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基于改进DINO的铁路接触网异物检测方法

中国铁道科学 2024年第4期45卷 158-167页

作者：史天运侯博李国华代明睿中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

针对铁路接触网异物类别多样、场景多变的开放目标检测问题,提出基于改进DINO目标检测算法的铁路接触网异物检测方法。首先,基于铁路接触网异物图像特征,利用EfficientNet网络替换原始模型中的Resnet主干网络,并结合卷积注意力模块(Conv... 详细信息

针对铁路接触网异物类别多样、场景多变的开放目标检测问题,提出基于改进DINO目标检测算法的铁路接触网异物检测方法。首先,基于铁路接触网异物图像特征,利用EfficientNet网络替换原始模型中的Resnet主干网络,并结合卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)对EfficientNet网络进行改进,在颈部结构采用改进后的加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN),以增强模型对重要特征的关注度,提升检测性能;其次,通过马赛克数据增强和环境干扰等多种数据增强技术对输入图片数据进行处理,丰富样本数据的特征;最后,利用铁路人工智能平台实现铁路接触网异物检测的应用。结果表明:所提方法在性能方面表现优异,其平均精度均值可达89.87%,与YOLOv5,DETR和原始DINO这3种典型的目标检测算法相比,分别提高了6.40%,7.31%和5.75%。该方法能够满足行车线路上接触网异物的准确、快速及智能化识别要求,为接触网异物检测提供重要的技术支撑。

关键词：铁路接触网异物识别目标检测人工智能平台卷积注意力模块

基于硅材料MOS量子点单自旋量子比特的研究与实现

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稀有金属 2024年第1期48卷 118-137页

作者：顾杰殷华湘吴振华张青竹中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心北京100029 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100088 中国科学院大学北京100029 中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京100049

量子计算作为未来计算技术发展的一个重要方向,在一些特定领域具有现代计算机无可比拟的强大优势。基于硅材料的金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)量子点自旋量子比特由于拥有较长的相干时间以及与现代集成电路工艺兼容... 详细信息

量子计算作为未来计算技术发展的一个重要方向,在一些特定领域具有现代计算机无可比拟的强大优势。基于硅材料的金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)量子点自旋量子比特由于拥有较长的相干时间以及与现代集成电路工艺兼容等优势,在近些年来获得了广泛研究,并取得了较大发展,成为了实现通用量子计算重要的候选方案之一。总结了硅MOS量子点单自旋量子比特实现方案,介绍了硅量子点量子计算的研究背景及意义,叙述目前硅MOS量子点单自旋量子比的研究进展,介绍了MOS量子点器件结构、量子点电荷输运理论、量子比特的读出、量子比特的操作、退相干的影响因素与抑制方法以及扩展与集成等方面的内容,最后讨论了硅MOS量子点自旋量子比特在实现通用量子计算方面面临的挑战与未来发展趋势。

关键词：硅量子点量子比特量子计算自旋

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高速铁路列车运行图一体化自动编制方法研究

铁道学报 2024年第2期46卷 12-21页

作者：安迪武晋飞张宇墨中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 中国铁路经济规划研究院有限公司科技管理部北京100038

高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制... 详细信息

高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制方法。为进一步提高高速铁路运行图编制效率,在借鉴人工编图经验的基础上,提出基于车底交路方案、列车结构方案及调整策略的高速铁路列车运行图一体化自动编制流程,同时生成列车时刻表、车底交路方案、车站股道运用方案。针对不易处理的列车运行图结构优化问题,设计微观站场进路占用策略与运行图优化编制模型,并以京沪高速铁路为例进行验证,用时48 h重新铺画运行图,各项指标与真实运行图相近,大幅减少了现有运行图编制模式对人力物力的消耗,为高速铁路列车运行图编制提供一种自动化的理论与技术支撑。

关键词：车底交路方案列车结构方案一体化优化模型

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属性多路异构网络的哈希表示方法

计算机工程与应用 2024年

作者：苏惠敏李倩郭红钰刘玉龙中国电子科技集团有限公司第十五研究所

异构网络在诸多领域中得到广泛应用和研究，然而，现有的网络表示方法在处理异构网络时常常遇到挑战。其中之一是未充分利用节点属性信息，导致表示结果缺乏表征力。另一个挑战是网络结构的复杂性，使得现有表示方法往往无法捕捉到网络... 详细信息

异构网络在诸多领域中得到广泛应用和研究，然而，现有的网络表示方法在处理异构网络时常常遇到挑战。其中之一是未充分利用节点属性信息，导致表示结果缺乏表征力。另一个挑战是网络结构的复杂性，使得现有表示方法往往无法捕捉到网络的重要特征，从而影响了下游任务的效果。属性多路异构网络的哈希表示方法旨在解决上述问题。该方法通过将节点的属性特征和网络结构信息整合到节点表示中，采用深度哈希层来学习节点的紧凑表示，从而获得网络的哈希表示。与传统的表示方法相比，该方法能够更好地保留节点的重要属性特征，并且通过哈希技术将节点表示压缩为固定长度的二进制编码，提高了表示的效率和可扩展性。充分的实验结果表明，属性多路异构网络的哈希表示方法能够在保持表示质量的同时大幅降低表示的维度，从而为后续的下游任务提供了更加高效的网络表示。

关键词：网络表示异构网络深度哈希属性多路异构网络

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氢终端金刚石薄膜生长及其表面结构

物理学报 2024年第8期73卷 323-328页

作者：马孟宇蔚翠何泽召郭建超刘庆彬冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 河北半导体研究所固态微波器件与电路全国重点实验室石家庄050051

氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚... 详细信息

氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚石薄膜成为一种可行方案,但该方案仍存在薄膜质量表征困难,表面粗糙度较大等问题.本文采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)技术,在含氮CVD金刚石衬底上外延一层亚微米级厚度金刚石薄膜,并研究分析了不同甲烷浓度对金刚石薄膜生长以及导电性能的影响.测试结果显示:金刚石薄膜生长厚度为230—810 nm,且外延层氮浓度含量低于1×10^(16) atom/cm^(3),不同的甲烷浓度生长时,金刚石外延层表面出现了三种生长模式,这主要与金刚石的生长和刻蚀作用相关.经过短时间生长后的金刚石薄膜表面为氢终端(2×1:H)结构,而氧、氮元素在其中的占比极低,这使得生长后的金刚石薄膜具有P型导电特性.霍尔测试结果显示,甲烷浓度为4%条件下生长的氢终端金刚石薄膜导电性最好,其方块电阻为4981Ω/square,空穴迁移率为207 cm^(2)/(V·s),有效地提升了氢终端金刚石电特性,为推进大功率金刚石器件发展应用起到支撑作用.

关键词：氢终端金刚石甲烷浓度生长模式电性能

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化学气相沉积陶瓷薄膜高温摩擦磨损性能研究

表面技术 2024年第15期53卷 68-76页

作者：王旋殷宇张立业代野周富彭冬白懿心丁星星董玲抒花泽荟戴明辉丛大龙中国兵器装备集团西南技术工程研究所重庆401329 渤海造船厂集团有限公司辽宁葫芦岛125004

目的对比研究不同陶瓷薄膜的耐高温磨损性能。方法采用化学气相沉积工艺制备了TiN/TiCN、TiN/Al_(2)O_(3)、TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)3种陶瓷薄膜。通过划痕测试、显微硬度测试、高温摩擦磨损试验等测试方法,分别表征并评价3种陶瓷薄膜的附... 详细信息

目的对比研究不同陶瓷薄膜的耐高温磨损性能。方法采用化学气相沉积工艺制备了TiN/TiCN、TiN/Al_(2)O_(3)、TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)3种陶瓷薄膜。通过划痕测试、显微硬度测试、高温摩擦磨损试验等测试方法,分别表征并评价3种陶瓷薄膜的附着力、硬度、耐600℃高温磨损性能,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。结果化学气相沉积制备的3种陶瓷薄膜结构致密,无孔隙、裂纹等缺陷,且与基材结合界面良好,其中,TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)多层薄膜与基体结合力最佳,为68.53 N,但其表层Al_(2)O_(3)薄膜与中间层TiCN薄膜结合强度较弱。600℃高温摩擦磨损结果表明,TiN/Al_(2)O_(3)薄膜具有最高的高温摩擦因数,平均为0.51,但其耐高温磨损性能最佳,体积磨损率为0.58×10^(‒5)mm^(3)/(N·m);而TiN/TiCN薄膜具有最低的高温摩擦因数,平均为0.37,但其耐高温磨损性能最差,体积磨损率为4.23×10^(‒5) mm^(3)/(N·m)。结论3种陶瓷薄膜高温摩擦磨损的主要损伤形式各异,TiN/TiCN薄膜的主要磨损机制为黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损,TiN/Al_(2)O_(3)薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损,TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)多层薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。TiN/Al_(2)O_(3)薄膜的耐高温磨损性能最佳是由于其硬度较高,且化学性质稳定,主要磨损形式为磨粒磨损,较难被磨损去除。而TiN/TiCN薄膜耐高温磨损性能最差是由于TiCN薄膜硬度较低,在高温摩擦作用下,会发生氧化磨损、黏着磨损、疲劳磨损等多种损伤形式。

关键词：化学气相沉积陶瓷薄膜高温摩擦磨损结合力耐磨性磨损机制

微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

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金属学报 2024年第2期60卷 211-219页

作者：张楠张海武王淼辉中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与... 详细信息

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明:M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100~300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80~500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3(Σ3_(c))和非共格Σ3(Σ3_(ic))晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)和Σ3_(ic)晶界数量百分比分别约为43%和57%,而纵向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)晶界数量百分比提高至约70%。Σ3_(c)孪晶界的增加使得总晶界能降低,是导致M-SLM制备316L不锈钢纵向拉伸强度普遍低于横向拉伸强度的原因。

关键词：微米级选区激光熔化 316L不锈钢拉伸性能 Σ3晶界孪晶

大数据时代行业档案数据管理研究——以铁路档案数据为例

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档案学研究 2024年第3期 129-134页

作者：俞佳江若飞中国国家铁路集团有限公司档案史志中心北京100844 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

大数据时代给铁路档案数据管理带来了新的挑战和机遇。本研究围绕大数据背景下的铁路档案数据管理,深入分析了铁路档案数据管理的现状,探讨了铁路档案管理在数字化转型、数据安全、数据治理等方面面临的问题和挑战,重点提出了通过建立... 详细信息

大数据时代给铁路档案数据管理带来了新的挑战和机遇。本研究围绕大数据背景下的铁路档案数据管理,深入分析了铁路档案数据管理的现状,探讨了铁路档案管理在数字化转型、数据安全、数据治理等方面面临的问题和挑战,重点提出了通过建立数据中心平台收集边缘数据的创新策略,以提升档案数据质量。该策略不仅优化了数据管理流程,增强了数据的可访问性和可用性,也确保了信息的完整性和准确性。此外,本研究还讨论了大数据技术在铁路档案管理中的应用现状及其对铁路档案管理转型的影响,提出了提高铁路档案数据质量的方法和策略。本研究旨在为提升铁路档案管理效率和效果、推动铁路行业的数字化转型和智能化升级提供有力支撑,促进铁路行业的高质量发展。

关键词：大数据铁路档案数据数据治理

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基于用户画像的铁路客运票价浮动平衡点研究

铁道运输与经济 2024年

作者：刘彦麟周姗琪颜颖吕晓艳中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所中国国家铁路集团有限公司客运部

为了提升高速铁路运营品质，满足旅客不同出行需求，研究铁路票价浮动前后收益的平衡点，建立基于旅客出行需求细分下的列车票价浮动前后的票款收益模型。通过深入剖析铁路用户的行为数据和交易数据，深入挖掘旅客群体特征，细分旅客出... 详细信息

为了提升高速铁路运营品质，满足旅客不同出行需求，研究铁路票价浮动前后收益的平衡点，建立基于旅客出行需求细分下的列车票价浮动前后的票款收益模型。通过深入剖析铁路用户的行为数据和交易数据，深入挖掘旅客群体特征，细分旅客出行需求，形成旅客精准用户画像数据。构建列车票价浮动前后的票款收益模型，研究票价浮动后的浮动平衡点，计算票价浮动平衡点对应的票价浮动折扣率，此折扣率为铁路盈利的最低线。以2023年12月1日北京—西安票价浮动列车为例进行实证分析，验证模型的可行性与有效性，研究结果可以为我国铁路客运票价浮动策略的制定提供理论支撑，为票价浮动策略的优化调整提供参考。

关键词：用户画像票价浮动平衡点需求细分旅客支出率