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高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计

强激光与粒子束 2024年第7期36卷 29-34页

作者：苏奕宇李相强魏溢宏张健穹王庆峰西南交通大学物理科学与技术学院成都610031

为了满足典型应用场景对高功率异频功率合成器提出的输入输出同向及结构紧凑的需求,提出并设计了一种工作在9.3 GHz和9.7 GHz频率的高功率小型化波导E面异频功率合成器。基于滤波器结构异频功率合成器的原理,通过采用过模矩形波导E面合... 详细信息

为了满足典型应用场景对高功率异频功率合成器提出的输入输出同向及结构紧凑的需求,提出并设计了一种工作在9.3 GHz和9.7 GHz频率的高功率小型化波导E面异频功率合成器。基于滤波器结构异频功率合成器的原理,通过采用过模矩形波导E面合成的形式,使两个波导滤波器相互平行,两个输入端口相互平齐,以满足特定应用场景的需求。同时,通过减小合成环节的矩形波导尺寸对合成过程中产生的高次模进行抑制,并按照半个波导波长的整数倍减小波导滤波器模片间距,在保证具有高功率容量的前提下缩短了滤波器长度。设计的异频功率合成器整体长度为9.2λ,宽度为1.5λ,高度为2.8λ(λ为9.5 GHz所对应的自由空间波长)。仿真结果表明,该合成器在9.3 GHz和9.7 GHz频率下的回波损耗均大于20 dB,合成效率大于98%,输入端口之间的隔离度大于20 dB,在80 MV/m微波脉冲击穿阈值下,功率容量为310 MW。

关键词：异频功率合成器矩形波导E面合成波导滤波器高功率容量小型化

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非马尔科夫环境中Werner态的量子非局域关联检验研究

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物理学报 2024年第16期73卷 7-15页

作者：蒋世民贾欣燕樊代和西南交通大学物理科学与技术学院成都610031

以量子信息领域中常使用的Werner态为研究对象,详细地研究了其在两种非马尔科夫相位阻尼环境,即Random-Telegraph(RT)噪声环境、Ornstein-Uhlenbeck(OU)噪声环境,以及非马尔科夫振幅阻尼(AD)环境中演化后的量子非局域关联检验情况.分别... 详细信息

以量子信息领域中常使用的Werner态为研究对象,详细地研究了其在两种非马尔科夫相位阻尼环境,即Random-Telegraph(RT)噪声环境、Ornstein-Uhlenbeck(OU)噪声环境,以及非马尔科夫振幅阻尼(AD)环境中演化后的量子非局域关联检验情况.分别推导了Werner态在RT,OU以及AD环境中密度矩阵随时间的演化结果.基于Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式,对演化后的量子态进行了详细的量子非局域关联检验研究.结果表明,Werner态在RT噪声环境和AD环境中存在信息回流现象,导致其量子非局域关联特性存在周期性振荡变化的现象,即随演化时间的增加,量子态能够从不具备量子非局域关联特性重新回到具有量子非局域关联特性的情况.而在OU噪声环境中,由于不存在信息回流现象,量子非局域关联检验值将随演化时间的增加而降低.同时,本文还详细给出了Werner的保真度、量子态与非马尔科夫环境的耦合强度、OU噪声环境和AD环境的线宽、RT环境噪声的翻转率等参数与成功进行量子非局域关联检验的演化时间之间的关系.

关键词：量子非局域关联 Werner态非马尔科夫环境 CHSH不等式相位阻尼振幅阻尼

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列车活塞风对寒区铁路隧道温度场的影响

铁道工程学报 2024年第1期41卷 53-59,75页

作者：陶伟明卢春房何川郑波吴剑西南交通大学成都610031 中铁西南科学研究院有限公司成都611731

研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分... 详细信息

研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分析列车活塞风对隧道洞内温度场的影响机制,研究列车活塞风对寒区特长铁路隧道洞内温度场的影响规律,为寒区隧道抗防冻设计提供技术支撑。研究结论:(1)冬季列车通过隧道后,活塞风会引起洞内温度场在短时间内显著变化,列车活塞风对洞内温度场持续影响时间较短,列车通过后,洞内温度场会逐渐恢复,特别是当列车频次较小时,基本可恢复到自然通风条件下状态;(2)行车频次导致洞内纵向负温长度增大或减小率均在1%左右;随着围岩温度的增大,隧道洞内纵向负温长度显著降低,且围岩温度越高,活塞风作用方向对洞内温度场影响越小;(3)考虑活塞风对寒区隧道防寒抗冻影响时,应重点考虑其对两侧水沟抗防冻的影响;由于局部衬砌会出现交替冻融现象,隧道结构设计时,应对衬砌耐久性做一定的考虑;(4)本研究成果可供寒区特长铁路隧道建设参考,特别是单向自然风条件下铁路隧道抗防冻设计。

关键词：铁路隧道列车活塞风自然风纵向温度场防冻设计

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车路协同下交叉口前无人车群体车道选择研究

西南交通大学学报 2024年

作者：杨达冯婷薇钟家月郑斌杨果西南交通大学交通运输与物流学院

在信号交叉口前，车辆的转向和换道操作频繁，进而容易引发冲突，降低通行效率。本研究在车路协同环境下，通过构建一个基于深度强化学习（Deep Q-network， DQN）的车辆群体控制模型，旨在优化车辆的车道选择，以减少冲突，提升交叉口... 详细信息

在信号交叉口前，车辆的转向和换道操作频繁，进而容易引发冲突，降低通行效率。本研究在车路协同环境下，通过构建一个基于深度强化学习（Deep Q-network， DQN）的车辆群体控制模型，旨在优化车辆的车道选择，以减少冲突，提升交叉口的通行效率。首先，利用传感和网联设备等获取周围车辆及交叉口信号灯实时状态信息，并基于共享DQN模型进行车道选择，根据该结果计算下一时刻位置、速度和转向角；然后，以效率及安全性指标建立奖励函数对车道选择决策进行评价，将状态信息、决策信息及奖励评价信息整合形成经验，存入同一经验池用于共享DQN模型参数迭代更新；最后，使用SUMO与Python联合仿真搭建不同交通流量环境对训练后的模型进行验证。实验表明，相对于SUMO中的车道选择模型，基于共享DQN模型的信号交叉口前车辆群体车道选择模型在低、中、高流量测试场景中获得的平均速度均有提高，交叉口前排队长度分别减少了9.6%、22.5%、24.8%。该模型可以有效减少信号交叉口的排队长度、提高信号交叉口前的路段平均速度、提高车辆从上游到达交叉口的效率，为未来车路协同的应用提供理论借鉴和技术支持。

关键词：车路协同车道选择模型强化学习信号交叉口智能控制

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基于图像实例分割的机器人箱体拆垛方法

计算机工程与应用 2024年第10期60卷 209-216页

作者：邹汶材刘宝临西南交通大学计算机与人工智能学院成都610000 西南交通大学信息科学与技术学院成都610000

为了解决工业箱体包裹拆垛任务中传统特征提取方法依赖于箱体形状,难适用于规格多变、混箱垛型的问题,提出一种基于图像实例分割的机器人拆垛方法。为获得准确箱体拣选中心,首先利用Mask R-CNN进行实例分割获得箱体掩膜和分类信息,并在... 详细信息

为了解决工业箱体包裹拆垛任务中传统特征提取方法依赖于箱体形状,难适用于规格多变、混箱垛型的问题,提出一种基于图像实例分割的机器人拆垛方法。为获得准确箱体拣选中心,首先利用Mask R-CNN进行实例分割获得箱体掩膜和分类信息,并在特征提取后添加空间变换网络(spatial transformation network,STN)模块,优化对旋转目标的识别;然后求解掩膜最小外接矩形并后处理获得待拣选箱体像素中心和水平旋转角度,并结合一种拆垛策略进行先行后列排序以确定拣选顺序;最后利用标定方法完成箱体定位,并对规格多变、混箱垛型进行分割和机器人拆垛实验,结果表明,待拆箱体像素中心平均像素距离约4个像素点,空间定位平均误差约1 cm,定位精度满足工业拆垛实际需求。

关键词：实例分割 Mask R-CNN 分类标定工业拆垛

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城市轨道交通乘务计划优化编制研究综述

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：户佐安周姝张宇昂西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室西南交通大学交通运输与物流学院

乘务计划是城市轨道交通运营计划的重要组成部分，其优化编制方法已成为交通运输领域的研究热点。为推动城市轨道交通乘务计划优化编制的研究进程，本文对国内外相关文献进行了全面梳理。针对数学模型，系统总结了基于“集合关系”和基... 详细信息

乘务计划是城市轨道交通运营计划的重要组成部分，其优化编制方法已成为交通运输领域的研究热点。为推动城市轨道交通乘务计划优化编制的研究进程，本文对国内外相关文献进行了全面梳理。针对数学模型，系统总结了基于“集合关系”和基于“网络构建”这两类典型的建模方法；针对求解算法，分为传统整数规划算法、基于列生成的数学规划方法、图与网络相关算法和智能启发式算法进行了详细评述。最后，针对现存不足和挑战，提出该领域未来的研究方向。

关键词：城市轨道交通乘务计划数学模型优化算法

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基于模糊机会约束规划的列车编组计划优化

西南交通大学学报 2024年

作者：薛锋王妗程代兵项兴琰西南交通大学交通运输与物流学院西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室

为提高铁路网的利用能力和运输效率，寻求列车编组计划优化的有效方法。在车流径路未知的情况下，统一考虑车辆集结与改编时间的随机性，采用模糊机会约束规划方法，将集结时间成本与改编时间成本限制在一定的波动区间，构建不确定性的... 详细信息

为提高铁路网的利用能力和运输效率，寻求列车编组计划优化的有效方法。在车流径路未知的情况下，统一考虑车辆集结与改编时间的随机性，采用模糊机会约束规划方法，将集结时间成本与改编时间成本限制在一定的波动区间，构建不确定性的0-1整数规划模型；以货车集结时间成本、货车改编时间成本、货车运输成本最小为目标函数，利用三角模糊数对时间的不确定性进行处理，引入车辆集结与改编时间的波动性约束，采用粒子群算法进行寻优，得到列车编组方案，并构造算例进行验证。研究结果表明，货车在车站总的停留时间为3914车小时，占货物运输总成本的54%，比铁路网货车在站平均停留时间降低了13%左右，求得的编组计划相对铁路网实际情况得到了较好的优化。

关键词：铁路运输列车编组计划模糊机会约束规划集结时间改编时间粒子群优化算法

基于可解释物理引导空间注意力改进的跨工艺参数立铣刀磨损辨识

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机械工程学报 2024年第12期60卷 147-157页

作者：赖旭伟丁昆张楷黄锋飞郑庆李致萱丁国富西南交通大学机械工程学院成都610031 西南交通大学轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室成都610031

深度学习的可解释性不足已成为制约其工业应用的重要问题。刀具磨损状态智能评估方法有着较高的速度、自动化和智能化程度,然而其端到端的模式及提取的特征难以被理解。尤其在跨工艺参数时,其可解释性差、可靠性不足。为此提出一种基于... 详细信息

深度学习的可解释性不足已成为制约其工业应用的重要问题。刀具磨损状态智能评估方法有着较高的速度、自动化和智能化程度,然而其端到端的模式及提取的特征难以被理解。尤其在跨工艺参数时,其可解释性差、可靠性不足。为此提出一种基于可解释物理引导空间注意力机制改进的跨工艺参数立铣刀磨损辨识方法,首先根据信号的周期不连续特性构建了一种物理引导的空间注意力模块,实现了在跨工艺参数(进给速度、切深)下关键信号片段的自适应捕捉;其次结合最大均值差异及方差约束对特征进行约束,缩小了不同工艺参数下磨损特征的分布差异,同时提升了同类磨损特征的聚集程度。通过实际的刀具切削试验验证,所提方法有效提升了跨工艺参数下的辨识精度;空间注意力权重分布的可视化分析结果表明,所提方法提取出的特征具有明显的物理可解释性。所提方法可为刀具磨损监测的深度辨识模型进行可解释性优化提供参考。

关键词：可解释深度学习刀具磨损空间注意力物理特性

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考虑材料温变特性的三维轮轨接触热分析

西南交通大学学报 2024年第2期59卷 239-246,306页

作者：王平张洪吉孙耀亮安博洋何庆西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木学院四川成都610031

为研究材料温变特性对轮轨接触行为和摩擦温升的影响,提出了一种考虑材料温变特性的三维轮轨热力耦合模型,能够考虑纵、横向蠕滑率和自旋的影响,更为真实地模拟轮轨系统的服役状态.首先,研究了热力耦合建模方式对轮轨界面摩擦温升及接... 详细信息

为研究材料温变特性对轮轨接触行为和摩擦温升的影响,提出了一种考虑材料温变特性的三维轮轨热力耦合模型,能够考虑纵、横向蠕滑率和自旋的影响,更为真实地模拟轮轨系统的服役状态.首先,研究了热力耦合建模方式对轮轨界面摩擦温升及接触应力的影响;随后,将该模型应用于地铁小半径曲线处车辆-轨道相互作用模拟.结果表明:当轮轨界面温度达到450℃时,轮轨接触应力显著降低,降幅可达20%;考虑热力耦合建模后,轮轨界面的预测温升明显低于不考虑热力耦合建模时的结果,在蠕滑率为0.16时,两者的差异可达51%;地铁车辆在小半径曲线线路上运行时轮轨摩擦温升因过大的蠕滑率与自旋会急剧增大到750℃,应考虑轮轨热力耦合建模以避免过高估计轮轨摩擦温升以及轮轨接触应力.

关键词：摩擦温升轮轨接触热力耦合车辆-轨道耦合动力学轮轨损伤