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采摘机械臂自适应输入整形控制研究

控制理论与应用 2022年第6期39卷 1043-1050页

作者：刘德馨张建成李媛方建军北京联合大学机器人学院北京100101 北京联合大学城市轨道交通与物流学院北京100101

采摘机械臂在夹住柔性果茎后运输果实时,执行器末端的加减速运动使得果实在移动过程中产生摆动,易引发掉落,进而导致采摘失败.本文以单个西红柿作为负载,将果茎近似为柔性连杆.由于每一个果实的质量是不同的,因此,针对机械臂抓取可变柔... 详细信息

采摘机械臂在夹住柔性果茎后运输果实时,执行器末端的加减速运动使得果实在移动过程中产生摆动,易引发掉落,进而导致采摘失败.本文以单个西红柿作为负载,将果茎近似为柔性连杆.由于每一个果实的质量是不同的,因此,针对机械臂抓取可变柔性负载移动过程中的振动抑制问题,提出了自适应输入整形控制方法.当系统模型由于负载的不确定性发生变化后,传统的输入整形算法无法抑制柔性连杆移动过程中产生的振动.因此采用自适应输入整形算法,实时计算脉冲的幅值和时间.构造二次性能指标函数,通过对机械臂移动的加速度和负载的摆角实时数据进行迭代运算,达到零残余振动的目的.仿真实验结果表明,在变负载情况下,自适应输入整形算法有良好的末端振动抑制能力,获得满意的控制效果.

关键词：采摘机械臂可变柔性负载振动控制自适应输入整形

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GNSS信号的线性调频干扰抑制方法

系统工程与电子技术 2025年

作者：巴晓辉温雯霏蔡伯根王剑姜维柴琳果北京交通大学自动化与智能学院北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心

针对GNSS信号易受射频干扰影响的问题，提出一种线性调频（linear frequency modulation，LFM）干扰抑制方案。首先，提出一种四阶时域自相关方法估计LFM信号的参数；其次，设计应用于单天线GNSS接收机的LFM干扰抑制模块，利用LFM信号... 详细信息

针对GNSS信号易受射频干扰影响的问题，提出一种线性调频（linear frequency modulation，LFM）干扰抑制方案。首先，提出一种四阶时域自相关方法估计LFM信号的参数；其次，设计应用于单天线GNSS接收机的LFM干扰抑制模块，利用LFM信号的参数估计结果将干扰信号的能量在频域上聚集，采用可配置二阶陷波器滤除干扰信号；最后，通过仿真实验验证LFM信号的参数估计效果和干扰抑制结果。实验结果表明，在干信比达到80dB时，干扰抑制后的卫星信号跟踪载噪比损失值为3.5dB·Hz。所提出的方法可以有效抑制LFM干扰，保障GNSS接收机应对强LFM干扰条件下的干扰抑制性能。

关键词：线性调频信号全球导航卫星系统干扰抑制干扰参数估计全球导航卫星系统接收机

基于无人机巡检的铁路隧道口墙体裂缝智能检测技术研究

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北京交通大学学报 2025年

作者：吴克烽许贵阳白堂博北京建筑大学机电与车辆工程学院北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室

铁路隧道口墙体裂缝检测技术是铁路运行安全的重要保障，针对人工巡检周期长、准确性低等问题，提出一种基于无人机巡检的铁路隧道口墙体裂缝检测方法，通过无人机搭载高清相机获取铁路隧道口高清影像数据，对采集到的图像数据进行预处... 详细信息

铁路隧道口墙体裂缝检测技术是铁路运行安全的重要保障，针对人工巡检周期长、准确性低等问题，提出一种基于无人机巡检的铁路隧道口墙体裂缝检测方法，通过无人机搭载高清相机获取铁路隧道口高清影像数据，对采集到的图像数据进行预处理得到隧道口墙体的图像；利用图像标注软件对隧道口墙体裂缝进行标注，构建墙体裂缝训练数据集；根据隧道口墙体裂缝特征，改进YOLOv8目标检测模型，引入感受野注意力卷积（Receptive Field Attention Convolution，RFAConv）构建全新的C2f＿RFA模块，提高模型对裂缝所在区域的关注度，使用BiFPN替换原有的特征融合网络，提高模型对不同尺度目标的检测精度，使用EIoU损失函数最小化目标边界框和真实边界框的高度和宽度差异，提高模型的检准率。经实际隧道口检测试验，结果表明：改进后的模型裂缝检测的准确率和召回率达到了94.5%和94.2%，能够较好的利用无人机巡检采集的隧道口墙体图像数据，实现对隧道口墙体裂缝进行检测。

关键词：铁路隧道无人机巡检裂缝检测 YOLOv8 感受野注意力

中小跨径桥梁监测数据车致响应自适应分离方法

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中国公路学报 2025年

作者：丰权章刘保东赵莉弘王建民北京交通大学土木建筑工程学院北京中交华联科技发展有限公司北京交通运输职业学院城市轨道交通学院

为解决中小跨径桥梁结构监测数据跳变和突变干扰情况下车致响应自动在线提取的问题，提出了一种基于信号稀疏分解和数学形态滤波的车致响应自适应分离方法。首先，在对中小跨径桥梁结构监测数据组成和各组分特征深化分析的基础上、明确... 详细信息

为解决中小跨径桥梁结构监测数据跳变和突变干扰情况下车致响应自动在线提取的问题，提出了一种基于信号稀疏分解和数学形态滤波的车致响应自适应分离方法。首先，在对中小跨径桥梁结构监测数据组成和各组分特征深化分析的基础上、明确了由监测总数据分离车致响应组分的需求与基本流程；然后，基于稀疏分解正则化和数学形态学滤波理论、建立了包括切合信号中存在跳变和突变干扰下关键参数取值方式、拟定了进行车致响应分离策略，并围绕中小跨径桥梁监测数据中通常存在的含突变偏移和随机跳变干扰两类变异特征，提出了基于L1范数正则化分解的可去完整保留原信号中的有效低频组分并自适应地将其中车致响应予以分离得具体方法，从而解决了传统数值滤波方式采用固定参数设置导致得不可自适应随机信号特征分解得不足问题；最后，选取一座简支转连续梁桥结构的监测数据、通过对代表性的实际监测数据在预设跳变和突变工况下试验比对验证，表明所提出的方法分离值与作为比较的未干扰下的实测值基本一致，时程信号数据峰值点处偏差最大在5%之内，验证了所提方法的有效性和准确性。

关键词：桥梁工程监测数据车致响应自适应稀疏表示形态学滤波

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异常情况下树枝形货物作业点取送车计划编制

北京交通大学学报 2025年

作者：郭垂江李娜李晟东成都信息工程大学物流学院成都东软学院高等职业技术学院

为维持较低的作业成本和一定的客户服务水平，同时确保铁路车站取送车作业的连续性，调车机车执行取送车计划过程中面临某些异常情况发生时，需调车指挥人员在有限的时间内对现有计划做出重新安排。在分析多样化异常情况干扰的基础上，... 详细信息

为维持较低的作业成本和一定的客户服务水平，同时确保铁路车站取送车作业的连续性，调车机车执行取送车计划过程中面临某些异常情况发生时，需调车指挥人员在有限的时间内对现有计划做出重新安排。在分析多样化异常情况干扰的基础上，探讨了树枝形货物作业点取送车计划实时编制问题的决策标准和作业约束，建立了异常情况下树枝形货物作业点取送车计划编制的数学模型。以贪婪插入法产生初始解，随机选择2种方法之一产生邻域解，采用先划分批次再确定作业时刻的方法计算解的适配值，以禁忌搜索算法为主框架对模型进行求解，最后以某车站计划时段内取送车任务调整为案例进行验证。研究结果表明，以禁忌搜索算法为主框架求解异常情况下树枝形货物作业点取送车计划编制问题是可行的和有效的，平均计算时间约为0.817s，能满足铁路车站实时调整编制取送车计划的时间和质量要求。与模拟退火算法、遗传算法相比较，禁忌搜索算法求解时间上明显优于其它两种算法，计算稳定性方面也较优于其它两种算法。

关键词：铁路运输树枝形货物作业点禁忌搜索算法取送车计划异常情况

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基于双重CSK调相的卫星导航信号认证方法

系统工程与电子技术 2025年

作者：巴晓辉向彬蔡伯根王剑姜维梁坤柴琳果张爽娜北京交通大学自动化与智能学院北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心航天恒星科技有限公司

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)民用服务信号体制公开，容易受到恶意攻击和欺骗干扰。信号认证技术是一种有效的反欺骗手段。码移键控(Code Shift Keying，CSK)可以在不改变扩频信号带宽的情况下，实现更... 详细信息

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)民用服务信号体制公开，容易受到恶意攻击和欺骗干扰。信号认证技术是一种有效的反欺骗手段。码移键控(Code Shift Keying，CSK)可以在不改变扩频信号带宽的情况下，实现更高的信息传输速率，已经在卫星导航信号中开始应用。本文提出一种基于双重CSK调相的卫星导航信号认证方法，认证信息的设计利用了卫星导航信号的同步信息，使用双重CSK编码组合提高认证信息传输速率，通过调相的方式将认证信息调制到原始卫星信号上，在现有接收机结构的基础上给出了认证信号的接收解调方案。分析表明，该方法可以提高认证信息速率，同时保证卫星导航信号的恒包络特性，通过调整CSK参数和双重组合方式，可改变认证信息速率；通过改变调相角度可以改变认证信号分配的功率比，控制卫星导航信号的信噪比损失，满足不同条件要求下的信号认证需求。

关键词：全球导航卫星系统码移键控信号认证调相

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基于改进残差网络的陷落柱识别方法

煤田地质与勘探 2023年第5期51卷 171-179页

作者：张天孙连英杨琰涂帅王金锋北京联合大学智慧城市学院北京100101 北京联合大学城市轨道交通与物流学院北京100101

矿区地质条件复杂,高效、准确的陷落柱识别至关重要。在传统方法中,解释陷落柱最常采用的是人机交互解释方法,但随着勘探规模的扩大、生成数据的不断积累,传统的人工解释陷落柱已满足不了实际生产需要。为了提高陷落柱的识别精度,提出了... 详细信息

矿区地质条件复杂,高效、准确的陷落柱识别至关重要。在传统方法中,解释陷落柱最常采用的是人机交互解释方法,但随着勘探规模的扩大、生成数据的不断积累,传统的人工解释陷落柱已满足不了实际生产需要。为了提高陷落柱的识别精度,提出了CINet(Collapse Column Identification Network)网络模型,把自动识别陷落柱的方法看作二分类问题,在深度学习算法残差网络的基础上对残差模块进行改进,构建出新的网络模型CINet,引入平衡交叉熵损失,解决数据中陷落柱与非陷落柱比例高度不平衡问题,使模型朝着正确的方向收敛。通过模型的预测结果与实际数据比对表明,相比于传统的机器学习和残差网络模型,CINet网络模型可以从原始数据中学习到更加详细的特征信息,提高陷落柱的识别精度,F1评分可以达到91.10%,实现了陷落柱快速精准识别,对预防地质灾害的发生具有较好的指导作用。

关键词：陷落柱识别 CINet网络数据不平衡残差网络

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贯通运营下市域铁路与地铁列车开行方案协同优化

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交通运输系统工程与信息 2025年

作者：彭其渊刘思源江山冯涛陈垚张永祥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香港理工大学物流及航运学系北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室

区域多制式轨道交通贯通运营下列车开行方案的协同优化对于提升线网的整体运输效率具有重要意义。本文建立贯通运营下市域铁路与地铁列车开行方案编制和客流分配一体化优化模型，以最小化乘客出行费用与企业运营费用之和为目标，考虑通... 详细信息

区域多制式轨道交通贯通运营下列车开行方案的协同优化对于提升线网的整体运输效率具有重要意义。本文建立贯通运营下市域铁路与地铁列车开行方案编制和客流分配一体化优化模型，以最小化乘客出行费用与企业运营费用之和为目标，考虑通过能力和列车载客能力、车底资源以及列车服务数量等实际约束，同时设计改进的自适应大规模邻域搜索算法进行求解，确定全线的列车开行交路，以及各交路上的列车开行频率、编组类型和停站方案，并验证算法在不同客流需求水平案例下的有效性。研究结果表明：1)相较于两阶段法，改进的自适应大规模邻域搜索算法能以平均234 s的计算时间得到满意解，目标函数值平均下降3.6%；2)与独立运营相比，贯通运营后企业运营费用平均降低了11.3%，全线乘客和跨线乘客出行费用分别平均降低了3.9%和10.7%，跨线乘客换乘次数平均减少了18.7%，车底使用数量平均减少了14.4%；3)与站站停模式相比，市域铁路本线和贯通列车采用灵活停站的运营模式后全线乘客出行费用平均降低了4.2%。所提出的方法能够为市域铁路与地铁贯通运营开行方案编制提供辅助决策支持。

关键词：城市交通贯通运营改进自适应大规模邻域搜索列车开行方案市域铁路地铁

基于SEM模型的新能源网约车用户充电行为关联因素分析

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北京交通大学学报 2024年第3期48卷 39-47页

作者：杨琰殷玮川孙连英隋宗智北京联合大学城市轨道交通与物流学院北京100101

针对新能源网约车用户的充电行为与个人属性、车辆属性、用户满意度等多重因素之间的复杂互动问题,运用结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)详细探究各定量因素之间的影响作用,并采用关联规则挖掘技术结合定类数据和定量数... 详细信息

针对新能源网约车用户的充电行为与个人属性、车辆属性、用户满意度等多重因素之间的复杂互动问题,运用结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)详细探究各定量因素之间的影响作用,并采用关联规则挖掘技术结合定类数据和定量数据分析405份样本,得到用户与充电行为相关决策的具体表现形式.研究结果表明:每增加40 km的行驶里程,充电次数将平均增加0.407次;用户个人和车辆的属性反映出不同群体的充电决策差异,路径系数分别为0.336、0.159;排队时间阈值每增加1个单位,到站时间阈值平均增加0.231个单位,说明不同场景下用户可接受的时间阈值具有一致性,通过提供针对性服务可以满足不同用户的需求;新能源网约车的预估里程准确度与用户对充电设施的满意度正相关,正相关结果的统计显著性水平P值为0.273,反映了准确预估里程能力在促进新能源网约车普及中的重要性;用户对价格和服务的多样性说明市场的灵活定价机制具有潜在价值;时间和金钱在决策中的复杂权衡,反映了行为背后的复杂性和多元性.这些结果揭示了不同因素之间的复杂关联,为未来相关领域的研究提供了理论基础和实证依据.

关键词：交通工程用户充电行为行为分析结构方程模型新能源网约车