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基于LSTM-KF模型的高速列车群组追踪运行轨迹预测方法

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 296-310页

作者：张淼何仪娟杨博宇罗正伟卢万里唐涛李开成吕继东中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术中心北京100081 北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心北京100044 柏林洪堡大学计算机科学研究所柏林BE 104894 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044

为进一步缩小列车追踪距离以提高运力,研究了高速列车群组追踪运行轨迹预测问题;考虑长短期记忆网络(LSTM)模型处理序列数据的优势和卡尔曼滤波(KF)模型噪声处理的能力,提出了一种新型列车轨迹预测LSTM-KF模型;使用列车运行的历史数据进... 详细信息

为进一步缩小列车追踪距离以提高运力,研究了高速列车群组追踪运行轨迹预测问题;考虑长短期记忆网络(LSTM)模型处理序列数据的优势和卡尔曼滤波(KF)模型噪声处理的能力,提出了一种新型列车轨迹预测LSTM-KF模型;使用列车运行的历史数据进行LSTM模型训练,生成了列车轨迹预测曲线;KF模型结合预测结果和动力学机理,更正了计算结果,使LSTM模型预测的列车轨迹变得平滑;依托于高铁列控系统仿真测试平台的标准线路数据进行了仿真验证。仿真结果表明:在巡航工况下,30个预测步长后,LSTM-KF、LSTM和循环神经网络(RNN)模型的位置预测误差分别为78、798和911 m,速度相对真实值的预测误差分别为1、22和1 m·s^(-1),LSTM-KF模型的位置均方根误差(RMSE)分别为LSTM和RNN的7%和15%,LSTM-KF模型的速度RMSE分别为LSTM和RNN的14%和30%;在加速工况下,3个模型的位置预测误差均值分别为94、294和2691 m,速度预测误差均值分别为0.09、10.05和2.74 m·s^(-1);在减速工况下,3个模型的位置预测误差均值分别为1181、4135和4079 m,速度预测误差均值分别为1.14、6.01和13.52 m·s^(-1)。可见,LSTM-KF模型在不同运行工况下均能显著提升预测精度,能够有效生成长时域数据序列,为高速列车群组追踪运行提供决策。

关键词：高速列车群组追踪运行车-车通信轨迹预测长短期记忆网络卡尔曼滤波

填土高度对冻融区填石通风路基沉降变形的影响分析

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科技通报 2024年第8期40卷 68-73页

作者：王正伟文良丁延明张明喜黄维蓉张盟田任海生新疆路桥南疆工程建设有限公司新疆喀什844099 重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074 重庆巨能建设(集团)有限公司重庆401120 东南大学智能运输系统研究中心南京211189

本文针对新藏公路高海拔冻融区填石通风路基不均匀沉降病害频发问题,充分考虑该地区气温、太阳辐射、风速以及“阴阳坡”等边界条件,建立热-力耦合有限元数值模型,研究了填土高度分别为0.5、1.5、3.5 m时,填石通风路基的沉降特性。结果... 详细信息

本文针对新藏公路高海拔冻融区填石通风路基不均匀沉降病害频发问题,充分考虑该地区气温、太阳辐射、风速以及“阴阳坡”等边界条件,建立热-力耦合有限元数值模型,研究了填土高度分别为0.5、1.5、3.5 m时,填石通风路基的沉降特性。结果表明:冻融区道路不同位置温度场存在较大差异,阳坡侧温度全年最高,温度远高于其他位置,天然地面与阴坡侧温度较低。提高填石通风路基上侧填土高度能够改善道路前期沉降问题,如3.5 m填土高的路基沉降差仅为0.5 m填土高的1/3倍,对应的横向沉降差仅为1.16 m,但过高的填土由于“阴阳坡”效应易导致路基产生较大的不均匀沉降。

关键词：填土高度填石通风路基数值模拟沉降变形阴阳坡

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辣蓼草对酒药关键微生物与品质的影响研究

食品与发酵工业 2024年

作者：谢铃刘双平刘甜甜刘娅毛健国家黄酒工程技术研究中心粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心(江南大学) 江南大学生物工程学院江南大学(绍兴)产业技术研究院

辣蓼草在中国东南地区分布广泛，普遍应用于中草药、食品、酒药生产等方面。辣蓼草在酒药小曲发酵中起到促进霉菌酵母繁殖的作用。为了全面探究辣蓼草对酒药关键微生物的生长影响，该文首先采用辣蓼草叶和茎从上到下4个不同位置，在基... 详细信息

辣蓼草在中国东南地区分布广泛，普遍应用于中草药、食品、酒药生产等方面。辣蓼草在酒药小曲发酵中起到促进霉菌酵母繁殖的作用。为了全面探究辣蓼草对酒药关键微生物的生长影响，该文首先采用辣蓼草叶和茎从上到下4个不同位置，在基础培养基体系中分别对酒药中选育出的8株关键微生物作为研究对象，结果表明，其添加部位和添加量的变化，对8株微生物生长和功能产生不同程度的作用，辣蓼草最上端叶子AY部分（20～30 cm）促进有益菌生长效果最强。其次，在酒药小曲真实发酵体系中使用实时荧光定量PCR和第三代测序技术进行实验验证，发现在两种研究体系中戊糖片球菌和小孢根霉的表现出差异性。研究得出，以液体添加量为基准，1.5%（质量分数）辣蓼草（AY）含量下，酒药中总细菌和总真菌生物量达到最大化，使得关键微生物的生长传代更加稳定，同时降低杂菌相对丰度，在糖化力、液化力和发酵力方面对比未添加辣蓼草的酒药分别提高了214.6%、36.3%和22.0%。该研究为辣蓼草在酒药生产中的应用提供更全面的理解。

关键词：辣蓼草酒药微生物群落结构三代测序技术

压差式多节串联管道机器人越障时动力学演化规律及减振分析

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机械工程学报 2024年第8期60卷 348-359页

作者：张行富宽陈铭浩李睿石新娜中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)高端油气装备智能设计与制造研究中心北京102249 国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司廊坊065099

压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建... 详细信息

压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建立串联管道机器人多体动力学模型和Adams与Matlab/Simulink双向流固耦合联合仿真求解模型,研究受管内环焊缝激励时不同舱体节数下多节串联式管道机器人的动力学响应情况、振动叠加情况和动力演化规律;建立管道内检测机器人振动综合评价指标,结合仿真数据和神经网络算法建立管道内检测机器人的结构优化模型并采用遗传算法进行参数寻优。研究结果表明:多节舱体压差式管道机器人受管内环焊缝激励时,每节舱体的轴向振动趋势类似,轴向加速度极值变化不大,且每节舱体过环焊缝时存在振动传递情况。优化后的管道机器人结构参数将轴向、垂向、俯仰加速度极值分别降低74.7%,38.1%,37.27%。

关键词：管道机器人流固耦合动力学响应减振优化多体动力学模型

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基于多智能体策略梯度的售电商购电报价及售电定价联合策略优化

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电力建设 2024年

作者：徐弘升钱涛王珂谢章天胡秦然综合交通运输理论交通运输行业重点实验室(南京现代综合交通实验室)中华人民共和国交通运输部河海大学电气与动力工程学院东南大学电气工程学院

在双侧竞价的电力现货市场中，售电商的主要业务是通过优化购售电策略以获得最大利润。针对售电商的购电报价及售电定价联合策略优化问题，首先建立了马尔可夫决策过程，其次，在此基础上提出了一种可以用于连续动作空间的改进型反事实... 详细信息

在双侧竞价的电力现货市场中，售电商的主要业务是通过优化购售电策略以获得最大利润。针对售电商的购电报价及售电定价联合策略优化问题，首先建立了马尔可夫决策过程，其次，在此基础上提出了一种可以用于连续动作空间的改进型反事实基线多智能体策略梯度算法（modified COMA-SAC，mCOMA-SAC）并对联合策略优化问题进行了求解。算例结果验证了mCOMA-SAC算法在学习性能、计算性能和优化性能上的优点，大量的模拟仿真证明了所提算法可以有效地优化售电商购电报价和售电定价联合决策。此外，进一步对比分析了价格影响者（price-maker）售电商和价格接收者（price-taker）售电商在报价和定价联合决策上的差异，以及不同程度的线路阻塞对价格影响者售电商决策的影响。

关键词：电力市场售电商报价策略定价策略联合策略优化多智能体强化学习

面向供需协同的城际通道高速列车开行方案优化研究

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铁道运输与经济 2024年第5期46卷 1-11页

作者：刘帆鲁工圆姜克锦西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学运营安全保障铁路行业工程研究中心四川成都610031 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四川成都610031

探讨城际通道短距离多线路列车优化问题,建立城际通道高速列车开行方案优化模型,提升列车运输效益和服务水平。针对城际通道线路特点,以多线路、多列车类型为基础构造列车流路径网络;分析旅客出行费用偏差,将客票费用偏差和旅行时间费... 详细信息

探讨城际通道短距离多线路列车优化问题,建立城际通道高速列车开行方案优化模型,提升列车运输效益和服务水平。针对城际通道线路特点,以多线路、多列车类型为基础构造列车流路径网络;分析旅客出行费用偏差,将客票费用偏差和旅行时间费用偏差相结合考虑,通过引入旅客对不同因素的容忍度参数,提出旅客出行需求与运输供给的协同偏差,进而建立供需协同的城际通道列车开行方案优化模型。以模拟退火算法为基础,设计模型求解算法。最后通过算例进行仿真验证,结果表明,利用该方法得到的开行方案,能在满足旅客需求条件下,在列车运输效率、运营收益和服务质量方面得到一定程度的提高,从而为高速铁路列车开行方案优化提供新思路。

关键词：高速铁路列车开行方案供需协同城际通道模拟退火算法

现代交通运输行业转型背景下交通新技术教育教学资源设计和建设路径

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横风下基于滚动GAPSO算法的列车速度曲线优化

东南大学学报(哲学社会科学版) 2024年第S1期 23-25页

作者：涂然陈峻杨敏许映红东南大学交通学院东南大学道路交通工程国家级实验教学示范中心

以国家重大战略和行业需求为导向，梳理综合交通一体化、智能网联、车路协同、基础设施智能管养和长效服役等交通新技术内涵；面向目标导向OBE培养和全过程教学，从培养方案、课程教学、实践研讨、讲座拓展等四个方面融入交通新技术建... 详细信息

以国家重大战略和行业需求为导向，梳理综合交通一体化、智能网联、车路协同、基础设施智能管养和长效服役等交通新技术内涵；面向目标导向OBE培养和全过程教学，从培养方案、课程教学、实践研讨、讲座拓展等四个方面融入交通新技术建设教育教学资源；汇聚交通新技术科研与工程应用前沿成果，联合交通运输类优势高校和领军企业建设教育教学资源共享平台，有力支撑新时代交通运输类创新人才培养，为新技术赋能下新工科建设提供参考与借鉴。

关键词：交通运输类行业转型新技术教学资源建设

来源：评论

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铁道标准设计 2024年第3期68卷 21-28页

作者：申一非祁文哲李德仓陈晓强兰州交通大学机电技术研究所兰州730070 兰州交通大学机电工程学院兰州730070 甘肃省物流与运输装备行业技术中心兰州730070 甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心兰州730070

针对普通环境下高速列车目标速度曲线优化算法不适用于横风环境的问题,提出一种横风环境下基于滚动GAPSO(遗传粒子群)算法的列车速度曲线优化方法。首先,考虑横风风速阻力作用改进列车动力学模型,并建立列车运行多目标优化模型;其次,基... 详细信息

针对普通环境下高速列车目标速度曲线优化算法不适用于横风环境的问题,提出一种横风环境下基于滚动GAPSO(遗传粒子群)算法的列车速度曲线优化方法。首先,考虑横风风速阻力作用改进列车动力学模型,并建立列车运行多目标优化模型;其次,基于GAPSO算法寻优巡航构建列车在起始阶段的最优目标速度曲线,引入滚动优化框架实时调整目标速度曲线,并在横风限速区按照改进快行策略运行;最后,在列车进站前采用GAPSO算法寻优惰行点生成目标速度曲线。仿真实验结果表明:GAPSO算法较GA算法和PSO算法具有搜索能力强、收敛速度快的优点;滚动GAPSO算法能在不同横风环境下实时生成优化后的目标速度曲线,并与改进快行策略和RH-PSO算法相比,具有较优的节能性和准时性。横风下基于滚动GAPSO算法的列车目标速度曲线优化可为横风环境下列车节能、准时运行提供一种可行的解决方案。

关键词：智能交通目标速度曲线优化方案滚动GAPSO算法横风环境

锁铆连接的铝合金蜂窝板组合结构的连接性能研究

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钢结构（中英文） 2024年第6期39卷 1-6页

作者：袁良健郑腾腾赵才其顾业江苏省铁路集团有限公司南京210012 东南大学土木工程学院南京210096 江苏省智能与绿色铁路工程研究中心南京210012

为研究锁铆连接的铝合金蜂窝板板-杆组合结构的力学性能,对3组锁铆连接的铝合金蜂窝板-杆组合结构进行静力试验分析,探讨蜂窝板、锁铆连接间距等对组合结构受力特性和变形性能的影响。试验表明:铝合金蜂窝板参与网壳结构共同工作后,充... 详细信息

为研究锁铆连接的铝合金蜂窝板板-杆组合结构的力学性能,对3组锁铆连接的铝合金蜂窝板-杆组合结构进行静力试验分析,探讨蜂窝板、锁铆连接间距等对组合结构受力特性和变形性能的影响。试验表明:铝合金蜂窝板参与网壳结构共同工作后,充分发挥了蜂窝板及铝合金杆件轻质高强的优势,使组合结构的力学性能和变形性能显著提升。铝合金蜂窝板与铝合金杆件之间的有效连接是发挥铝合金蜂窝板及杆件性能的关键,无板组合结构的最终破坏形态为铝合金杆件连接节点处的脆性破坏,而铝合金蜂窝板-杆组合结构的最终破坏形态为在保证锁铆连接件的连接性能时,铝合金杆件断裂后结构仍然能继续承载的延性破坏。同时,不同的连接方式对组合结构有较大影响,相较于传统的抽芯铆钉连接,板-杆采用锁铆连接能有效提高组合结构的整体性,且在结构破坏时不发生锁铆节点破坏,板件仅产生局部屈曲,具有良好的连接性能。此外,锁铆连接间距对铝合金蜂窝板-杆组合结构的承载力和变形性能有较大的影响,在相同连接直径、连接工艺以及相同蜂窝板厚情况下,连接间距越小,组合结构承载力越大。

关键词：锁铆连接蜂窝板组合结构连接性能试验研究

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