Forecasting short-term subway passenger flow under special events scenarios using multiscale radial basis function networks

Reliable and accurate short-term subway passenger flow prediction is important for passengers, transit operators, and public agencies. Traditional studies focus on regular demand forecasting and have inherent disadvantages in predicting passenger flows under special events scenarios. These special events may have a disruptive impact on public transportation systems, and should thus be given more attention for proactive management and timely information dissemination. This study proposes a novel multiscale radial basis function (MSRBF) network for forecasting the irregular fluctuation of subway passenger flows. This model is simplified using a matching pursuit orthogonal least squares algorithm through the selection of significant model terms to produce a parsimonious MSRBF model. Combined with transit smart card data, this approach not only exhibits superior predictive performance over prevailing computational intelligence methods for non-regular demand forecasting at least 30 min prior, but also leverages network knowledge to enhance prediction capability and pinpoint vulnerable subway stations for crowd control measures. Three empirical studies with special events in Beijing demonstrate that the proposed algorithm can effectively predict the emergence of passenger flow bursts.     

非平稳机械振动噪声中瞬态故障信号的检测

结合非平稳机械运行状态,分析了非平稳振动信号中瞬态故障信号和平稳振动信号的特点,介绍了应用小波包理论进行故障信号检测的基本原理.通过小波包变换后,平稳振动信号和瞬态故障信号的小波包-能量谱表现出不同的特性.本文运用统计信号处理的理论,构造了相应统计量进行假设检验判决,判断平稳振动信号中是否存在瞬态故障信号。针对变速箱故障声压信号的非平稳时变特点,给出了小波包分析处理变速箱故障声压信号的原理和方法,并分析了一个变速箱齿根裂纹故障的诊断实例.实验结果表明,该方法可以有效地提取淹没在平稳振动噪声信号中的瞬态故障信号的特征,准确判断出故障,验证了该方法对机械设备进行故障诊断的有效性,对其它类型的机械故障诊断也具有一定的参考价值。     

舰船综合导航系统的联合卡尔曼滤波器设计

针对由惯性导航系统,全球定位系统及天文导航设备组成的舰船综合导航系统的特点,设计了联合卡尔曼滤波器,并给出了联合卡尔曼滤波器的结构及其算法。理论分析与仿真结果表明,该算法具有全局最优性,能够满足系统的精度要求,且应用该联合滤波可提高系统的容错性能。     

考虑舰船甲板弹性变形时的传递对准方法研究

传递对准时,帆船甲板的弹性变形会对装在甲板上的子惯导系统的对准精度产生一定的影响,因此需要对弹性变形进行建模,估计出弹性变形角并加以补偿来提高对准精度。首先对舰船甲板的弹性变形进行建模,并采用“速度＋角速率”匹配的对准方法进行卡尔曼滤波仿真,对安装误差角和弹性变形角进行了估计。仿真结果表明该方法在估计子惯导的安装误差角和弹性变形角时的精度可以满足使用要求的精度。     

不同驱动方式下的无刷直流电机性能比较

针对反电势为梯形波与正弦波的两种无刷直流电机,分析了电机分别在正弦波与六脉冲方波驱动模式下的机械特性、电流波形、换相转矩脉动。推导了反电势为正弦波的无刷直流电动机在方波驱动模式下的机械特性表达式。通过对这两种电机电流波形的对比分析,给出了这两种不同反电势波形的无刷直流电动机在高速和低速时两者电流波形、换相转矩脉动差异的原因。建立了两种电机的仿真模型,仿真结果进一步验证了分析的正确性。     

基于改进最小二乘支持向量机的电力机车牵引电机建模

介绍利用最小二乘支持向量机的回归理论对牵引电机磁化曲线进行拟合,从而建立准确的电力机车牵引电机模型的方法.针对最小二乘支持向量机参数选择耗时长的问题,提出一种基于三步搜索技术的参数选择方法.理论分析及仿真结果表明,该方法可优化选择最小二乘支持向量机的参数,并可提高最小二乘支持向量机的建模速度.将该方法用于电力机车牵引电机建模的参数选择,仿真结果表明,该方法建立的电力机车牵引电机模型精确度高,可用于对电力机车主电路性能及控制策略的研究.     

基于稳健估计的沉降预测方法

双曲线法和Asaoka法在对沉降数据进行预测时,需要对原始数据进行拟合处理,且多采用最小二乘法进行拟合处理。但当沉降数据中混入粗差后,采用最小二乘法拟合存在失准的情况。针对这一问题,引入稳健线性估计理论,在数据预处理过程中采用稳健线性拟合法。并探讨混入粗差后,最小二乘线性拟合与稳健线性拟合分别在双曲线法、Asaoka法的预测效果和适用性。研究结果表明：采用稳健线性拟合法进行数据处理受粗差的影响极小,能起到很好的抵抗粗差的作用;当拟合数据过少时,最小二乘法线性拟合与稳健线性拟合效果无明显差异。     

基于拟合法与Douglas算法的铁路纵断面自动设计

应用多项式拟合法与Douglas压缩算法进行铁路纵断面自动设计。首先,利用最小二乘法进行地面线拟合,按纵断面设计约束条件,对线路初始纵断面进行调整,得出符合《规范》条件与地形走势的纵断面设计线;然后,利用Douglas压缩算法根据规范限定条件,以限制坡度、最小坡长、最大坡度差等条件作为压缩算法的阈值,将Douglas算法稍加改进后,对地面线进行压缩,同样得出符合条件的纵断面设计线。最后,对同一铁路工程项目,用以上2种方法分别进行纵断面自动设计,根据估算指标和工程数量,对比2种自动拉坡算法中的工程造价,通过探索方法的理论依据,得出2种方法各自的适应性条件,为线路纵断面自动设计提供理论借鉴。     

大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析

以大跨径预应力钢筋混凝土连续刚构桥为研究背景,应用桥梁结构设计与施工计算软件桥梁博士(D r.B ridge)建立计算模型,分析计算各施工阶段结构行为。以最小二乘法为基础进行参数识别的误差分析和状态预测法进行标高、应力控制。通过各施工阶段高程、应力实测值与理论计算值的对比分析,验证了计算模型和分析方法的正确性。     

基于参数识别的钢筋混凝土简支梁桥静力模型修正技术

以动力模型修正的原理及方法为基础,提出用较精确的静力试验数据进行静力模型修正的概念,并详细介绍了利用最小二乘法对钢筋混凝土简支梁桥进行参数识别的静力模型修正方法。经过动力修正的有限元模型只可用于结构的动态分析,而不可用于静态分析,所以用静力试验数据修正的模型做结构破坏试验数值仿真具有广阔的应用前景。