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面向6G高铁移动场景的R10编码传输方案

移动通信 2024年第5期48卷 43-48页

作者：高强李业深卢宇平张煜熊轲北京交通大学计算机科学与技术学院北京100044 国网能源研究院有限公司北京102200 北京交通大学高速铁路网络管理教育部工程研究中心北京100044

6G时代越来越多的智能应用将在高铁中部署,需要高铁移动网络提供可靠和高效的传输服务。然而,受高速移动影响,车-地通信链路呈现快时变特性,采用传统的信道估计、反馈机制难以有效跟踪链路的快速时变,因此高铁移动网络亟需高效的前向纠... 详细信息

6G时代越来越多的智能应用将在高铁中部署,需要高铁移动网络提供可靠和高效的传输服务。然而,受高速移动影响,车-地通信链路呈现快时变特性,采用传统的信道估计、反馈机制难以有效跟踪链路的快速时变,因此高铁移动网络亟需高效的前向纠错无反馈传输方案。由于R10编码兼顾了喷泉码和系统码的优点,将其引入高铁移动场景,提出了一种基于R10编码的高速移动车-地编码传输方案。采用该方案,发送端编码过程加入结构化冗余信息结合特定编码规则生成并发送任意数量编码符号,而接收端只需要收集一定数量编码符号结合结构化冗余信息即可更精准地恢复原数据,因此可实现更低的误码率。仿真实验表明,所提方案与传统无需反馈编码传输方案相比误比特率大大降低。以Turbo码为例,误比特率降低了约13%。

关键词： R10码高铁移动通信喷泉码

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基于测量的典型工业物联网场景毫米波信道特性分析

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无线电通信技术 2024年

作者：王丽红朱春华杨靖雅河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室河南工业大学河南省粮食光电探测和控制重点实验室河南工业大学河南省粮情智能监测与应用工程研究中心河南省高速铁路运维工程研究中心北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程研究中心

为了更好地补充和扩展典型工业物联网（Industrial Internet of Things， IIoT）场景中毫米波频段电波传播特性的研究，并满足IIoT在连接性、可靠性、安全性、智能化和覆盖性等方面的更高需求，在26 GHz频段下，对典型IIoT场景进行了信... 详细信息

为了更好地补充和扩展典型工业物联网（Industrial Internet of Things， IIoT）场景中毫米波频段电波传播特性的研究，并满足IIoT在连接性、可靠性、安全性、智能化和覆盖性等方面的更高需求，在26 GHz频段下，对典型IIoT场景进行了信道测量与特性分析。研究涉及的典型工业场景包括不同设备布置密度的工业密集场景和工业稀疏场景。基于实测数据，对上述两种工业环境下的信道特征参数进行了萃取，并在此基础上分析和比较了两种典型工业场景的毫米波信道特性。研究发现，由于工业密集场景存在大量金属设备会对信号产生强反射，导致其路径损耗指数小于工业稀疏场景，且莱斯K因子更小、时延扩展更大。当接收端使用相控阵天线时，通过波束跟踪可以实时调整波束方向，从而提高信号的传输效果，减小信号传播时延。对IIoT场景信道特性的准确分析将有助于理解信号在工业环境中的传播规律，预测和评估通信系统的传输可靠性，进而优化系统设计和网络规划，确保IIoT应用的高效稳定运行。

关键词：工业物联网信道特性宽带信道测量毫米波信道

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智能铁路5G安全技术与策略综述

计算机科学 2024年第5期51卷 1-11页

作者：李盼盼吴昊刘佳佳段莉卢云龙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 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京100044 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

数字技术正在重塑各行各业,这是行业发展的必经之路。5G等数字服务技术在为铁路等行业赋能的同时,也带来了一些安全风险。安全是一切服务的先决条件。为促进5G数字服务在智能铁路的创新应用,首先从基站空口、通信、数据、系统、终端和... 详细信息

数字技术正在重塑各行各业,这是行业发展的必经之路。5G等数字服务技术在为铁路等行业赋能的同时,也带来了一些安全风险。安全是一切服务的先决条件。为促进5G数字服务在智能铁路的创新应用,首先从基站空口、通信、数据、系统、终端和公专网融合应用几个角度,系统梳理了智能铁路5G通信网络面临的安全风险与挑战。然后针对大带宽、高可靠、低时延的新业务场景及网络切片、边缘计算等新技术和大规模异构新型终端以及面向铁路的智能新应用,全面分析了智能铁路5G服务的安全新需求,总结了密码算法、空口安全、隐私、统一认证及漫游等方面的5G安全增强新特性。在此基础上,给出智能铁路5G通信网络在安全认证、物理层安全、终端安全、切片安全、边缘计算安全方面需关注的重点。针对5G专网部署方式,给出基础设施、通信安全、安全管理数据安全、内生安全防御体系方面的建议。

关键词：智能铁路第5代移动通信系统(5G) 内生安全策略综述数字服务

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基于元模型和自适应算法的卷状货物运输托盘多目标优化

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：潘帅袁舜王振东王戍培北京交通大学交通运输学院中国铁道科学研究院集团有限公司兰州交通大学铁路货物装载加固研究与咨询中心

铁路卷状货物运输托盘设计、改进等工作往往依靠工程经验，通过仿真分析、实物检测的组合方式。然而，这种设计方法过于依赖个人经验，设计效率低、试验资源浪费严重、难以达到预期效果。为将传统设计思路转化为数学优化问题，引入元模... 详细信息

铁路卷状货物运输托盘设计、改进等工作往往依靠工程经验，通过仿真分析、实物检测的组合方式。然而，这种设计方法过于依赖个人经验，设计效率低、试验资源浪费严重、难以达到预期效果。为将传统设计思路转化为数学优化问题，引入元模型和自适应多目标优化算法对运输托盘进行设计、改进。建立托盘三维模型，制定装载加固方案，进行静载、冲撞工况仿真分析；对托盘进行强度试验（静载、冲击试验），检验仿真分析可靠性；采用SolidWorks和Ansys协同仿真技术，搭建参数驱动化CAE仿真环境；提出基于最大最小距离准则和ESP诱导协同优化的最优拉丁超立方取样方法，创建高维参数空间矩阵；以各工况许用应力、变形阈值为约束，建立多目标优化数学模型；比较不同元模型精度，选择GWO-BP神经网络，搭载自适应第三代非支配排序遗传算法（A-NSGA-Ⅲ）获得最佳参数组合，实现托盘轻量化、不同工况应力最小化。研究结果表明：以铁路RTKD款卷状货物运输托盘为例，进行多目标优化设计，发现托盘仿真分析与实际试验值误差均小于11%，仿真应力分布趋势与实测基本吻合；优化后，托盘质量减少27.97kg，两种工况最大应力分别减少23.01MPa、37.21MPa，符合铁路货物安全运输需求。研究结果为同类型运输托盘的设计、改进提供了工程参考，对铁路卷状货物运输发展有重要促进作用。

关键词：铁路卷状货物运输托盘有限元静载试验冲击试验元模型 A-NSGA-Ⅲ

铁路运行环境下ERT可信根实体的软件化技术研究

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信息网络安全 2024年第5期24卷 794-801页

作者：王巍胡永涛刘清涛王凯崙北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 公安部第三研究所上海200031 北京铁路通信技术中心北京100038

为保障铁路系统的信息安全,文章提出一种铁路运行环境下可信根实体(Entity of Root of Trust,ERT)的软件化技术,在内核中实现强制访问控制功能,通过操作系统内核的修改或扩展,实现更为细粒度和强大的权限管理。同时考虑到轻量级场景下... 详细信息

为保障铁路系统的信息安全,文章提出一种铁路运行环境下可信根实体(Entity of Root of Trust,ERT)的软件化技术,在内核中实现强制访问控制功能,通过操作系统内核的修改或扩展,实现更为细粒度和强大的权限管理。同时考虑到轻量级场景下部分设备存在计算能力弱、存储空间有限和电源供应不稳定等问题,提出一种轻量级可信计算体系,最大程度满足可信计算要求。通过实施内核级的强制访问控制和轻量级的可信计算体系改造,缓解未知风险对关键信息基础设施的威胁,为铁路系统的安全性提供保障。

关键词：铁路系统信息安全 ERT可信根实体强制访问控制可信计算体系

基于改进YOLOX的轻量化交通监控目标检测算法

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计算机工程与应用 2024年第7期60卷 167-174页

作者：胡伟超郭宇阳张奇陈艳艳公安部道路交通安全研究中心科研管理处北京100062 北京工业大学城市交通学院北京100124 成都市公安局交通管理局成都610017

交通目标检测技术是道路交通管理部门进行交通流量监测、安全管控等核心工作的重要技术之一。面对大量的交通监控视频数据,需要使用检测速度更快、精度更高、占用计算资源更少的交通目标检测技术。为了满足这一需求,根据YOLOX算法和PP-L... 详细信息

交通目标检测技术是道路交通管理部门进行交通流量监测、安全管控等核心工作的重要技术之一。面对大量的交通监控视频数据,需要使用检测速度更快、精度更高、占用计算资源更少的交通目标检测技术。为了满足这一需求,根据YOLOX算法和PP-LCNet网络,提出了一种面向交通监控场景的轻量型交通目标检测算法PL-YOLO。使用基于PP-LCNet改进的网络作为目标检测器的主干特征网络,使用深度可分离卷积代替YOLOX中的普通卷积,降低模型运算过程中的复杂度;根据交通监控场景下的车辆分布密集且尺寸小的特点,添加SimAM注意力机制模块,聚焦于更有意义的特征图像。实验结果表明,相对于YOLOX-s模型,改进后的PL-YOLO检测精度提升1.89个百分点,模型大小降低了54%,FPS从20.88帧/s提升到26.68帧/s。

关键词：目标检测交通监控场景检测 YOLOX 轻量化 PP-LCNet

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从2B到4B——电信行业与垂直行业的供需协同倍增发展

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中兴通讯技术 2024年

作者：钟章队官科丁建文陈姝北京交通大学电子信息工程学院北京交通大学宽带移动信息通信铁路行业重点实验室轨道交通安全协同创新中心智慧高铁系统前沿科学中心佳讯飞鸿(北京)智能科技研究院有限公司

当第四代移动通信技术（4G）技术满足视频直播后，个人富媒体诉求基本得到满足。从第五代移动通信技术（5G）开始，技术与需求的底层逻辑开始变化，从面向消费者（2C）转变为面向企业（2B）。5G是2B的起跑线，但由于电信行业和垂直行业... 详细信息

当第四代移动通信技术（4G）技术满足视频直播后，个人富媒体诉求基本得到满足。从第五代移动通信技术（5G）开始，技术与需求的底层逻辑开始变化，从面向消费者（2C）转变为面向企业（2B）。5G是2B的起跑线，但由于电信行业和垂直行业在需求、目标、组织、管理等方面存在较大差异，当前5G公专网的发展面临较大挑战和困难。为更好地发展下一代移动通信技术，加快5G/第六代移动通信技术（6G）建设，需将发力点由“面向企业”的2B（To Business）向“为了企业”的4B（For Business）转变。从2B到4B，是从供给侧主导向需求侧主导的转变，是从“供给外生赋能”向“供需内生协同”本质的转变。发展5G/6G公专网，需要树立全生命周期的可持续发展理念，深度理解目标企业的核心诉求，充分发挥企业的主体作用，建设、管理、运维好5G/6G公专网。应由垂直行业主导公专网应用的标准制定与生态建设，设计可复制、可定义的商业模式，从顶层设计开始，将数字技术融入到垂直行业数字化转型之中，实现5G/6G公专网发展从2B到4B的转变，创造电信行业与垂直行业供需协同、价值倍增的可持续发展模式。

关键词： 5G 6G 2B 4B 垂直行业公专网

基于时间-区段-MTQI三维网络模型的捣固决策优化

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铁道学报 2024年

作者：邱实葛含章阿茹娜廖林勇王劲孙颖中南大学土木工程学院重载铁路工程结构教育部重点实验室中南大学轨道交通基础设施智能监控研究中心中国中铁股份有限公司广西沿海铁路股份有限公司

列车运行速度的提高和客货运输量的增长导致轨道几何状态恶化速度加快，轨道交通基础设施建设工作由“建设为主”向“建养并重”发展，原有捣固决策模式已无法满足铁路安全管理的需求。为了实现对铁路线路的合理科学检修，本文提出一种... 详细信息

列车运行速度的提高和客货运输量的增长导致轨道几何状态恶化速度加快，轨道交通基础设施建设工作由“建设为主”向“建养并重”发展，原有捣固决策模式已无法满足铁路安全管理的需求。为了实现对铁路线路的合理科学检修，本文提出一种基于“时间-区段-MTQI”三维网络模型的捣固决策优化方法。该方法利用改良型大机捣固质量指数MTQI及不同捣固模式的作业效果函数描述轨道质量状态，将轨道线路划分为200m的等长轨道单元区段，在维修计划规划时间范围内建立了三维离散网络模型，通过赋给网络点弧权重将决策优化问题转化为最短路径问题，利用改进Dijkstra算法对模型求解，并使用50km线路为案例进行了验证。结果表明，通过所提出模型制定的大机捣固作业计划经济成本改善率为20.9%，全年平均MTQI改善率为11.3%，能够在满足作业区段连续性的同时有效降低捣固成本、改善作业效果。

关键词：有砟轨道捣固作业综合决策 Dijkstra算法

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基于交路接续规律的动车组运营里程预测算法

计算机集成制造系统 2022年第3期28卷 735-744页

作者：贾丹龙刘峰张宁张春高畅霞郝伟北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 北京交通大学高速铁路网络管理教育部工程研究中心北京100044 中车青岛四方机车车辆股份有限公司信息技术部山东青岛266011

为了实现高精度的动车组运营里程预测,提出一种新的以交路接续规律为依据的动车组运营里程预测算法。首先,将数据记录时间作为分段参数,提出用分段函数的形式为动车组历史开行数据附加时间权重。然后,根据动车组历史开行数据中的交路接... 详细信息

为了实现高精度的动车组运营里程预测,提出一种新的以交路接续规律为依据的动车组运营里程预测算法。首先,将数据记录时间作为分段参数,提出用分段函数的形式为动车组历史开行数据附加时间权重。然后,根据动车组历史开行数据中的交路接续情况,结合时间权重,将交路转移概率矩阵作为交路接续规律的载体,并考虑新交路的情况对矩阵进行修正。最后,基于交路转移概率矩阵中的概率值,以随机的方式实现了动车组的交路接续预测。实验结果表明,与传统的日均里程法相比,所提算法在预测准确率和预测结果稳定性上均有显著提升。

关键词：动车组里程预测高级修计划交路转移概率矩阵