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基于分形特征的阿尔茨海默病脑网络结构分析

智能科学与技术学报 2024年第3期6卷 329-337页

作者：孙思翔李东艳大连交通大学软件学院辽宁大连116028

阿尔茨海默病患者的功能脑网络在小世界及聚类系数等拓扑属性上与认知正常者存在差异。为进一步揭示阿尔茨海默病患者脑网络的结构特征及其与认知正常者脑网络结构的差异,引入分形特征进行对比分析。实验结果表明,阿尔茨海默病患者与认... 详细信息

阿尔茨海默病患者的功能脑网络在小世界及聚类系数等拓扑属性上与认知正常者存在差异。为进一步揭示阿尔茨海默病患者脑网络的结构特征及其与认知正常者脑网络结构的差异,引入分形特征进行对比分析。实验结果表明,阿尔茨海默病患者与认知正常者的脑网络在相同盒覆盖半径下的最小盒子数与连接比例存在显著差异。脑网络阈值为0.4时,认知正常者脑网络的连接比例值分布在区间[01],而阿尔茨海默病患者脑网络的连接比例值分布在区间(0.51)。同时,不同阈值下,阿尔茨海默病患者脑网络的平均连接比例均高于认知正常者。上述网络结构差异可为阿尔茨海默病的诊断提供一种新参考。

关键词：阿尔茨海默病分形特征盒覆盖法连接比例

地铁列车火灾事故下车门数与平台高度对区间隧道疏散的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1581-1590页

作者：孙江涛鲁寨军周丹中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

地铁列车在隧道内运行过程中突发火灾时,往往不能立即停车进行疏散。列车火灾事故下烟气蔓延严重,加之隧道内环境昏暗、空间狭窄,疏散过程中人员安全受到极大威胁。通过构建列车火灾事故烟气蔓延与区间隧道疏散数值仿真模型,研究列车单... 详细信息

地铁列车在隧道内运行过程中突发火灾时,往往不能立即停车进行疏散。列车火灾事故下烟气蔓延严重,加之隧道内环境昏暗、空间狭窄,疏散过程中人员安全受到极大威胁。通过构建列车火灾事故烟气蔓延与区间隧道疏散数值仿真模型,研究列车单节车厢含4个车门、5个车门与车门距疏散平台高度分别为0、0.3、0.7和1.2 m时的人员疏散行为特征变化规律。研究结果表明:在列车发生火灾事故时,高温烟气受活塞风的影响向火源下游区域蔓延,火源下游区域人员疏散受到极大影响;单节车厢4个车门的疏散总时间比单节车厢5个车门的疏散总时间长;当列车车门距平台高度增加时,人员离开车厢的时间增加,从而增加人员疏散总时间;隧道内高温烟气导致火源上游出口拥堵程度明显比下游出口的拥堵程度高,且列车车门距平台高度增加使得火源上游出口处的拥堵程度得到缓解,火源下游出口拥堵程度先缓解后逐渐加剧。

关键词：地铁区间隧道列车火灾车门数量疏散平台高度区间隧道疏散

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隧道竖井高度对高速列车火灾烟气输运特性的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2819-2830页

作者：周丹唐健瑜唐子童中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

为研究隧道竖井高度对高速列车火灾烟气输运特性的影响规律,采用带有浮力修正的RNG k-ε双方程模型和体积热源模型,构建隧道高速列车运动火灾数值仿真方法,并通过动模型试验验证数值模拟方法的可靠性。研究结果表明:对于着火列车迫停于... 详细信息

为研究隧道竖井高度对高速列车火灾烟气输运特性的影响规律,采用带有浮力修正的RNG k-ε双方程模型和体积热源模型,构建隧道高速列车运动火灾数值仿真方法,并通过动模型试验验证数值模拟方法的可靠性。研究结果表明:对于着火列车迫停于竖井上游的火灾场景,竖井高度变化对烟气输运特性的影响主要体现在停车后期;列车停车360 s时,随竖井高度增大,竖井烟囱效应增强,隧道拱顶纵向流速正峰值增大,而隧道拱顶温度峰值呈减小趋势。对于着火列车迫停于竖井下游的火灾场景,竖井烟囱效应以及隧道内活塞风对火灾烟气输运起主导作用;列车停车90 s时,烟气出现逆流现象,随着竖井高度增大,火源上游烟气逆流速度峰值增大,烟气逆流长度先增大后保持不变,当竖井高度由20 m增大至100 m时,火源上游高温烟气逆流至竖井底部所需时间缩短253 s;列车停车360 s时,隧道拱顶处温度峰值的变化规律发生改变,当竖井高度由20 m增大至100 m时,隧道拱顶处温度峰值先增大后减小。

关键词：高速列车火灾隧道竖井移动火源烟气输运

M8激光雷达回波的非接触式发射率三维分布测量方法

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红外与激光工程 2024年第4期53卷 157-171页

作者：李荣华邓源薛豪鹏周心晨赵明硕大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028 大连市先进机器人感知与控制技术创新中心辽宁大连116028

针对目前发射率测量方法只是对某一单一物质进行接触式测量,难以获得复杂目标的发射率三维分布问题,提出一种基于M8激光雷达回波的非接触式发射率三维分布测量方法。首先基于激光雷达传输距离方程分析回波强度特性,通过M8激光雷达对95%... 详细信息

针对目前发射率测量方法只是对某一单一物质进行接触式测量,难以获得复杂目标的发射率三维分布问题,提出一种基于M8激光雷达回波的非接触式发射率三维分布测量方法。首先基于激光雷达传输距离方程分析回波强度特性,通过M8激光雷达对95%标准漫反射板进行扫描,叠加多帧单线点云,得到具有反射光谱特性的雷达强度三维点云像;运用分段多项式模型拟合距离-强度及入射角-强度之间的关系,基于得到的分段多项式模型校正距离和入射角度影响下的回波强度,使不同距离与入射角情况下所测回波强度能够真实地反映目标的反射光谱特性,校正结果显示,标准漫反射板回波强度变异系数分别从0.2676和0.3438降低到了0.0420和0.0412,回波强度一致性分别提高了84.31%和88.02%,使雷达所测得强度值能直接反映目标材料的反射光谱特性,验证了强度校正模型的有效性;最后基于得到的分段多项式校正模型对带有反射率真值贴片的缩比卫星模型雷达强度三维点云像进行强度校正,利用校正后的回波强度的反射光谱特性,计算出目标表面的反射率,运用反射法进一步推导其发射率,得到缩比卫星模型发射率的三维分布,三组卫星模型表面贴片的发射率平均偏差均分别能控制在3.33%、4.84%和4.44%。为目标识别、低空可探测技术等提供技术支持。

关键词：激光雷达发射率反射率回波强度回波强度校正

利用扣件位置关系定位图像边缘处不完整扣件的方法

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2252-2260页

作者：盛永强陈兴杰吕照民上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201600

扣件定位在扣件检测过程中具有至关重要的作用,其准确性直接关系到后续检测的可靠性。在使用线阵相机采集扣件图像时,扣件在图像中的位置并不固定,将会导致同一扣件可能横跨连续的2张图像,并在图像边缘处被截断。本文将这些被截断的扣... 详细信息

扣件定位在扣件检测过程中具有至关重要的作用,其准确性直接关系到后续检测的可靠性。在使用线阵相机采集扣件图像时,扣件在图像中的位置并不固定,将会导致同一扣件可能横跨连续的2张图像,并在图像边缘处被截断。本文将这些被截断的扣件称为不完整扣件,其上半部分和下半部分分别出现在2张连续图像边缘处。不完整扣件由于形状缺失,难以定位其位置,从而降低了扣件检测的可靠性。为解决上述问题,本文提出一种利用扣件位置关系定位不完整扣件的方法。首先,通过像素统计法定位原始图像中的钢轨位置,并基于先验知识获得包含钢轨和扣件的原始图像子图,本文称所获得子图像为条形钢轨图;然后,拼接条形钢轨图,保证图像内存在多对扣件;接着,利用模板匹配获得与扣件模板最相似的位置,再利用该位置信息以及扣件之间的位置关系判断图像中是否存在不完整扣件并获取不完整扣件位置信息;最后,将2部分不完整扣件拼合为一张完整的扣件图像。研究结果表明,本文提出的方法能够100%定位采集图像中115对不完整扣件图像。研究结果具有实际工程价值,能够有效地解决图像边缘处不完整扣件定位问题,提高扣件检测的可靠性。

关键词：铁路扣件扣件定位像素统计模板匹配位置关系

基于修正统一硬化模型的超固结非饱和红黏土边坡稳定分析

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岩土力学 2024年第4期45卷 1233-1241页

作者：柳伟徐长节杜昊东朱怀龙王长虹华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 江西交通职业技术学院建筑工程学院江西南昌330013 上海大学力学与工程科学学院上海200444

在降雨和水位升降的联合作用下,库岸边坡易发生滑塌现象。采用理想弹塑性Mohr-Coulomb准则,在干湿循环作用下,分析库岸边坡的稳定性,难以反映边坡土的超固结消散等复杂力学特性。以江西省新干航电枢纽库岸边坡为背景,针对弱超固结非饱... 详细信息

在降雨和水位升降的联合作用下,库岸边坡易发生滑塌现象。采用理想弹塑性Mohr-Coulomb准则,在干湿循环作用下,分析库岸边坡的稳定性,难以反映边坡土的超固结消散等复杂力学特性。以江西省新干航电枢纽库岸边坡为背景,针对弱超固结非饱和红黏土,开展非饱和直剪试验,采用反正切函数,描述吸力应力与基质吸力的数学物理关系,提出红黏土的超固结非饱和统一硬化(unified hardening,UH)模型。然后,在UH模型的基础上,采用C++语言,开发FLAC3D的应用程序;利用GeoStudio软件的SEEP/W模块,计算降雨入渗的非饱和渗流场;编写接口程序,导入FLAC3D,开展库岸边坡的稳定性计算。库岸边坡的水平位移明显大于经典的非饱和理想弹塑性模型计算结果,结果表明,修正UH模型能够合理地预测超固结非饱和红黏土库岸边坡的稳定性,为同类库岸边坡工程稳定性分析提供了参考。

关键词：红黏土统一硬化模型吸力应力超固结边坡稳定分析

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高速列车转向架区域气动发声尺度特征研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1734-1744页

作者：卢鑫源刘翰林杨志刚吕镇东袁思齐中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

基于大涡模拟(LES)和声学有限元法,在400 km/h车速条件下,对1:8缩比尺度简化转向架模型进行数值模拟研究,并仿真对比同一模型在1:4、1:8、1:16和1:25缩比下的流场扰动特征及气动发声特征。研究结果表明:转向架区域内前缘剪切流与转向架... 详细信息

基于大涡模拟(LES)和声学有限元法,在400 km/h车速条件下,对1:8缩比尺度简化转向架模型进行数值模拟研究,并仿真对比同一模型在1:4、1:8、1:16和1:25缩比下的流场扰动特征及气动发声特征。研究结果表明:转向架区域内前缘剪切流与转向架本体以及转向架舱之间的耦合作用明显,可见L1和L2两种典型的循环反馈扰动模式;转向架本体结构间也存在次一级扰动,这些扰动增强了剪切流动的不稳定性;这些扰动循环反馈模式即为该区域气动发声的主要模式。尺度变化较显著改变了转向架区域的流场扰动特征,尤其是L2反馈模式;随着尺度减小,表面脉动压力及声源能量向高频迁移,声源能量先减小后增大(变化范围在2 dB内),且构架和后轮对的声源能量占比有所增加;在缩比为1:4、1:8、1:16和1:25时,频率修正后的标准点平均声压级分别为105.5、103.9、104.3、105.1 dB(A)(变化范围在1.6 dB内)。对于全尺寸模型,这种差距将进一步扩大。

关键词：高速列车转向架尺度效应气动噪声大涡模拟声学有限元

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mei基于EEMD分解的阶次跟踪方法研究

机电工程 2024年

作者：魏仕华蔺梦雄泰州职业技术学院机电技术学院北京联合大学城市轨道交通与物流学院

摆线针轮减速器组成零部件繁多、构成复杂，工作时噪声干扰大且多在变转速、往复的复杂工况下工作，因此，难以准确提取其内部的故障特征。针对这一问题，提出了一种基于集合经验模态分解（EEMD）与阶次跟踪分析的方法，对摆线针轮减速... 详细信息

摆线针轮减速器组成零部件繁多、构成复杂，工作时噪声干扰大且多在变转速、往复的复杂工况下工作，因此，难以准确提取其内部的故障特征。针对这一问题，提出了一种基于集合经验模态分解（EEMD）与阶次跟踪分析的方法，对摆线针轮减速器进行了故障诊断。首先，对采集到的时域振动信号和转速信号进行了等角度域差值采样，得到了振动信号的等角域平稳信号；然后，对等角域信号进行了集合经验模态分解，得到了若干个固有模态分量（IMFs），计算了各个固有模态分量的峭度值，选取目标模态分量进行了信号重构；接着，采用快速傅里叶变换得到了故障信号的阶次图；最后，根据减速器的传动方式、各零部件的模数，计算出了各主要部件的故障阶次，对比减速器在故障前后阶次图的能量峰值进行了故障诊断。研究结果表明：该方法能够准确提取包含故障信息的固有模态分量，实现从等时域信号到等角域信号的转换，并提取摆线针轮减速器的滚针故障阶次（8.37阶），故障准确率达到99.6%，可实现摆线针轮减速器在非平稳工况下的故障特征识别，并验证该方法的可行性和有效性。

关键词：摆线针轮减速器集合经验模态分解阶次跟踪分析故障诊断变转速工况固有模态分量

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有轨制导车堆垛的动态稳定性研究

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 316-328页

作者：尹昊董益民冯卓和红杰陈帆西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 西南交通大学计算机与人工智能学院四川成都611756

有轨制导车(RGV)堆垛是智能仓储的关键一环,运动时倒塌不仅会降低工作效率,还可能带来货物损坏、轨道变形等安全隐患。为提高智能仓储系统的工作效率,从箱子位置和刚体受力的角度,提出一种RGV堆垛的可承载加速度(即不使任何箱子倒塌的... 详细信息

有轨制导车(RGV)堆垛是智能仓储的关键一环,运动时倒塌不仅会降低工作效率,还可能带来货物损坏、轨道变形等安全隐患。为提高智能仓储系统的工作效率,从箱子位置和刚体受力的角度,提出一种RGV堆垛的可承载加速度(即不使任何箱子倒塌的最大加速度值)计算方法。首先,根据加速度方向和箱子的位置,将堆垛中箱子划分为多个刚体,每个刚体包含会一起倒塌的多个箱子;然后,根据堆垛中刚体的位置构建刚体树,分析刚体之间的通过树传递的阻倒力;最后根据阻倒力计算RGV堆垛的可承载加速度。提出的可承载加速度不仅可用于限制RGV运动加速度,还可用于定量评估堆垛的动态稳定性。实验结果表明,可承载加速度计算结果与Unity仿真堆垛的动态稳定性之间,呈现皮尔逊相关系数>0.8的极强线性相关性,优于现有的堆垛动态稳定性评估方法。

关键词：智能仓储有轨制导车堆垛动态稳定性可承载加速度阻倒力