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高速列车牵引传动系统故障测试与验证仿真平台研究

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自动化学报 2019年第12期45卷 2218-2232页

作者：杨超彭涛阳春华陈志文桂卫华中南大学自动化学院长沙410083 轨道交通节能控制与安全监测湖南省重点实验室长沙410083

牵引传动系统作为高速列车能量传递与转换的核心部分,是保障高铁安全稳定运行的关键系统之一.故障测试与验证平台是确保实时故障诊断技术在高速列车上有效应用的重要手段和途径.围绕高速列车牵引传动系统故障测试与验证平台中面临的挑... 详细信息

牵引传动系统作为高速列车能量传递与转换的核心部分,是保障高铁安全稳定运行的关键系统之一.故障测试与验证平台是确保实时故障诊断技术在高速列车上有效应用的重要手段和途径.围绕高速列车牵引传动系统故障测试与验证平台中面临的挑战性问题和关键技术,本文从故障注入、仿真可信度评估、算法性能评估和仿真平台实现等方法和技术方面进行分析,并针对上述难题概述了一些解决方案,提出并构建了一种集高速列车实时仿真、故障运行行为逼真模拟以及随机故障测试和故障诊断算法评估于一体的牵引传动系统故障测试与验证实时仿真平台.最后,总结展望了高速列车安全监测验证平台未来研究方向.

关键词：故障测试验证平台故障注入测试评估高速列车牵引传动系统

顾及InSAR形变的CNN滑坡易发性动态评估——以刘家峡水库区域为例

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岩石力学与工程学报 2023年第2期42卷 450-465页

作者：高秉海何毅张立峰姚圣杨旺陈毅何旭赵占骜陈鹤升兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 兰州交通大学、地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 兰州交通大学、甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室广东深圳518034

已有的滑坡易发性评估方法所采用的滑坡因子多为静态数据(如地形,地质),缺乏动态数据(如地表形变),无法充分挖掘正在变形的滑坡特征,导致滑坡易发性评估可靠性较差。合成孔径雷达干涉测量(synthetic aperture radar interferometry,InS... 详细信息

已有的滑坡易发性评估方法所采用的滑坡因子多为静态数据(如地形,地质),缺乏动态数据(如地表形变),无法充分挖掘正在变形的滑坡特征,导致滑坡易发性评估可靠性较差。合成孔径雷达干涉测量(synthetic aperture radar interferometry,InSAR)二维InSAR数据可反映滑坡在垂直和水平方向的形变特征。引入二维InSAR形变数据作为动态因子,结合地形、地质、水文以及人文共计16种滑坡影响因子,构建卷积神经网络模型(convolutional neural network,CNN)进行滑坡易发性动态评估;采用多种评价指标来衡量模型精度,同时对比有无顾及二维InSAR因子的滑坡易发性评估结果,并与支持向量机(support vector machines,SVM)方法进行对比,此外,在不同场景进行应用。实验结果表明,顾及InSAR形变动态因子的多种评价指标整体精度有所提高,模型对正处于缓慢变形的滑坡易发性区域的识别具有良好的效果,在训练数据中,识别率由0.78提高至0.93;在验证数据中,识别率提升0.21,揭示出顾及二维InSAR形变因子可以提升滑坡易发性动态评估准确度。构建的CNN模型相比SVM方法评估结果更加可靠,在不同场景下更具有普适性和泛化能力。刘家峡水库区域高易发性主要分布于杨塔乡东北部山区、红泉镇以及三塬镇等区域,应加强实时监测。提出的顾及二维InSAR形变因子CNN滑坡易发性动态评估模型可为滑坡灾害预防提供新思路。

关键词：边坡工程滑坡易发性评估二维时序InSAR 深度学习 CNN

联合InSAR与PCA的北京平原地面沉降时空分析

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光谱学与光谱分析 2022年第7期42卷 2315-2324页

作者：何旭何毅张立峰陈毅蒲虹宇陈宝山兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070

20世纪70年代以来,由于地下水超采、可压缩层厚度不均等引起的不均匀地面沉降已逐渐发展成为北京平原最严重的地质灾害之一。目前,北京平原最新时段的地面沉降时空分析的研究报道较少。根据主动微波获取的39景Sentinel-1A光谱影像,使用S... 详细信息

20世纪70年代以来,由于地下水超采、可压缩层厚度不均等引起的不均匀地面沉降已逐渐发展成为北京平原最严重的地质灾害之一。目前,北京平原最新时段的地面沉降时空分析的研究报道较少。根据主动微波获取的39景Sentinel-1A光谱影像,使用SBAS-InSAR技术,获取了北京平原2017年5月—2020年5月的地面形变数据;利用主成分分析法对北京平原的地面沉降时空特征进行了分析。在SBAS-InSAR技术处理中设置时间基线120天、空间基线的阈值设置为最大临界基线的45%,生成154个干涉对;对所有干涉对进行配准、干涉,对干涉后的结果进行去平、使用Goldstein算法进行滤波、生成相干系数图并使用最小费用流算法进行相位解缠,筛选73个优质的干涉对进行轨道精炼与重去平,以估算和去除残余相位;通过时间高通滤波、空间低通滤波去除大气相位;最后采用最小二乘法和奇异值分解获取北京平原2017年5月—2020年5月的地面形变数据。在监测时间段内平均沉降速率最大为114.9 mm·yr^(-1),最大累积沉降量为345.9 mm·yr^(-1),均位于朝阳金盏。2019年平原中部沉降速率超过50 mm·yr^(-1)的范围相比2018年有所减小;海淀区、昌平区、大兴区沉降速率超过50 mm·yr^(-1)的影响范围在逐渐增加。利用主成分分析法对北京平原地面沉降进行分析,得出其前三个主成分解释了99.11%的数据特征。第一主成分解释了96.48%的特征,反映了因地下水长期开采引起地面的长期沉降且不可恢复的过程,但南水进京对地下水的补给减缓了平原中部地区的沉降速率;第二主成分解释了2.11%的特征,突出了以年际为周期的沉降过程,该特征与可压缩层厚度和土地利用类型等因素有关;第三主成分解释了数据集0.52%的特征,强调了由降雨调控的季节性弹性形变。研究结果在北京平原地面沉降综合治理方面具有一定的科学价值。

关键词：北京平原 SBAS-InSAR 地面沉降主成分分析南水进京

Paillier加密的矢量地理数据非对称指纹方案

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地球信息科学学报 2024年第11期26卷 2439-2451页

作者：汪磊张黎明谭涛刘帅康张明旺兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省测绘科学与技术重点实验室兰州730070

现有的矢量地理数据数字指纹算法大多为对称数字指纹,发行商和用户都拥有含指纹的数据,当发现非法复制品时,难以确定泄露的责任人,存在发行商诬陷合法用户以及非法用户逃避指控的可能。为此,提出了一种基于同态加密的矢量地理数据非对... 详细信息

现有的矢量地理数据数字指纹算法大多为对称数字指纹,发行商和用户都拥有含指纹的数据,当发现非法复制品时,难以确定泄露的责任人,存在发行商诬陷合法用户以及非法用户逃避指控的可能。为此,提出了一种基于同态加密的矢量地理数据非对称指纹协议。首先,用户使用公钥加密自己的指纹,并将加密后的指纹传递给发行商;然后,发行商选取部分矢量地理数据并使用公钥加密,应用Paillier加同态特性在加密后数据中嵌入加密后的用户指纹,并在未加密的数据中嵌入发行商的指纹;最后,将嵌入双方指纹的密文数据发送给用户,用户使用私钥解密后即可获得含双方指纹的明文数据。利用同态加密嵌入指纹,发行商无法获取用户指纹,但能够检测出数据中是否含有用户指纹信息。这不仅能帮助发行商对分发的数据进行侵权追踪,还能有效防止发行商诬陷合法用户。实验表明,嵌入指纹后的矢量数据与原数据间的差值均小于0.001 m,数据加密效率均值为0.535 MB/s,解密效率均值为0.756 MB/s,并且经过多种攻击之后,提取出的指纹序列与原指纹序列间的汉明距离均为0。此外,在仲裁过程中,第三方无需交易双方的指纹信息,有效防止第三方与交易双方中的一方进行串通,损害另一方的权益。

关键词：非对称指纹 Paillier 矢量地理数据版权保护侵权追踪非对称加密鲁棒性同态

2018～2022年北京市施工裸地扬尘排放估算

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中国环境科学 2023年第S1期43卷 62-69页

作者：邱昀李金香张立坤李令军鹿海峰姜磊北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室

在原有利用遥感影像获取施工裸地活动水平的基础上,提出了利用遥感数据获取裸地管控率参数的遥感解译方法,建立了基于遥感数据的施工裸地扬尘排放估算方法,并应用于2018～2022年北京市施工裸地扬尘污染排放估算中,分析了施工扬尘排放变... 详细信息

在原有利用遥感影像获取施工裸地活动水平的基础上,提出了利用遥感数据获取裸地管控率参数的遥感解译方法,建立了基于遥感数据的施工裸地扬尘排放估算方法,并应用于2018～2022年北京市施工裸地扬尘污染排放估算中,分析了施工扬尘排放变化原因以及影响因素的时空分布特征.结果显示,2018～2022年北京市施工裸地扬尘排放呈下降趋势,由37000t下降至27000t左右.其中2019～2020年施工裸地扬尘排放下降最多,下降了30%.每年春季为施工裸地扬尘排放高值时段,排放水平明显高于其他月份.施工裸地TSP排放季度均值呈现春季>冬季>夏季>秋季的特征.2018年施工裸地扬尘排放处于高位,主要是由于施工裸地面积较大,裸地管控政策刚起步,全市裸地管控率处于较低水平.2018年施工裸地主要以拆迁平整阶段裸地为主,主要分布在东南和部分西南部城乡结合部地区,源于“疏解整治促提升”专项行动以及棚户区改造和环境整治工作的开展.其次来自于建设类裸地,如通州城市副中心建设区域、延庆世博园建设区域和大兴机场建设区域.2018年7月至2022年6月北京市施工裸地扬尘排放整体呈下降趋势主要有3个重原因:一是停工期间的建设工程加强了对裸露土方的覆盖.二是对由于疏解整治形成的拆迁裸地开展了生态绿化.三是施工工地面积大幅减少.主要为大型工程逐步建设完工,加之受疫情影响,2020年以后施工工地整体体量增长幅度不大.2018年7月～2022年6月期间施用管控措施后减排效率成逐月增长趋势,减排率在12%～17%之间波动增长.施用管控措施对施工扬尘管控具有一定的效果,因此在空气质量重点管控时期,可利用遥感手段实现对扬尘源的精准管控,加强对施工裸地管控措施落实情况的排查.

关键词：施工裸地高分辨率遥感影像裸地管控率扬尘排放精准管控

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同方期刊数据库

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北京市某典型污水处理厂氨气排放研究

中国环境监测 2017年第6期33卷 63-68页

作者：梁云平林安国邬晓东马秋月北京市环境保护监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048

在污水处理厂的格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池采集气样,同时采集相应点位水样,分析各点位氨气排放特征及其与污水指标间相关性。在格栅间、污泥脱水间收集氨气浓度分析密闭车间氨气排放量,结果表明:水气界面格栅间氨气排放浓度... 详细信息

在污水处理厂的格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池采集气样,同时采集相应点位水样,分析各点位氨气排放特征及其与污水指标间相关性。在格栅间、污泥脱水间收集氨气浓度分析密闭车间氨气排放量,结果表明:水气界面格栅间氨气排放浓度最高,随着处理工艺的进行,氨气排放浓度呈下降趋势;氨气排放浓度与污水中氨氮浓度及总氮浓度有较好的线性关系;沉砂池及初沉池氨气挥发速率远高于曝气池和二沉池;各工艺段氨气排放量差异较大,污水厂污水氨气排放量为922 mg/m^3,初沉池对污水厂氨气贡献率最高,为78.8%。

关键词：污水处理厂氨气浓度挥发速率排放量

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固定污染源废气中磷酸雾测定方法研究

中国环境监测 2020年第1期36卷 115-119页

作者：杨懂艳刘保献沈秀娥胡月琪丁萌萌张嘉骅郑海涛北京市环境保护监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室

目前,对固定污染源废气中磷酸雾的检测并无统一的方法,相关含磷污染物的控制指标主要是磷化氢、单质磷以及五氧化二磷。在调研国内外分析方法及相关文献的基础上,通过对几种典型含磷污染源的实样测试,提出了固定污染源废气中磷酸雾的检... 详细信息

目前,对固定污染源废气中磷酸雾的检测并无统一的方法,相关含磷污染物的控制指标主要是磷化氢、单质磷以及五氧化二磷。在调研国内外分析方法及相关文献的基础上,通过对几种典型含磷污染源的实样测试,提出了固定污染源废气中磷酸雾的检测方法。结果表明,使用石英滤筒捕集固定污染源废气中的磷酸雾,采样效率可达98%以上。捕集到的总磷酸雾不仅包含磷酸,还包含磷酸盐以及含磷氧化物等,是一项综合指标。该指标能够反映含磷污染物的排放特征,可为未来此类污染物的排放控制提供依据。

关键词：固定污染源磷酸雾样品采集排放控制测定方法

机器视觉在轨道交通系统状态检测中的应用综述

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控制与决策 2021年第2期36卷 257-282页

作者：魏秀琨所达魏德华武晓梦江思阳杨子明北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

城市轨道交通系统主要由弓/网系统、轨道线路、车辆、车站等组成,传统的人工巡检等方法检测效率低、劳动强度大、自动化和智能化程度不高,给城市轨道交通的运营保障和进一步健康发展带来了巨大的挑战.机器视觉作为一种重要的检测手段,... 详细信息

城市轨道交通系统主要由弓/网系统、轨道线路、车辆、车站等组成,传统的人工巡检等方法检测效率低、劳动强度大、自动化和智能化程度不高,给城市轨道交通的运营保障和进一步健康发展带来了巨大的挑战.机器视觉作为一种重要的检测手段,在城市轨道交通系统状态检测领域得到了广泛的应用.鉴于此,针对机器视觉在城市轨道交通系统安全状态检测中的研究和应用进行综述.首先,简要介绍城市轨道交通的基本概念和快速发展所面临的挑战与机遇.然后,详细介绍机器视觉技术在城市轨道交通各子系统安全状态检测中的研究与应用情况;针对弓/网系统状态检测问题,分别重点介绍机器视觉在受电弓磨耗检测、受电弓包络线等其他病害检测、接触网几何参数检测、接触网磨耗检测以及接触网悬挂病害检测中的国内外研究现状;在轨道线路安全状态检测方面,分别介绍机器视觉在扣件安全状态检测和钢轨表面病害检测中的应用与研究现状;从不同检测项点角度详细介绍机器视觉在车辆状态检测中的应用与研究进展;梳理和总结机器视觉在车站电扶梯安全监控和站台安全监控的异常行为检测中的具体应用和研究;并重点介绍机器视觉在轨道交通司机行为监测中的具体应用和背景技术.最后,对机器视觉技术应用于城市轨道交通系统状态检测领域的未来进行展望.

关键词：城市轨道交通安全状态检测智能化运营保障机器视觉

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列车通信网络设计问题中的双层规划模型

西安交通大学学报 2014年第4期48卷 133-138页

作者：田寅贾利民董宏辉李海舰北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

列车通信网络的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构优化问题关系到列车控制系统及安全监测系统的性能和经济效益。对列车通信网络的设计问题进行建模,通过双层规划的思想,将列车通信网络的可靠性、建造费用与通信效率纳入统一的决策过程,从而... 详细信息

列车通信网络的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构优化问题关系到列车控制系统及安全监测系统的性能和经济效益。对列车通信网络的设计问题进行建模,通过双层规划的思想,将列车通信网络的可靠性、建造费用与通信效率纳入统一的决策过程,从而建立科学的列车通信网络最优性能模型。上层规划以最低建造成本为目标,约束条件为网络可靠性;下层规划以最大通信效率为目标,约束条件为建造费用和网络物理拓扑。最后利用一种基于遗传算法和Floyd算法的混合求解过程对列车通信网络综合规划模型进行求解,得到满足网络稳定性要求下的最小费用设计方案及该方案下的最优效率通信方式。通过对实例结果的分析表明,文中提出的模型是切实有效的。

关键词：列车通信网络双层规划遗传算法可靠性