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隧道环境内无人驾驶车辆目标决策两级信息融合感知策略

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中国机械工程 2024年第3期35卷 427-437页

作者：王茂森鲍久圣谢厚抗刘同冈阴妍章全利中国矿业大学机电工程学院徐州221116

基于隧道内的特殊行驶环境和无人驾驶感知需求,选择合适的传感器及硬件搭建试验车辆,构建了毫米波雷达与摄像头多传感器融合的感知系统;基于YOLOv4目标级信息融合算法和改进D-S证据理论决策级信息融合算法,提出了一种“目标决策”两级... 详细信息

基于隧道内的特殊行驶环境和无人驾驶感知需求,选择合适的传感器及硬件搭建试验车辆,构建了毫米波雷达与摄像头多传感器融合的感知系统;基于YOLOv4目标级信息融合算法和改进D-S证据理论决策级信息融合算法,提出了一种“目标决策”两级信息融合策略;最后,在城市道路隧道环境内开展了感知信息两级融合验证试验,试验结果表明:相比单一的摄像头或毫米波雷达感知效果,基于摄像头与毫米波雷达传感器感知ROI区域关联实现的目标级融合结果可以提高9.51%的识别准确率,弥补了单一传感器在隧道环境内感知技术的不足;基于目标级融合感知结果,利用改进后的D-S证据理论算法再进行决策级融合,相比于单一的目标级融合结果,误检率降低了3.61%,显著提高了检测精度。采取多传感器感知信息目标决策两级融合策略能够满足隧道特殊环境内无人驾驶车辆可靠感知需求,为推动无人驾驶技术落地应用提供了理论与技术支撑。

关键词：隧道环境无人驾驶多传感器融合 D-S证据理论 “目标决策”两级融合策略

城市轨道交通隧道环境下大规模MIMO信道建模

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铁道学报 2018年第11期40卷 84-90页

作者：蒋育康郭爱煌艾渤邹劲柏同济大学电子信息与工程学院上海201804 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

随着人们对城市轨道交通环境下通信业务需求的日益增加,隧道中无线移动通信系统的研究逐渐成为一个热点。由于隧道环境的独特性、列车的移动性以及乘客宽带接入的集中性,建立一个合理可靠的无线信道模型成为研究重点。基于隧道环境的封... 详细信息

随着人们对城市轨道交通环境下通信业务需求的日益增加,隧道中无线移动通信系统的研究逐渐成为一个热点。由于隧道环境的独特性、列车的移动性以及乘客宽带接入的集中性,建立一个合理可靠的无线信道模型成为研究重点。基于隧道环境的封闭特性,引入列车移动速度和天线元素仰角等参数,建立一个三维大规模多输入多输出3D Massive MIMO(3Dimensional Massive Multiple Input Multiple Output)信道模型,分析该模型的信道统计特性,研究影响信道空时相关特性的因素集合,并与传统的二维2D信道模型进行比较。仿真结果表明,时延、归一化天线元素距离及接收端天线仰角对空时相关特性有较大影响,3D模型比2D模型具有更小的信道相关性。

关键词：无线移动通信大规模多输入多输出隧道环境三维信道模型统计特性

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隧道环境下车地LTE-M系统时变信道仿真

上海大学学报（自然科学版） 2019年第1期25卷 45-55页

作者：吴慧泽郑国莘上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200444

为建设物理信道检测平台以验证TD-LTE (time division long term evolution)技术用于轨道交通基于通信的列车控制(communication based train control, CBTC),从而实现无线通信的可靠性.对车地通信信道建模,并采用时频分析方法研究了在... 详细信息

为建设物理信道检测平台以验证TD-LTE (time division long term evolution)技术用于轨道交通基于通信的列车控制(communication based train control, CBTC),从而实现无线通信的可靠性.对车地通信信道建模,并采用时频分析方法研究了在隧道环境下的车地无线时变信道,特别是列车经过轨旁基站时激烈变化的多普勒效应,提出了基于乘性扩展因子实现信号多普勒扩展的方法,建立了适用于射频电路物理实现的信道仿真模型,并利用射线跟踪法仿真验证了该方法的正确性.

关键词： TD-LTE 隧道环境时变信道多普勒扩展

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隧道环境对地铁车内声舒适度的影响研究

机车电传动 2022年第2期 9-14页

作者：解建坤陈小伟韦海菊中车南京浦镇车辆有限公司技术中心江苏南京210031

运营环境对地铁车内的噪声值起着主要作用,地铁在隧道环境下运行会导致车内噪声提高,声舒适度迅速下降,不仅使乘客无法听清广播内容错过下车地点,而且严重影响乘客的身心健康。目前隧道环境对车内声舒适度的影响仍缺少相关调研和理论研... 详细信息

运营环境对地铁车内的噪声值起着主要作用,地铁在隧道环境下运行会导致车内噪声提高,声舒适度迅速下降,不仅使乘客无法听清广播内容错过下车地点,而且严重影响乘客的身心健康。目前隧道环境对车内声舒适度的影响仍缺少相关调研和理论研究。基于此,对国内某条地铁线路进行车内外噪声测量,在实测基础上仅考虑轮轨声源对车内的空气传声,并基于声线跟踪法在Odeon软件中建立隧道-车体声学响应模型,进一步研究隧道铺设吸声材料对车内声舒适度的影响,从而得出如下结论:相较明线,隧道区段车内噪声总值增加7 dB(A)左右,乘客正常交流距离仅为0.1~0.2 m,声舒适度极差;相比隧道壁,在轨道板铺设吸声材料车内降噪效果较好。隧道内铺满吸声材料可降低车内噪声值约6 d B(A),乘客正常交流距离增至0.72 m,声舒适度得到极大改善,仿真结果可为实际工程应用提供一定的参考。

关键词：隧道环境地铁噪声声舒适度 Odeon

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隧道环境下混凝土内部湿度分布

混凝土 2017年第12期 39-41页

作者：陆晗王卫仑李雪梅深圳大学土木工程学院广东深圳518060

摸拟隧道环境,测试分析了混凝土内部的湿度分布规律。试验结果表明,隧道混凝土结构中,近水端混凝土始终处于饱水状态,迎风面则处于相对干燥状态;迎风面混凝土的风干程度和深度与混凝土的厚度及强度有关,混凝土厚度越大,风干的程度及深... 详细信息

摸拟隧道环境,测试分析了混凝土内部的湿度分布规律。试验结果表明,隧道混凝土结构中,近水端混凝土始终处于饱水状态,迎风面则处于相对干燥状态;迎风面混凝土的风干程度和深度与混凝土的厚度及强度有关,混凝土厚度越大,风干的程度及深度越大;混凝土强度越高,风干的程度及深度也越大。

关键词：隧道环境混凝土湿度分布

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高速公路隧道环境对驾驶员注视特性的影响

江苏大学学报（自然科学版） 2016年第3期37卷 264-267页

作者：田晶晶李世武孙文财冀秉魁交通运输部公路科学研究院北京100088 吉林大学交通学院吉林长春130022

为了分析高速公路隧道环境对驾驶员注视特性的影响,选取长春至珲春高速路段24条隧道进行了道路试验.通过试验获取了驾驶员的视觉特性数据,采用k-均值聚类法对车辆行驶过程中驾驶员注视区域进行聚类,划分为8个不同的注视区域.基于驾驶员... 详细信息

为了分析高速公路隧道环境对驾驶员注视特性的影响,选取长春至珲春高速路段24条隧道进行了道路试验.通过试验获取了驾驶员的视觉特性数据,采用k-均值聚类法对车辆行驶过程中驾驶员注视区域进行聚类,划分为8个不同的注视区域.基于驾驶员注视区域的划分结果,对比分析了不同隧道环境下驾驶员注视区域的分布比例.结果表明:驾驶员在短隧道环境下注视点主要集中于车辆行驶方向的正前方,在短隧道环境下驾驶员视认难度系数高;驾驶员在长隧道环境下注视点分散于不同的注视区域,在中长隧道环境中驾驶员逐渐适应了低照度环境,视认难度系数降低.

关键词：隧道环境交通安全驾驶员注视区域 k-均值聚类

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基于分布式光纤的隧道环境振动监测系统

城市轨道交通研究 2023年第6期26卷 230-235页

作者：廖志军朱俊峰邓文明杭州地铁运营有限公司杭州310002

为防止城市轨道交通控制保护区内的各类施工作业对隧道结构安全造成影响,需要采用隧道环境振动监测系统对安全隐患进行及时预警。介绍了基于分布式光纤的隧道环境振动监测系统的感应原理和振动信号采集、分析方法。通过现场试验,研究分... 详细信息

为防止城市轨道交通控制保护区内的各类施工作业对隧道结构安全造成影响,需要采用隧道环境振动监测系统对安全隐患进行及时预警。介绍了基于分布式光纤的隧道环境振动监测系统的感应原理和振动信号采集、分析方法。通过现场试验,研究分析在人为敲击、列车运行、地面车辆行驶、地面施工作业等工况下,基于分布式光纤的隧道环境振动监测系统采集的振动信号,对所采集振动信号的分析结果表明:基于分布式光纤的隧道环境振动监测系统对微振动事件具有比较高的检测灵敏度,通过对时域、频域及能量图等特征分析能够区分不同类型的振动信号,能够对隧道结构安全状态进行有效监测,达到提前预警的目的。

关键词：城市轨道交通隧道环境振动监测分布式光纤

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实现隧道环境中电波高效覆盖的天线研究与设计

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实现隧道环境中电波高效覆盖的天线研究与设计

作者：白清莹北京交通大学

学位级别：硕士

隧道、矿井等受限空间中的环境往往复杂多变,无线信号在其中传播时会受到隧道壁的反射、绕射等影响,从而形成较为复杂的电磁环境。在这样的受限空间内,如果没有高效的电波覆盖系统,就很难保证隧道中的通信质量,甚至威胁行车安全。目前... 详细信息

隧道、矿井等受限空间中的环境往往复杂多变,无线信号在其中传播时会受到隧道壁的反射、绕射等影响,从而形成较为复杂的电磁环境。在这样的受限空间内,如果没有高效的电波覆盖系统,就很难保证隧道中的通信质量,甚至威胁行车安全。目前实际应用于隧道的天线以八木天线、螺旋天线等传统天线为主,而此类天线的设计并未考虑其所应用的受限空间环境特性,因此在应用中易造成电波覆盖波动较大的问题,有时甚至会形成盲区。同时,现有的对隧道环境电波覆盖的研究,多采用平面波入射,而采用实际天线方向图与隧道环境结合的研究还不多见。本文针对上述问题,将实际天线的真实方向图与射线追踪法相结合,分析了天线特性参数和位置对隧道的电波覆盖的影响。设计了一种新型的高增益、低副瓣的左右手结构漏波天线,证实了相比于现有的天线,其在隧道中的电波覆盖效果更好。本文的主要内容和创新工作有:1.研究了不同类型的发射天线对矩形隧道内的电波覆盖效果的影响。分别以偶极子边射阵、偶极子端射阵和八木天线作为发射天线,在保持辐射功率相同的情况下,分析了天线波束宽度、增益对隧道中电波覆盖的影响。结果表明,采用类型相同、波束宽度不同的发射天线时,矩形隧道中的电波覆盖规律相似。随着发射天线增益提高,隧道中接收天线的接收功率会相应提高。2.利用受限空间中的路径损耗模型划分了电波覆盖空间间断点,以区分隧道中的近、远场,并提出了利用远场区的中值(50%)功率、90%功率和95%功率来估计间断点后的电波覆盖效果。结果表明,采用相同类型、不同波束宽度的天线时,远场区的中值功率、90%功率和95%功率与天线增益呈线性关系。因此随着发射天线增益的提高,远场区的接收功率呈线性增加,表明必要时可通过提高发射天线的增益改善隧道内的电波覆盖效果。3.设计了一种新型的高增益、窄波束、低副瓣的左右手结构漏波天线。设计时利用了上述隧道中的电波传播规律,并利用泰勒电流分布和切比雪夫阵列理论降低了两侧旁瓣,提高了增益。进一步结合射线追踪法,对所提出天线在矩形隧道中的电波覆盖效果进行了分析,结果表明,所设计天线比现有的八木天线等传统天线有更好的隧道电波覆盖效果。

关键词：隧道环境电波覆盖射线追踪方向图漏波天线

隧道环境下基于深度学习的轻量级安全帽检测方法

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现代电子技术 2023年第14期46卷 147-151页

作者：高方玉解玉文张正刚王道累中国电气装备集团有限公司科技创新部上海200436 北京国网富达科技发展有限责任公司北京100070 上海电力大学能源与机械工程学院上海201306

隧道施工现场人员不按规定佩戴安全帽是事故发生的主要原因之一,使用安全帽检测算法能有效监督作业平台上所有人员安全帽佩戴的情况,及时作出风险预警,降低安全事故发生的可能。然而,工业上常用的安全帽检测算法计算复杂度较高,很难适... 详细信息

隧道施工现场人员不按规定佩戴安全帽是事故发生的主要原因之一,使用安全帽检测算法能有效监督作业平台上所有人员安全帽佩戴的情况,及时作出风险预警,降低安全事故发生的可能。然而,工业上常用的安全帽检测算法计算复杂度较高,很难适用于隧道环境中的嵌入式移动设备,已有轻量级算法又很难在隧道光线差、背景复杂的条件下保持检测精确度。针对上述问题,文中提出一种基于改进YOLO_v3的轻量级安全帽检测算法,构建运算量较低的卷积模块LW_Conv,并以此改造主干网和特征金字塔。实验结果表明,改进算法的FLOPs约为YOLO_v3的10%,平均正确率(AP)比Tiny_YOLOv3高2%。

关键词：安全帽检测轻量化卷积模块LW_Conv 隧道环境改进YOLO_v3算法深度学习目标检测