对多种混合噪声的平滑能力,并采用伽马变换突出图像的边缘特征;采用Scharr算子确定边缘梯度幅值;引入Otsu算法改进原算法中高低阈值需人为设定的不足,使算法在确定双阈值时拥有更好的自适应性;最后利用形态学思想和Zhang-Suen细化算法对边缘轮廓进一步完善,消除边缘中可能出现的细微空洞.试验结果表明,改进后的算法相较于传统算法能更准确地提取碳滑板的边缘信息,并且具备较强的自适应性与抗干扰性,为受电弓碳滑板的后续检测提供了有效的理论支持.     

基于FCM-CSIs的跨海铁路大桥投资分析及施工组织优化研究

杭州湾跨海铁路大桥是一座集大跨、长联和高墩为一体的超长跨海高速铁路桥梁集群,建成后将是世界上最长大的高速铁路跨海桥梁。项目建设条件复杂,施工条件恶劣,现场有效作业时间短,施工组织及投资控制难度大。为科学合理编制概预算和施工组织方案,控制工程投资,指导设计和施工,需利用数学模型方法开展投资分析及施工组织优化研究。结合杭州湾跨海大桥特点,基于模糊C均值聚类模型FCM,根据桥梁结构形式、桥梁跨度等因素将15个桥梁区段聚合为航道桥、深水区引桥、浅滩区引桥等5类。利用显著性成本分析CSIs方法,识别出钢管桩、混凝土箱梁和钢围堰是影响跨海大桥成本的显著项目。基于灵敏度分析方法,识别出施工用电、钢管桩、混凝土、钢筋、钢桁梁、钢围堰以及大型运输船等7类因素是影响项目造价的敏感因素。研究结果表明：利用模糊C均值聚类模型,可有效减少杭州湾跨海大桥投资分析段落,降低投资分析难度;利用显著性成本分析可有效识别影响跨海大桥成本的关键部位,为合理编制施工组织方案、降低工程投资提供可靠依据。研究成果可用于识别复杂重点工程的关键部位和影响成本的关键因素,有效节约工程投资,合理编制施工组织方案,为类似项目提供新的思路和借鉴。     

高速铁路接触网系统维修决策优化

接触网系统作为电气化铁路的重要组成部分,其安全性和可靠性将直接影响铁路的正常运行。考虑到接触网系统结构复杂,就接触网的7个主要部件进行分析,并认为整个系统是由各部件串联而组成的,随后将电气化铁路中接触网系统的维修方式划分为4类,不同的维修方式下对应着不同的可靠性和维修费用,基于此建立不同维修方式下的可靠性模型和维修费用模型。为提升接触网系统的可靠性并尽可能地减少其维修费用,提出一种多目标布谷鸟-遗传算法来对接触网维修这一多目标优化模型进行求解。该算法采用Tent混沌映射生成多样性和分布性较好的初始种群。为了避免算法早熟,在基本的NSGA2算法基础上加入布谷鸟搜索算法中的levy-flights算子,提高其局部搜索能力。此外,引入优化选择因子Pr,动态调整NSGA2的全局性寻优机制与布谷鸟搜索算法的局部优化机制。为了测试该算法的性能,以实际案例进行分析。仿真结果表明,与基本的NSGA2相比,本文所提多目标布谷鸟-遗传算法的初代种群多样性更优,最优解的精度更高。使用多目标布谷鸟-遗传算法所求解出的最优维修方案可提升接触网系统的可靠性且保持较低的维修费用,达到一个较好的符合工程实际的效果,进一步验证了该算法的可行性和优越性。     

基于自适应扩展卡尔曼滤波算法的道路纵向坡度估计

车辆在长下坡路段行驶过程中,道路纵向坡度对汽车纵向受力分析时尤为重要,当道路坡度过大会时会影响汽车的行驶安全性。然而道路纵向坡度很难通过传感器直接测量获得,实时获取道路纵向坡度可以为优化车辆长大下坡提供依据,文章提出基于自适应扩展卡尔曼滤波算法实时估计道路纵向坡度,并进行仿真试验,结果表明,此方法有很强的准确性和实时性。