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高铁接触网系统可靠性评估与维修计划决策

铁道工程学报 2024年第1期41卷 81-87,98页

作者：池瑞郝芃斐陈进屈志坚池学鑫华东交通大学南昌330013

研究目的:针对高速铁路接触网系统四种维修方式,本文以接触网系统可靠性最高和维修费用最低为目标,建立基于维修方式组合的预防维修系统多目标优化模型,提出一种改进多目标粒子群优化算法对该模型进行求解。首先采用PWLMC混沌映射生成... 详细信息

研究目的:针对高速铁路接触网系统四种维修方式,本文以接触网系统可靠性最高和维修费用最低为目标,建立基于维修方式组合的预防维修系统多目标优化模型,提出一种改进多目标粒子群优化算法对该模型进行求解。首先采用PWLMC混沌映射生成初始化种群,增强种群多样性,然后采取非线性递减的惯性权重调整策略,提高算法寻优精度和收敛速度。在种群进化过程中,对每一代粒子使用归一化越界处理方法,防止算法陷入早熟。研究结论:(1)提出的改进多目标粒子群优化算法与现有算法相比,Pareto最优解前端的分布范围更广且种群多样性及获得的最优解精度均有提高;(2)在维修次数取13的情况下,改进算法获得的维修方案及该方案下各部件的动态可靠性能均达到较理想效果;(3)改进多目标粒子群优化算法可在满足实际安全运行的要求下得到最优决策方案,有效减低接触网系统维修费用的同时提高其可靠性,为高速铁路接触网系统可靠性评估与维修计划决策提供有效方法。

关键词：接触网系统电气化铁路改进的多目标粒子群优化算法维修费用可靠度归一化

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静风荷载下大跨斜拉桥上无缝线路受力与变形

振动与冲击 2024年第3期43卷 7-13页

作者：张鹏飞温月李兆泉华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013

大跨度斜拉桥在自然风场中易因自身柔度特性发生位移变形。为研究静风荷载作用下大跨斜拉桥上CRTS(China Railway Track System)双块式无砟轨道无缝线路桥梁及轨道结构在空间三向的力学性能分布规律,参照某一四线预应力混凝土斜拉桥工... 详细信息

大跨度斜拉桥在自然风场中易因自身柔度特性发生位移变形。为研究静风荷载作用下大跨斜拉桥上CRTS(China Railway Track System)双块式无砟轨道无缝线路桥梁及轨道结构在空间三向的力学性能分布规律,参照某一四线预应力混凝土斜拉桥工程实例,基于有限元法建立了大跨斜拉桥上无缝线路精细化空间耦合模型,分析了横桥向静风荷载作用下桥梁体系及桥上轨道结构的力学性能。分析结果表明:桥梁及桥上轨道结构三向(应)力最大值基本分布在斜拉桥跨中及边墩附近;各结构三向(应)力中,底座板、桥梁结构纵向应力峰值最大,约为横向应力峰值的8倍,约为竖向应力峰值的7倍、15倍,轨道板结构表现为横向应力峰值最大,且与其余两向应力峰值之间差距较小;各结构三向位移中,横向、竖向位移均在跨中及附近达到最大值,纵向位移在斜拉桥边墩附近达到最大值,其中,横向位移峰值是其余两向位移峰值的20余倍;桥梁两侧构件竖向、纵向位移方向相反,即桥梁表现为静风作用下的倾覆、弯曲倾向。研究成果可为风环境中大跨斜拉桥上线路设计、维护检修以及健康监测提供理论依据。

关键词：高速铁路大跨斜拉桥静风荷载桥上轨道结构

基于分子动力学的聚氨酯改性沥青自愈合行为研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第2期48卷 353-358页

作者：夏广林刘云河海大学道路与铁道工程研究所南京210098

文中采用分子动力学方法建立了基质沥青和PU改性沥青自愈合模型.通过密度、能量、温度,以及Z轴浓度曲线研究了PU改性沥青的自愈合行为.通过扩散系数、自由体积分数和氢键分析了PU对沥青自愈合的影响.结果表明:PU改性沥青的自愈合行为分... 详细信息

文中采用分子动力学方法建立了基质沥青和PU改性沥青自愈合模型.通过密度、能量、温度,以及Z轴浓度曲线研究了PU改性沥青的自愈合行为.通过扩散系数、自由体积分数和氢键分析了PU对沥青自愈合的影响.结果表明:PU改性沥青的自愈合行为分为:能量获取、流动扩散、自愈合,以及分子平衡四个阶段.当温度相同时,PU对沥青的自愈合有促进作用.PU与沥青分子间氢键的形成,使愈合结束的模型强度更高.

关键词：自愈合聚氨酯改性沥青分子动力学扩散能力数值模拟

基于卷积神经网络和高光谱成像技术的多宝鱼新鲜度鉴别

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 367-371页

作者：章海亮周孝文刘雪梅罗微詹白勺潘璠华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 华东交通大学对外联络处江西南昌330013

鱼类产品新鲜度鉴别一直是重要的研究课题,相较于目前常规鱼类品质检测方法存在的成本高、检测时间长等问题,高光谱成像技术(HSI)因其无损、快速等优势得到了学者的广泛研究。卷积神经网络是深度学习中应用较为广泛的模型,表达能力强,... 详细信息

鱼类产品新鲜度鉴别一直是重要的研究课题,相较于目前常规鱼类品质检测方法存在的成本高、检测时间长等问题,高光谱成像技术(HSI)因其无损、快速等优势得到了学者的广泛研究。卷积神经网络是深度学习中应用较为广泛的模型,表达能力强,模型效率高。因此,使用卷积神经网络(CNN)结合高光谱成像技术建立多宝鱼新鲜度鉴别模型。采集160个多宝鱼样本感兴趣区域(ROI)光谱,并根据样本不同冻融次数和冷冻时间分为5类新鲜度。以VGG11网络为基础,针对光谱数据特点对网络结构进行调整,减少全连接层数量,降低模型的复杂度,分别对比不同卷积核个数、激活函数对分类性能造成的影响,确定最佳CNN网络结构。由于高光谱数据量大同时存在的冗余信息较多,分别采用无信息变量消除算法(UVE)和随机青蛙算法(RF)对高光谱数据进行波长筛选,将波长筛选后的高光谱数据分别输入卷积神经网络(CNN)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)、K最近邻算法(KNN)建立模型。采用无信息变量消除(UVE)提取的165个特征波长建立的UVE-CNN模型鉴别效果最佳,分类模型在测试集上的精度达到了100%。结果表明,利用卷积神经网络与高光谱成像技术相结合可实现对多宝鱼新鲜度的有效鉴别,该研究为多宝鱼新鲜度无损、准确鉴别提供新思路。

关键词：卷积神经网络多宝鱼高光谱深度学习

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聚丙烯纤维增强橡胶砂固结不排水剪切试验

建筑材料学报 2024年第5期27卷 471-478页

作者：张季汪顺敏庄海洋陈佳蓝锦明华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210037

鉴于橡胶砂作为回填材料时承载力低和变形量大的问题,采用加入聚丙烯纤维(PPF)的方法提高橡胶砂的力学性能,提出了聚丙烯纤维增强橡胶砂的半干拌式制备方法,通过48组聚丙烯纤维增强橡胶砂、普通橡胶砂和纯砂试样的固结不排水剪切试验,... 详细信息

鉴于橡胶砂作为回填材料时承载力低和变形量大的问题,采用加入聚丙烯纤维(PPF)的方法提高橡胶砂的力学性能,提出了聚丙烯纤维增强橡胶砂的半干拌式制备方法,通过48组聚丙烯纤维增强橡胶砂、普通橡胶砂和纯砂试样的固结不排水剪切试验,探究了聚丙烯纤维掺量和橡胶掺量等参数对聚丙烯纤维增强橡胶砂主要力学变形特征参数的影响.结果表明:聚丙烯纤维对橡胶砂弹性模量的影响较小;聚丙烯纤维增强橡胶砂具有先剪缩后剪胀破坏的特征,其偏应力与轴向应变关系为应变硬化型;聚丙烯纤维可有效提高橡胶砂的内摩擦角和黏聚力;聚丙烯纤维增强橡胶砂破坏偏应力的提升效果十分显著,最高可提高3倍.

关键词：橡胶砂聚丙烯纤维固结不排水剪切试验破坏模式抗剪强度

不同险态情景下共驾型智能车辆接管行为特征分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 683-691页

作者：严利鑫冯进培郭军华龚毅轲华东交通大学交通运输工程学院南昌330013

为提高驾驶人在不同险态交通情景下接管智能车辆的安全性,在模拟驾驶平台上分别研究了高速公路、山区道路和城市道路3类典型险态环境下驾驶人接管行为的特征和差异性。试验采集并分析了16名驾驶人在3类典型险态环境下的驾驶行为数据。... 详细信息

为提高驾驶人在不同险态交通情景下接管智能车辆的安全性,在模拟驾驶平台上分别研究了高速公路、山区道路和城市道路3类典型险态环境下驾驶人接管行为的特征和差异性。试验采集并分析了16名驾驶人在3类典型险态环境下的驾驶行为数据。结果表明:①驾驶人在接管车辆时采取的应急操作包括制动、转向、同时转向制动3种,各行为占比分别为71.4%、16.7%和11.9%。②不同险态交通情景下驾驶人接管反应时间无显著差异(P>0.05);在高速-城市险态情景下车辆最大纵向减速度存在显著差异(P=0.002交通情景下应采用不同的接管措施以提升接管的安全性和有效性。本文研究结果可为不同险态环境下的智能车辆接管系统研发提供参考。

关键词：交通运输系统工程智能车辆接管行为险态场景警报方式

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基于PLS-DA和LS-SVM的可见/短波近红外光谱鉴定港种四九、十月红和九月鲜菜心种子的可行性研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1718-1723页

作者：章海亮聂训廖少敏詹白勺罗微刘书玲刘雪梅谢潮勇华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 江西省科学技术信息研究所江西南昌330046

目前市面上菜心的品种复杂,不同菜心种子的品质与发芽率不同,但菜心种子单从外观上差别不大,因此区分菜心种子的类别成为了一大难题。为了实现菜心种子类别的快速区分,探究了基于可见/短波近红外光谱分析菜心种子类别的可行性。从南昌... 详细信息

目前市面上菜心的品种复杂,不同菜心种子的品质与发芽率不同,但菜心种子单从外观上差别不大,因此区分菜心种子的类别成为了一大难题。为了实现菜心种子类别的快速区分,探究了基于可见/短波近红外光谱分析菜心种子类别的可行性。从南昌市种子交易场所购买了港种四九、十月红和九月鲜三个品种的菜心种子,从中挑选出品相较好且大小适中的子粒,将每种菜心种子均匀分为30份,按照2∶1划分为建模集和预测集,所有样本共计90份。通过近红外光谱仪获取采样间隔为1 nm的菜心种子的光谱反射率,波长覆盖范围325~1075 nm,将原始光谱数据采用多元散射校正(MSC)、卷积平滑(S-G)和标准正态变换(SNV)三种预处理方法进行预处理,预处理后的光谱变量建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,确定了SNV是最佳预处理方法。采用主成分分析(PCA)对菜心种子进行了聚类分析,从前三个主成分因子(PCs)得分图可知三种菜心种子存在光谱特征差异。将原始光谱变量、前三个PCs(累计贡献97.15%)和基于随机蛙跳(RF)算法挑选的13个特征波长作为偏最小二乘判别(PLS-DA)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型的输入变量,从模型结果可知:三种输入变量中,采用RF筛选特征波长作为模型输入变量时,模型预测效果最好,PCs建立的模型最差,相比于PCA分析,采用RF筛选出的特征波长更能够反映原始光谱信息。比较不同模型预测效果,LS-SVM模型比PLS-DA模型得到的预测精度更好,其中RF-LS-SVM模型是所有模型中最佳的预测模型,建模集和预测集均为100%。采用可见/短波近红外光谱研究菜心种子的类别可行,并且能够获得很好地预测效果,为菜心种子的快速区分提供了理论依据。

关键词：菜心种子主成分分析随机青蛙偏最小二乘判别最小二乘支持向量机

不对称三单元十三电平逆变器拓扑及其调制策略

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高电压技术 2024年第3期50卷 1205-1213页

作者：胡文华余书琨熊志磊郭嘉敏丁文斌刘智雄华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013

相比于对称型级联H桥多电平逆变器,混合级联H桥多电平逆变器可以使用较少H桥单元得到更高质量的输出电压,但传统混合级联多电平逆变器工作时单元间会出现电流倒灌的现象。针对上述问题,对电压比为1:3结构的Ⅲ型逆变器进行了改进,提出了... 详细信息

相比于对称型级联H桥多电平逆变器,混合级联H桥多电平逆变器可以使用较少H桥单元得到更高质量的输出电压,但传统混合级联多电平逆变器工作时单元间会出现电流倒灌的现象。针对上述问题,对电压比为1:3结构的Ⅲ型逆变器进行了改进,提出了一类电压比为3:2:1结构的不对称三单元十三电平逆变器。并针对该逆变器提出了一种融合阶梯波与脉宽调制波优点的混合调制策略,对该调制策略下所得的部分脉冲进行逻辑运算并分配,解决了传统Ⅲ型逆变器所存在的电流倒灌问题,提高了输出电压的电能质量。该混合调制策略下高中压单元工作在较低频率,低压单元工作在较高频率,以保证逆变器的输出电压质量。最后通过仿真和实验共同验证了所提逆变器拓扑结构以及该混合调制策略的正确性和可行性。

关键词：多电平逆变器拓扑优化混合调制逻辑运算电流倒灌

变刚度地基上隔震结构群桩基础动力响应试验研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 208-218页

作者：于旭单志承庄海洋陈国兴南京工程学院建筑工程学院南京211167 南京工业大学岩土工程研究所南京210009 华东交通大学土木建筑学院南昌330013

通过控制输入地震动持时压缩比和强度的方法,提出了变刚度地基上桩基基础隔震结构振动台模型试验方法,并结合已完成的不同地基上桩基基础隔震结构系列振动台模型试验,分析了地基刚度变化对隔震结构群桩基础动力学特性的影响规律。结果表... 详细信息

通过控制输入地震动持时压缩比和强度的方法,提出了变刚度地基上桩基基础隔震结构振动台模型试验方法,并结合已完成的不同地基上桩基基础隔震结构系列振动台模型试验,分析了地基刚度变化对隔震结构群桩基础动力学特性的影响规律。结果表明,结构-土体相对刚度比和输入地震动强度显著影响隔震结构群桩基础弯矩反应,强震下结构-土体相对刚度比越大,隔震结构群桩基础中间桩体上部弯矩反应幅值增大越显著,而中间桩体下部弯矩幅值较小。当输入加速度峰值和结构-土体相对刚度比R大于一定限值时,群桩基础震陷显著增加,群桩基础承台转动反应强烈,同时群桩基础桩顶水平位移在主震后出现明显的单边累积水平位移,说明强震作用下地基刚度变化过程中隔震结构群桩基础上部更易出现地震破坏,而群桩基础震陷与基础承台强烈转动反应的共同作用可能是导致隔震结构群桩基础上部弯矩骤增的主因。

关键词：变刚度地基群桩基础基础隔震结构振动台试验地震反应