《内河电子航道图技术规范》制定的相关技术问题探讨*

电子航道图是各类航道地理信息应用系统的核心内容和数据基础,制定统一的技术规范是实现内河航道信息系统之间数据共享和资源整合的前提。介绍《内河电子航道图技术规范》主要内容,讨论规范制定过程中物标、属性的选取与扩展、要素编码与物标及属性对应关系建立问题,并提出解决思路。     

提升高精度图像弱目标视觉质量的高效压缩算法

为了实现对高精度图像进行高效压缩,同时确保重建图像的弱目标区域有较好的保真效果,提出了一种提升弱目标区域质量的基于误差优化编码的高精度图像压缩算法. 首先,使用JPEG-LS （joint photographic experts group lossless）压缩算法对图像数据进行压缩,在游程编码过程中自适应地选择需要二次编码的误差数据,并完成了基于视觉质量的非均匀量化;其次,对量化值进行数据分解,去除量化值之间的相关性,并对分解后的数据进行MQ算术编码的熵编码;图像重建时根据量化间隔重建反量化值,并设计了反量化优化和滤波优化过程;最后,将本文算法与JPEG-LS、JPEG2000 （joint photographic experts group 2000）算法进行了性能比较,结果表明:本算法能够实现高精度图像数据的高效压缩,且复杂度低,易于硬件实现,虽然引入了误差数据二次优化编码等过程,但增加编码的数据量较小,故与JPEG-LS算法的压缩速度相当,然而比JPEG2000算法的压缩速度提升4.47倍;同时有效减少了常规算法造成的信息损失,重建图像的峰值信噪比与JPEG-LS、JPEG2000相当或略低,但弱目标区域的视觉质量及保真效果更好.      

基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法

为了确保量子信息的安全,结合混沌系统和DNA编码理论,提出了一种基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法. 首先将图像进行量子编码;然后利用Logistic混沌产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再利用Lorenz混沌产生自然DNA矩阵并且动态选择DNA加法操作进行DNA运算,计算后得到幺正矩阵对量子图像再次加密;最后对量子图像进行测量得到经典密文图像. 通过仿真实验和直方图、相关性、NPCR （number of pixel change rate）像素改变率等指标分析,结果表明加密后的图像灰度分布均匀,各灰度级均分布于在1 000左右,相邻像素相关性更低,相关系数平均值0.002,NPCR像素改变率为99.6%,加密效果好且具有良好的安全性.      

基于实体结构分解的设计转施工模型研究

为解决铁路领域设计阶段模型传递给施工阶段存在的重复建模和模型与业务关联度不高的问题。提出一种标准化的模型转化方案，并探索基于该方案的模型与施工业务关联的方法。分析设计阶段和施工阶段的编码体系对应关系，提出实体结构分解的最佳方案。该方案将设计阶段模型按照施工业务的不同组成部分进行拆解，以保留模型的细节和关联信息。为实现模型转化，研究开发自动赋码和编码模板关联管理的软件工具，以减少工作量和人为赋码的错误。研究结果显示，采用该标准化模型转化方案的项目在质量管理方面、进度管理方面取得提升，并实现成本节约。本研究结论为该模型转化方案有效支持施工业务管理，提高项目管理的效率和质量，减少误差和重复工作，实现成本节约和整体绩效的提升。基于现有标准和规范体系，具有较好的可复制性，为不同建设领域基于BIM的全周期管理提供有益的参考，并展示铁路领域在设计与施工阶段实现模型转化的创新点。     

基于BIM模型算量的铁路验工计价管理技术应用

随着BIM技术的广泛应用，其在工程管理信息化中的作用越来越重要。验工计价作为铁路项目控制投资的重要手段之一，传统验工计价和现有市场单一验工计量系统面临许多问题，包括人工审核难度高、易出错、造假难发现等。针对这些问题，提出运用EBS编码与部位树结合、清单编码关联技术，建立BIM模型与验工计价之间的关联关系，形成模型构件进度、质量、工程量等信息与验工计价系统之间的数据链条。该数据链条可以通过唯一的构件标识或共享的属性字段进行建立，实现验工计价数据的跟踪和更新。通过对进度和质量状态的判定，实现验工计价数据的协同和智能验工。以鲁南高速铁路菏泽至曲阜段项目1标为例，阐述了部位树-清单关联、计量报验、验工审批、报表输出、统计分析等内容，通过基于BIM模型算量的铁路验工计价管理技术的应用，实现验工计价过程的信息化管理，减少业务人员的大量验工工作，帮助工程管理者更加清晰了解工程量的来源和计算方式，增加验工计价结果的可信度和可靠性，管理人员能够实时监控管理工程质量和进度，促进各个环节之间的信息高效流转和协同决策。通过该技术方案的应用，为以BIM模型为数据核心载体的工程建设集成化管理平台提供了解决思路。     

基于BIM技术的铁路桥梁构件编码应用研究

BIM技术是实现铁路行业优质设计、高标准建设乃至智能运维的核心技术之一。铁路桥梁体量大，工程各阶段信息流通不畅，难以实现精细化、智能化建造的目标。针对现状情况，结合现有技术标准、信息分类和编码体系，研究编制桥梁LID编码，并针对Revit系统开发属性添加插件，探索其在西康高铁桥梁工程设计、施工阶段中的应用价值，验证构件编码的适用性和先进性。结果表明：(1)首次建立一套适用于铁路桥梁信息模型的编码规则，为工程建造管理奠定了基础；(2)LID编码具有唯一性、可扩充性，满足工程建设不同阶段的使用需求；(3)自主开发的插件极大地提高了生产效率，根本上解决了手动添加属性困难的现状；(4)附加LID编码的信息模型能够在项目多阶段实现共享流转，提高工程建设质量和品质。     

基于结构相似深度卷积自编码的异常扣件检测模型

介绍了轨道扣件系统的基本功能，概述了已有的轨道异常扣件检测技术，归纳了基于机器视觉的传统检测方法和深度学习方法所关注的问题及存在的不足; 介绍了自编码的基本思想与形式化过程，提出了一种基于编解码架构的异常扣件检测模型; 分析了传统像素级图像相似度评价指标的缺陷，实现了基于结构相似的损失函数和图像异常判定; 构建了轨道扣件图像数据集，验证了模型的性能; 将代表性的误报与漏报图像可视化，描述了这些图像的表观特征，分析了发生漏报与误报可能的原因。研究结果表明:结构化相似指标显著提升了模型的检测性能，与具有相同网络架构但使用平均绝对误差和均方误差作为相似度评价指标的检测模型相比，模型的F值分别提升了14.5%和16.2%;与其他对比模型相比，提出的模型取得了最高的检测精确率和F值，分别达到了98.6%和98.1%，与次优的RotNet模型相比分别提升了6.0%和9.8%;召回率为97.1%，略低于深度支持向量数据描述(DSVDD)模型的98.4%;整体上看，F值比所有对比模型均高出超过9%，提出的模型表现出了明显的性能优势。      

接近区段机车信号误码问题分析及改进方案

针对计算机联锁驱动相关继电器存在时延，当办理正向接车进路后接着办理正向发车进路时，第三接近区段机车信号收到突变LU码，出现“灯码不一致”的问题，对编码电路详细分析，研究提出两种编码电路改进方案，较好地解决了“突变码”问题，提高了设备运用质量。     

船厂工艺快速布局工具2.0的开发与应用

为实现船厂三维工艺布局方案的快速生成，开发船厂工艺快速布局工具2.0。在该工具的开发中，应用参数化建模技术实现模型的参数化创建和数据关联；应用编码技术创建标准化模型构件库，实现建模程序对模型构件库的快速调用。经实际工程项目测试，该工具可完成车间厂房、生产加工设备、船坞与码头等设施的快速布局功能。该工具可显著提升船厂的规划设计质量与效率，具有较大的应用价值。     

铁路勘察数据标准化存储研究与应用

针对铁路勘察信息化、数字化的需要，以及当前多专业协作勘察过程中存在的数据存储标准不统一问题，为规范铁路勘察数据的管理及后续应用，减少因数据标准不统一带来的不同系统之间数据贯通困难，促进系统集成及信息资源共享，根据勘察数据特点，规范了数据分类、格式及编码，建立了结构化数据和非结构化数据的数据库结构。依据计算机存储特点，提出采用关系型数据库存储结构化数据+分布式HDFS存储非结构化数据+空间数据库存储三维空间数据的方案，既保证了不同数据间的分类存储，又实现了底层数据联通。通过研发铁路勘察与选线设计数据管理平台，对勘察数据进行标准化存储和管理，验证了该标准化存储方案，为铁路数字化勘察提供了重要支撑。此外，针对勘察数据标准化存储的未来发展应用，提出利用不断积累的数据，通过大数据分析、数据挖掘、动态感知及人工智能等新技术手段为勘察工作提供更准确的预测和分析，不断提高勘察工作效率和准确性。