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基于SDA-SSD的轨道交通异物检测

铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1667-1676页

作者：蒋伟梁奕肖睿徐秋然王志伟曲伟强上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 上海锐明轨交设备有限公司上海200000

随着城市轨道交通规模的日益扩大,异物侵限已成为城市轨道交通安全的重大隐患,基于人工智能方法开展城市轨道交通异物检测成为研究热点。相对于传统视觉相机,激光雷达具有光照不敏感、测距精度高、可远距离探测等优点,更适用于城市轨道... 详细信息

随着城市轨道交通规模的日益扩大,异物侵限已成为城市轨道交通安全的重大隐患,基于人工智能方法开展城市轨道交通异物检测成为研究热点。相对于传统视觉相机,激光雷达具有光照不敏感、测距精度高、可远距离探测等优点,更适用于城市轨道交通场景下的安全监控和检测。面对海量的稀疏点云数据,现有基于激光雷达的目标检测方法会因三维结构信息损失产生漏检、误检问题。针对以上不足,提出一种基于结构密度感知的单阶段目标检测方法(Structure Density Aware Single-Stage Object Detector,SDA-SSD)。设计体素特征聚合模块提取三维结构信息,通过三重特征融合模块将点云特征和三维结构信息融合,改善因提取高层语义而导致空间特征质量下降的问题,提升目标的检测能力。设计体素密度值用于度量样本的稀疏程度,基于体素密度值校正分类置信度,改善目标定位和分类精度不一致的问题。实验结果表明:所提算法在KITTI数据集汽车类别的平均检测精度为88.21%,检测速度为21 FPS,相较于基准网络SECOND,平均检测精度提高了2.36个百分点,检测速度提高了13%,具有较高的识别率和实时性。在城市轨道交通实际场景对所提算法进行了验证,算法在复杂场景下具有良好的检测效果,能准确识别到列车前方目标障碍物,具备较高的有效性和可行性。研究成果为城市轨道交通安全营运和人民生命财产安全提供了保障。

关键词：智能交通激光雷达三维目标检测深度学习稀疏卷积

物理模拟与数据驱动混合的Z型立柱片剪切刚度认知预测方法

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机械工程学报 2024年第2期60卷 50-61页

作者：吕志军褚铭周亚勤肖雷李宏亮东华大学机械工程学院上海201620 上海精星仓储设备工程有限公司上海201611

高层工业货架的货载量通常远大于结构自重,立柱片剪切刚度对货架整体的侧向稳定性至关重要。由于结构尺寸及连接方式的多样性,目前建立较为通用的立柱片剪切刚度计算模型还比较困难。以常见的Z型立柱片为例,提出了物理模拟与数据驱动混... 详细信息

高层工业货架的货载量通常远大于结构自重,立柱片剪切刚度对货架整体的侧向稳定性至关重要。由于结构尺寸及连接方式的多样性,目前建立较为通用的立柱片剪切刚度计算模型还比较困难。以常见的Z型立柱片为例,提出了物理模拟与数据驱动混合的剪切刚度认知预测方法,以期提高工业货架抗侧倾设计的科学决策能力。首先,建立了基于力学性能试验的立柱片剪切刚度有限元仿真模型,并获取了不同立柱片结构的剪切刚度分析数据集;其次,采用XGBOOST算法建立了立柱片剪切刚度智能化预测模型;相比于卷积神经网络和长短期记忆网络,其预测效率较高且更接近于有限元数值计算,便于立柱片剪切性能的快速评估。以此为基础,选取SHAP(Shapley additive explanation,SHAP)值可视化分析方法对立柱片预测模型计算结果进行理解与认知。重要性分数显示,改善立柱片剪切性能的关键在于斜横撑结构的设计;而立柱片跨距对剪切性能影响相对有限,可以根据需要灵活配置。另外SHAP摘要图和依赖图显示,分离型斜横撑配置模式下增大结构件规格尺寸可以明显提高立柱片的剪切刚度值。

关键词：数据驱动剪切刚度 XGBOOST 认知预测立柱片

均匀来流下吊舱推进器伴流场及激振力特性研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 85-92页

作者：余翔赖元庆李国平高波张宁倪丹江苏大学能源与动力工程学院镇江212000 杭州杭发发电设备有限公司杭州311251 上海船舶设备研究所上海200031

为了探究均匀来流下吊舱推进器的伴流场分布情况和吊舱推进器的激振力特性,本文基于延迟分离涡模型(DDES)对不同进速系数下的吊舱推进器进行均匀来流下的非定常敞水数值模拟,获得了不同工况下的伴流场分布情况和螺旋桨推力、扭矩及吊舱... 详细信息

为了探究均匀来流下吊舱推进器的伴流场分布情况和吊舱推进器的激振力特性,本文基于延迟分离涡模型(DDES)对不同进速系数下的吊舱推进器进行均匀来流下的非定常敞水数值模拟,获得了不同工况下的伴流场分布情况和螺旋桨推力、扭矩及吊舱表面压力脉动特性。研究表明:吊舱诱导伴流场在桨盘面存在不均匀性,对比不同半径处伴流分数的谐调分量,发现一阶谐调分量幅值最高;螺旋桨上激振力分布与伴流场分布存在相关性,螺旋桨上的单个叶片受激振力影响较大,且表面力特征频率主要为叶频;吊柱表面左、右侧的压力脉动呈现非对称性,螺旋桨诱导涡对其表面压力脉动产生的影响不容忽视。

关键词：吊舱推进器均匀来流伴流场激振力

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建筑暖通设计中的节能策略探究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第8期 0132-0135页

作者：李以建上海共宁机电工程设备有限公司上海200335

在面临全球气候变化和能源资源紧缺的背景下,建筑节能成为全球关注的焦点之一,本文系统地探讨了建筑暖通设计中的节能策略,如一体化设计与系统协同、节能设备选用、智能控制与管理、建筑外围结构设计、传热与传质机理优化等等。通过综... 详细信息

在面临全球气候变化和能源资源紧缺的背景下,建筑节能成为全球关注的焦点之一,本文系统地探讨了建筑暖通设计中的节能策略,如一体化设计与系统协同、节能设备选用、智能控制与管理、建筑外围结构设计、传热与传质机理优化等等。通过综合优化、设备选用和智能控制等手段的实施,建筑能耗得以有效降低,能源利用效率得到提高。

关键词：建筑暖通暖通设计节能策略

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盾构机管片拼装微调机构动力学分析

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 953-961页

作者：王道智闵锐袁向华李万莉邱志伟王秋平同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海城建隧道装备有限公司上海200137

为了研究拼管作业时盾构机管片拼装微调机构驱动油缸的推力,分析了微调机构在偏转和俯仰运动下的动力学特性。首先,对简化的管片拼装微调机构平台角度与驱动油缸行程的关系进行研究,并利用Matlab Simscape模块对机构进行建模仿真,得到... 详细信息

为了研究拼管作业时盾构机管片拼装微调机构驱动油缸的推力,分析了微调机构在偏转和俯仰运动下的动力学特性。首先,对简化的管片拼装微调机构平台角度与驱动油缸行程的关系进行研究,并利用Matlab Simscape模块对机构进行建模仿真,得到指定运动轨迹下2个驱动油缸的驱动力;接着,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)对机构进行动力学仿真,验证所搭建模型的正确性;最后,利用ADAMS对机构进行带载工况下的动力学仿真,得到2个油缸的最大推力。结果表明,管片拼装微调机构在以幅值为0.035 rad、角频率为1 rad·s-1的正弦函数进行俯仰和偏转运动时2个油缸的最大推力分别为8998.47 N和6390.48 N。

关键词：盾构机管片拼装机并联机构动力学模型

双护盾TBM主推进系统组成及憋压现象针对措施

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机电信息 2024年第13期 73-77页

作者：许丽娟罗宾斯(上海)地下工程设备有限公司上海201111

双护盾TBM作为一种高效的隧道掘进设备,既可用于硬岩又可用于软岩,适应性非常广泛,能安全地穿过断层破碎地带。其主推进系统作为核心部件,结合了先进的机械、液压、电气和控制技术,对TBM的掘进速度、稳定性和安全性起到至关重要的作用... 详细信息

双护盾TBM作为一种高效的隧道掘进设备,既可用于硬岩又可用于软岩,适应性非常广泛,能安全地穿过断层破碎地带。其主推进系统作为核心部件,结合了先进的机械、液压、电气和控制技术,对TBM的掘进速度、稳定性和安全性起到至关重要的作用。现以用于尼泊尔引水工程中的双护盾TBM为研究对象,阐述了主推进系统的组成及工作原理。对该设备在调试阶段产生的憋压现象进行了分析,并提出针对措施,最终圆满解决问题,希望能给类似TBM主推进系统的优化改进提供参考。

关键词：双护盾TBM 主推进系统稳定运行憋压液控单向阀电磁通断阀

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X19CrMoVNbN11-1叶片钢的晶粒长大行为

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金属热处理 2024年第1期49卷 108-112页

作者：宋明强王贺宋晶晶刘松锋上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂上海200240

通过对3组X19CrMoVNbN11-1叶片钢进行不同的热处理,研究加热温度、保温时间、升温速率和原始状态对奥氏体晶粒长大的影响规律。结果表明,X19CrMoVNbN11-1钢奥氏体晶粒长大规律的显著差异主要受原始组织状态的影响,各热处理参数对晶粒长... 详细信息

通过对3组X19CrMoVNbN11-1叶片钢进行不同的热处理,研究加热温度、保温时间、升温速率和原始状态对奥氏体晶粒长大的影响规律。结果表明,X19CrMoVNbN11-1钢奥氏体晶粒长大规律的显著差异主要受原始组织状态的影响,各热处理参数对晶粒长大的影响排序为:加热温度>升温速率>加热时间;500℃/h速率升温至1050℃保温3 h后空冷正火预处理,可有效改善X19CrMoVNbN11-1钢后续调质处理后的晶粒度等级及均匀性,使1100℃保温3 h调质处理后的晶粒度控制在5~6级水平。在试验条件下,该钢在1100℃保温时,适当的升温速率(500℃/h)和保温时间(3 h)可获得较好的晶粒细化效果。

关键词：耐热钢叶片钢晶粒长大正火预处理

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基于表达式树的顺序柔性车间调度问题求解

计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2036-2043页

作者：胡瑞淇程辉张执南上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由... 详细信息

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由0和1组成,描述形式简洁且任意形式均表示可行解。在不同规模及柔性指标的测试案例上进行实验,以平均解和标准差作为指标评价了模型的有效性。通过与无顺序柔性模型、随机顺序模型和柔性工序段模型对比,验证了表达式树模型的优化性能。

关键词：柔性车间调度工序顺序柔性表达式树遗传算法

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基于机器视觉的人防门智能打磨系统

科学技术与工程 2024年第20期24卷 8550-8557页

作者：赵唯上海地空防护设备有限公司上海201602

针对人工识别易出错、清理效率低、打磨环境恶劣等难题,基于机器视觉原理结合双机械臂研制一种人防门智能打磨系统,其中视觉系统主要由1台视觉控制器VC3300和2台500万像素相机构成。通过视觉系统识别工件的顶点坐标,建立待打磨坐标系与... 详细信息

针对人工识别易出错、清理效率低、打磨环境恶劣等难题,基于机器视觉原理结合双机械臂研制一种人防门智能打磨系统,其中视觉系统主要由1台视觉控制器VC3300和2台500万像素相机构成。通过视觉系统识别工件的顶点坐标,建立待打磨坐标系与顶点坐标系的映射关系,解决塞焊孔位置及埋弧焊位置难以有效识别、数据难以高效协同、高精度打磨难以实现的难题。实验结果表明:此视觉系统能够有效保证较高的定位准确率和精度,整体工序相较于人工提速33.3%,打磨后焊点的平均高度0.115 mm,满足实际工业生产需求,具有较好的实用价值。

关键词：机器视觉智能打磨力控制双机械臂