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面向工业物联网的区块链高效拜占庭容错共识算法

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通信学报 2024年第5期45卷 165-177页

作者：李凤岐宋晴晴徐辉杜学峰高嘉隆佟宁王德广大连交通大学软件学院辽宁大连116028 大连市区块链技术与应用重点实验室辽宁大连116028 大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028 大连交通大学计算机与通信工程学院辽宁大连116028

鉴于工业物联网多样性终端存在作恶风险,为满足共识过程中对高效率和安全可容错的需求,提出了基于信誉积分与双层动态的实用拜占庭容错(CD-PBFT)高效共识算法。信誉积分模型确保良好节点参与共识,移除故障节点;双层架构实现交易验证和... 详细信息

鉴于工业物联网多样性终端存在作恶风险,为满足共识过程中对高效率和安全可容错的需求,提出了基于信誉积分与双层动态的实用拜占庭容错(CD-PBFT)高效共识算法。信誉积分模型确保良好节点参与共识,移除故障节点;双层架构实现交易验证和读写操作的并行;自适应主节点算法随机选取信誉值高节点作为主节点并确保其安全性。实验结果表明,CD-PBFT在保持安全性与活性的基础上,相较于PBFT,网络交易时延平均降低34.8%,吞吐量平均提高25.2%,实现了对效率与安全容错性的双重要求。

关键词：工业物联网信誉积分模型双层动态实用拜占庭容错共识算法

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平板式永磁电动悬浮系统设计与实验研究

电工技术学报 2024年第5期39卷 1270-1283页

作者：石洪富邓自刚柯志昊向雨晴张卫华西南交通大学信息科学与技术学院成都610031 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031

该文提出一种以汽车为载体的平板式永磁电动悬浮系统,并从结构设计、等效实验、原理样机测试三方面对电磁特性开展研究。首先,阐述系统的结构及原理,依托自主研制的最高时速600 km的动轨实验台,分析在固定参数下的电磁力特性和垂向自稳... 详细信息

该文提出一种以汽车为载体的平板式永磁电动悬浮系统,并从结构设计、等效实验、原理样机测试三方面对电磁特性开展研究。首先,阐述系统的结构及原理,依托自主研制的最高时速600 km的动轨实验台,分析在固定参数下的电磁力特性和垂向自稳定能力,并验证有限元模型的准确性。其次,对悬浮磁体、导向磁体、导体板进行计算分析。最后,改装汽车,加装间隙调节机构、简易悬浮架、车载磁体及测试系统,并搭建长50 m的铜制导体板轨道,开展原理样机测试。整车约为1500 kg,最高实验速度为70 km/h,最大悬浮间隙约为35 mm。实验结果验证了导向磁体的有效性,展现出平板式永磁电动悬浮系统较强的载重能力。

关键词：永磁电动悬浮等效实验原理样机高速实验台导向磁体

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大电流真空电弧开断过程瞬态特性仿真分析

电机与控制学报 2024年第1期28卷 189-196页

作者：董华军程靖洲赵一鉴库照宇李东恒大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028

针对开断过程中传统稳态模型无法表征真空电弧动态特性问题,以工频电流下开断峰值为10 kA大电流真空电弧为研究对象,搭建等离子体弧柱区二维物理模型,在已有双温磁流体动力学稳态模型中引入密度、温度、压力及速度等流场参数时变项,同... 详细信息

针对开断过程中传统稳态模型无法表征真空电弧动态特性问题,以工频电流下开断峰值为10 kA大电流真空电弧为研究对象,搭建等离子体弧柱区二维物理模型,在已有双温磁流体动力学稳态模型中引入密度、温度、压力及速度等流场参数时变项,同时利用动网格技术控制弧柱区变化速率,模拟触头分闸过程,综合考虑电流及开距变化情况下等离子体各物理场参数变化,以获取开断时电弧微观流场瞬态特性,探究开断过程中电弧形态及能量变化。分析结果可知:离子压力、温度、电子温度和阳极表面能流密度均随动、静触头分离而减小;离子速度无明显变化;等离子体不断向外扩散,由于电流减小,金属蒸汽源也逐渐减少,极间等离子体密度降低,阳极尚未达到活跃程度,最终电弧熄灭。

关键词：真空电弧等离子体开断过程双温模型动态特性仿真分析

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近地轨道质子和α粒子入射InP产生的位移损伤模拟

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物理学报 2024年第5期73卷 85-91页

作者：白雨蓉李培何欢刘方李薇贺朝会西安交通大学核科学与技术学院西安710049

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.... 详细信息

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.本文使用蒙特卡罗软件Geant4研究近地轨道的质子与α粒子分别经过150μm二氧化硅和2.54 mm铝层屏蔽后,在500/1000/5000μm InP材料中产生的非电离能量损失(non-ionizing energy loss,NIEL)、平均非电离损伤能随深度分布以及年总非电离损伤能.研究发现:低能质子射程短且较易发生非电离反应,入射粒子能谱中低能粒子占比越大,材料厚度越小,NIEL值越大;计算质子和α粒子年总非电离损伤能,质子的年总非电离损伤能占比达98%,表明质子是近地轨道内产生位移损伤的主要因素;α粒子年总非电离损伤能占比小,但其在InP中的NIEL约为质子的2-10倍,应关注α粒子在InP中产生的单粒子位移损伤效应.本文计算为InP材料在空间辐射环境的应用提供了参考依据.

关键词：磷化铟位移损伤 Geant4 非电离能量损失近地轨道

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雾天遥感小目标检测的双子网算法

计算机工程与应用 2024年

作者：宋存利杨佳俊张雪松大连交通大学轨道智能工程学院

针对雾天场景下遥感小目标检测的漏检错检问题，提出了基于双子网多任务协同训练的GFFA-YOLO算法。首先利用门控融合的GFFA网络去雾来恢复目标信息。其次设计SD-SCConv和RepNCSPELAN-SD-SCConv模块，该模块通过融合空间到深度层，同时... 详细信息

针对雾天场景下遥感小目标检测的漏检错检问题，提出了基于双子网多任务协同训练的GFFA-YOLO算法。首先利用门控融合的GFFA网络去雾来恢复目标信息。其次设计SD-SCConv和RepNCSPELAN-SD-SCConv模块，该模块通过融合空间到深度层，同时利用自校正机制来提高特征提取能力。最后增加了选择注意力LSK模块来增强多尺度特征融合。实验结果表明，所提算法在不同雾浓度的NWPU VHR-10数据集上的mAP分别达到85.6%和74.3%，在雾处理后的DOTA v1.0数据集上mAP达到82.1%，相较主流算法表现出更高的检测能力。

关键词： YOLO 小目标检测去雾算法注意力机制

G20Cr2Ni4A轴承座圈超声滚压处理的工艺优化

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热加工工艺 2024年

作者：朱晓彤潘金芝刘鹏涛程志任瑞铭大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室大连交通大学材料科学与工程学院

选用G20Cr2Ni4A渗碳轴承钢，研究了表面超声滚压处理（SURP）对表面形貌、表面组织、滚动接触疲劳（RCF）性能的影响。结果表明：影响表面粗糙度和表面硬度的主要因素是静压力，电流次之，进给量最小；影响表面残余应力的主导因素是进... 详细信息

选用G20Cr2Ni4A渗碳轴承钢，研究了表面超声滚压处理（SURP）对表面形貌、表面组织、滚动接触疲劳（RCF）性能的影响。结果表明：影响表面粗糙度和表面硬度的主要因素是静压力，电流次之，进给量最小；影响表面残余应力的主导因素是进给量，电流次之，静压力最小。表面粗糙度、硬度、表面残余应力的响应曲面预测模型的相关系数较高，采用二阶响应曲面预测模型对超声滚压加工工艺进行优化设定，优化的工艺参数为进给量0.05 mm/r，电流1.5 A，静压力200 kg。采用优化的工艺参数进行SURP后，试样的疲劳寿命提高至7.3倍。在RCF试验中，未SURP试样表面形成片状剥落，逐渐失效；SURP试样疲劳剥落坑出现在SURP塑性变形区，而后逐渐发展为舌尖状剥落坑，舌尖指向滚动的方向，导致疲劳失效。

关键词：渗碳轴承钢表面超声滚压处理疲劳损伤

基于VMD-SDP-CNN的铁路转辙机故障诊断(英文)

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年

作者：宋雅坤冯庆胜肖帅李红大连交通大学电气工程学院大连交通大学轨道智能工程学院

转辙机是铁路系统中的重要设备，对列车安全运行有着重要意义。针对现有转辙机故障诊断方法存在的问题，并结合振动信号抗干扰性强及灵敏度高的特性，提出一种基于转辙机振动信号的VMD-SDP-CNN故障诊断方法。实验中采集了ZD6转辙机的五... 详细信息

转辙机是铁路系统中的重要设备，对列车安全运行有着重要意义。针对现有转辙机故障诊断方法存在的问题，并结合振动信号抗干扰性强及灵敏度高的特性，提出一种基于转辙机振动信号的VMD-SDP-CNN故障诊断方法。实验中采集了ZD6转辙机的五种实际工况的振动信号作为研究对象。首先，通过变分模态分解（VMD）对转辙机的振动信号进行分解，得到多个本征模态函数（IMF）分量。其次，采用对称点图案（SDP）方法将分解的IMF 分量转换为二维图像，将一维信号识别问题转化为二维图像识别问题。最后利用卷积神经网络(CNN)实现转辙机的故障诊断。实验结果表明，使用该方法对转辙机五种实际工况的诊断效果优于典型深度学习和机器学习方法，验证了其实用性和有效性。

关键词：转辙机轨道交通道岔智能诊断振动信号信号分解深度学习

基于数字孪生和MBSE的铁路防灾监测仿真推演系统设计

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 168-181页

作者：马小平王旭贾利民李松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 北京交通大学交通运输学院北京100044

针对既有铁路防灾监测系统灾害情景预测能力低、主动防控水平差,以及灾害风险发生、发展、演化的路径和应对策略效能评估能力不足等问题,采用数字孪生和基于模型的系统工程(MBSE)技术重新设计铁路防灾监测仿真推演系统架构,采用系统建... 详细信息

针对既有铁路防灾监测系统灾害情景预测能力低、主动防控水平差,以及灾害风险发生、发展、演化的路径和应对策略效能评估能力不足等问题,采用数字孪生和基于模型的系统工程(MBSE)技术重新设计铁路防灾监测仿真推演系统架构,采用系统建模语言(SysML)定义系统需求分析、功能架构、逻辑架构和物理架构;研制集铁路环境情景数据采集、孪生监控、情景仿真、情景推演、情景应对、数据资源管理等功能为一体的铁路防灾监测仿真推演系统。结果表明:提出的基于数字孪生和MBSE的铁路防灾监测仿真推演系统可提供新的灾害在线推演预测能力,从根本上改变响应式的灾害防控模式,可为铁路防灾监测系统的数字化转型及预测性主动防控升级提供重要的架构指导和技术支撑。

关键词：铁路防灾系统架构 MBSE SysML 数字孪生

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网约车合乘均衡匹配与激励策略

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 95-103页

作者：彭子烜崔林郭志伟陈晗阳魏丽英北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等... 详细信息

针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等约束条件,构建了考虑奖励策略的乘客-网约车均衡匹配模型,从乘客视角设计了乘客激励策略、网约车激励策略、乘客和网约车激励策略,并将3种激励策略嵌入到列生成算法对模型进行求解,以实现匹配均衡和价格均衡。以大连市出租车数据为对象进行实证分析,研究结果表明,相比于仅以随机调度费等形式从供给侧激励司机,同时从需求侧和供给侧实施激励策略可以促成更多合乘出行,乘客剩余可提高12.6%;当需求大于供给时,26%的激励在乘客间转移以实现更多的合乘出行;合乘折扣系数也会影响激励流向,同时使用激励策略和合乘折扣策略调节供需可以避免司机恶意竞争和乘客无效激励,在降低乘客出行成本的同时提高司机收益,促成更多合乘出行。

关键词：交通运输规划与管理网约车合乘均衡匹配激励驱动策略