面向双向渐进结构拓扑优化法的高效灵敏度过滤算法研究

连续体结构拓扑优化过程中往往存在着棋盘格和网格依赖性等数值不稳定现象,过滤算法是解决此类问题的有效手段,其实质是对单元灵敏度进行光滑处理。灵敏度过滤算法是将中心单元灵敏度用其过滤半径内单元灵敏度的加权平均值替代。在面向复杂工程结构时,由于结构网格量规模庞大,如何准确且快速确定单元的邻域是影响计算效率的关键一环。现广泛使用的是通过枚举计算单元形心间的距离,这种方法易于实现但需要消耗大量计算用时,且无法反映单元之间的连通关系,不能适应结构当中存在孔洞等非设计域的情况。为避免上述情况产生,基于双向渐近结构优化法,提出一种准确快速搜索单元邻域的新策略,通过构建的节点与单元的关联信息,建立从中心单元—从属单元—邻域单元的逐层搜寻模式。这种搜索策略可以极大节省前处理运算耗时,也能够适用于任意非规则网格以及三维模型。最后引入了存在非设计域孔洞的算例,发现使用此过滤策略能够得到性能更优的结果,得到的柔度值比使用枚举的方法低4%,同时能够有效消除“孤岛”现象。     

基于改进Mask R-CNN的轨道扣件状态检测方法

为提高轨道扣件状态检测的准确率,基于K均值聚类算法改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)实例分割算法中的区域建议网络。进行基于改进Mask R-CNN的轨道扣件状态检测方法研究,并将该方法分别应用于普速铁路有砟轨道2个扣件数据集和高速铁路无砟轨道1个扣件数据集上进行轨道扣件状态检测。结果表明:该方法能对普速铁路有砟轨道和高速铁路无砟轨道图像中的扣件状态进行准确检测,扣件的定位准确率和分类准确率平均分别达到97.05%和98.36%,均优于YOLO V3,Faster R-CNN和Mask R-CNN算法;相较于前2种算法,本方法对普速铁路有砟轨道扣件状态检测的优势更为明显。     

基于Q学习算法的摘挂列车调车作业计划优化

针对摘挂列车编组调车作业计划编制问题,基于强化学习技术和Q学习算法,提出1种调车作业计划优化方法。在表格调车法的基础上,将调车作业计划分为下落和重组2个部分。通过动作、状态和奖励3要素构建调车作业问题的强化学习模型,以调车机车为智能体,以车组下落的股道编号为动作,以待编车列的下落情况为状态,形成车组挂车、摘车具体条件和车辆重组流程,并依据车组下落的连接状态和车辆重组后产生的总调车程设计奖励函数。改进Q学习算法求解模型,以最小化调车程为目标,建立待编车列与最优调车作业计划之间的映射关系,智能体学习充分后即可求解得到最优的调车作业计划。通过3组算例对比验证本方法效果,结果表明:相较于统筹对口法和排序二叉树法,本方法使用的股道数量更少、调车作业计划更优;相较于分支定界法,本方法可在更短时间内求解质量近似的调车作业计划。因而,本方法有助于提高车站调车作业计划编制的智能化决策水平。     

轨道与接触网几何检测融合技术研究

为解决现有轨道和接触网几何参数检测系统相对独立、同步误差大的问题,对二者进行融合.改变检测系统硬件架构,统一两系统编码器脉冲及数据接口,提升系统硬件集成度及数据对齐精度;依据QNX系统开发融合系统软件,保证系统实时性及执行效率;制作L形工装,依据特征波形验证数据对齐精度;在实验室模拟车体振动的测试环境,分别采集静态及动...     

基于Q学习算法的城轨列车智能控制策略

牵引能耗是列车能耗的主要组成部分,针对城轨列车节能运行的问题,将列车运行状态离散化,以列车对速度控制作为动作空间,时间和能耗作为奖励函数,提出一种基于Q学习算法的城轨列车智能控制策略.在不使用离线优化速度曲线的情况下,根据列车当前位置和速度实时计算最优控制策略;同时,在传统Q学习基础上,将∈-greedy策略与司机驾驶...     

基于线特征跟踪的铁路桥梁支座振动位移测量方法

针对现有基于结构物表面纹理特征跟踪的支座振动位移测量算法易受光照、背景杂波、运动模糊等因素干扰的问题,提出一种基于线特征跟踪的铁路桥梁支座振动位移测量方法.利用大津法与连通体分析法获取感兴趣目标,并基于感兴趣目标确定线跟踪区域,提高支座位移计算效率;利用一种直线鲁棒检测算子,快速提取桥梁支座振动过程中线跟踪区域中的线目...     

一种基于Dijkstra算法的动态进路规划方法

为解决调车作业计划自动转化为联锁进路问题,介绍一种动态进路规划方法.把站场抽象为一个无向联通图,使用Dijkstra算法,求解出计划中的起点轨道到终点轨道的一条顺序包含无岔区段和道岔的最短路径.使用模糊匹配算法,对联锁表基本进路中的设备与最短路径中的设备,按照顺序以及设备实时状态进行匹配,获取到正确的进路组合,实现动态...     

基于智能VRFT的城市轨道交通列车速度控制研究

利用虚拟参考反馈整定VRFT方法,可根据被控对象的一组输入和输出数据完成控制器设计的特点,提出一种基于智能VRFT的城市轨道交通列车速度控制方法;VRFT方法中的参考模型决定了控制器的闭环性能,通过粒子群优化算法PSO,对控制器参数和参考模型参数进行全局协同优化,设计出最优PID控制器。仿真结果表明：该方法能够优化PID控制器的设计,有效控制城市轨道交通列车速度。     

模块化计算机联锁软件设计

为简化联锁软件设计流程,提高设计效率,提出了一种模块化计算机联锁软件设计方法。采用面向对象的思想,将道岔、信号机、轨道区段等设备设计为不同的程序模块,利用多态性和绘制语句等完成联锁软件站场界面的绘制,使用鼠标拖动各设备相应的程序模块完成联锁软件表示层的绘制,生成单链表站场数据结构,并采用递归算法进行进路搜索,完成联锁软件的设计。将文中提出的设计方法与传统的设计方法应用于某车站的联锁软件设计,对比两种方法的设计流程和设计所用时间,所提设计方法总时间节省了约30%,提高了设计效率。     

基于BIM和AI技术的铁路桥梁智能布跨研究

针对我国铁路桥梁占比高、标准构件应用范围广、孔跨布置作业繁重的特点,将建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）与人工智能（AI,Artificial Intelligence）技术相结合,进行桥梁智能布跨研究。文章根据桥梁布跨原则,基于信息集,选用Q-Learning算法对Bentley平台二次开发,形成了一套完整的可视化桥梁布跨方案。验证结果表明,该方案可应用于一般铁路桥梁设计中,并从设计层提高BIM数据应用深度与广度,提高桥梁布跨工作效率与质量。