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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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电动缸举升伺服机构运动学误差建模与辨识

兵器装备工程学报 2024年第8期45卷 102-112页

作者：万子平刘小旭任广安范大鹏湖南农业大学机电工程学院长沙410128 湖南宇正智能科技有限公司长沙410008 国防科技大学智能科学学院长沙410073 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

针对电动缸举升伺服机构在大长径比、大惯量和大质量武器站运动学模型精度不高的问题,利用所提误差分离辨识方法对电动缸举升伺服机构的运动学模型进行了高精度建模。在明确了运动学误差来源为零位、几何、间隙和趋势误差的基础上,结合... 详细信息

针对电动缸举升伺服机构在大长径比、大惯量和大质量武器站运动学模型精度不高的问题,利用所提误差分离辨识方法对电动缸举升伺服机构的运动学模型进行了高精度建模。在明确了运动学误差来源为零位、几何、间隙和趋势误差的基础上,结合闭环矢量法与滞环模型建立了包含全项误差理论运动学模型,并定性的总结了每项误差的不同特征。通过提出的基于误差解耦的静、动态误差分离流程,有效的分离出了间隙、零位、几何和趋势误差,并分别利用双传感器法、非线性最小二乘法、傅里叶级数法和小波变换法对间隙、零位、几何和趋势误差进行了有效辨识,定量的分析了每项误差的影响度。结果表明:提出的基于搜索区间的解耦化非线性最小二乘法,在有效的分离出重现误差(几何误差),并定量的明确了几何误差为最大误差来源,将辨识出来的静态误差代入运动学模型,在实验平台的上,将平台的运动学模型精度提高96.6%。该误差分离辨识方法,对电动缸举升伺服机构的高精度运动学建模具有理论参考价值。

关键词：电动缸举升机构误差来源误差建模误差分离误差辨识非线性最小二乘

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融合改进A^(*)算法与动态窗口法的路径规划研究

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系统仿真学报 2024年第9期36卷 2171-2180页

作者：姬鹏张新元高帅轩魏铄让河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038 北京华卓精科科技股份有限公司北京100176 冀凯(河北)机电科技有限公司河北石家庄050000

针对传统A^(*)算法搜索效率较低、拐点冗余和易碰撞等问题,提出了一种融合改进A^(*)算法与动态窗口法的智能车辆路径规划算法。改进了搜索点筛选方法、优化了评价函数、根据拐点间的斜率值筛选出关键拐点,并去除冗杂拐点。在优化后的每... 详细信息

针对传统A^(*)算法搜索效率较低、拐点冗余和易碰撞等问题,提出了一种融合改进A^(*)算法与动态窗口法的智能车辆路径规划算法。改进了搜索点筛选方法、优化了评价函数、根据拐点间的斜率值筛选出关键拐点,并去除冗杂拐点。在优化后的每两个关键拐点间采用兼备速度与安全的优化动态窗口法进行局部避障。实验表明:该算法相较传统A^(*)算法在检索速度上提升了45%,拐点数量减少了91%,提高了路径平滑度。融合后的算法能在确保全局路径最优的情况下达到局部最优,可以实现实时避障。

关键词：优化A^(*)算法优化动态窗口法融合算法路径规划实时避障

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时域边界元法在隧道爆破开挖中的应用

时域边界元法在隧道爆破开挖中的应用

基于响应空间子域概率配点的重力坝分析代理模型与系统可靠度分析方法

中国土木工程学会总工程师工作委员会第三届总工论坛

作者：朱国鹏王猛李勇中车智能交通工程技术有限公司

时域边界元法是新兴的数值模拟分析,既包含边界元法计算量小的优势,又考虑时间因素对计算结果的影响。研究岩石材料的应变软化特性,在应变空间中建立基于动力解的时域边界元法基本方程后,结合材料本构关系,通过内点边界积分方程,可运用... 详细信息

时域边界元法是新兴的数值模拟分析,既包含边界元法计算量小的优势,又考虑时间因素对计算结果的影响。研究岩石材料的应变软化特性,在应变空间中建立基于动力解的时域边界元法基本方程后,结合材料本构关系,通过内点边界积分方程,可运用数值迭代的方式求解区域所有点的未知量。并通过模拟计算台州市域铁路S1线羊头山隧道爆破开挖过程中关键点位的内力与位移,与监控量测的结果进行比较,验证时域边界元方法的正确性,对了解掌握开挖过程中不便监测位置的受力状态具有指导意义。

关键词：隧道时域边界元法应变软化模型爆破开挖预警监控

来源： cnki会议评论

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工程力学 2024年

作者：杨鸽范振东张联宇曹子君马玉福李馨馨陈天燊金洪杰王永明中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司西南交通大学智慧城市与交通学院中国地质大学(武汉)工程学院绿色矿山技术与智能装备浙江省工程研究中心浙江华东工程建设管理有限公司

采用基于随机有限元的蒙特卡洛模拟方法估计重力坝失效概率计算效率低，代理模型方法可以有效提高计算效率，但其传统配点方法（如“3σ原则”及拉丁超立方抽样）常会遇到维度问题。本文提出一种基于响应空间子域概率配点的重力坝分析... 详细信息

采用基于随机有限元的蒙特卡洛模拟方法估计重力坝失效概率计算效率低，代理模型方法可以有效提高计算效率，但其传统配点方法（如“3σ原则”及拉丁超立方抽样）常会遇到维度问题。本文提出一种基于响应空间子域概率配点的重力坝分析代理模型与系统可靠度分析方法，采用广义子集模拟在响应空间配点，构建重力坝各失效模式代理模型，基于代理模型采用蒙特卡洛模拟估计失效概率。以一个“四边界系统”问题展示广义子集模拟的配点结果，以一个重力坝案例验证所提方法的有效性。结果表明：针对高维、非线性、小失效概率及多失效模式的重力坝失效概率计算问题，所提方法计算结果精度较高，且计算效率和方差缩减作用优于基于有限元模型的广义子集模拟方法。此外，在计算消耗相当的情况下，所提方法的方差缩减作用优于基于拉丁超立方抽样配点的代理模型方法。

关键词：重力坝系统可靠度分析广义子集模拟配点方法代理模型

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新时代高职实验实训室建设与安全管理研究

中国现代教育装备 2024年第15期 47-50页

作者：王文成余文杰林珺琰郑守斌饶建平漳州职业技术学院食品工程学院福建漳州363000 大闽食品(漳州)有限公司福建省饮料用植物提取技术企业重点实验室福建漳州363000

新时代高等职业教育的一大特色是通过强化学生实践技能提升人才培养质量。随着国家对职业教育与产业融合的要求日益加强,各高职院校实践课时比例逐年增加,这给高职实验实训室建设与安全管理提出了更高的要求。但目前高职实验实训室建设... 详细信息

新时代高等职业教育的一大特色是通过强化学生实践技能提升人才培养质量。随着国家对职业教育与产业融合的要求日益加强,各高职院校实践课时比例逐年增加,这给高职实验实训室建设与安全管理提出了更高的要求。但目前高职实验实训室建设与安全管理存在实验室管理队伍配备不足、培训体系不完善、实验室安全管理体系不规范、智能化安全防护设施不足、实验室信息化建设滞后等问题。针对这些问题,提出加强实验室人员队伍建设、强化安全培训体系及内容开发、建立实验室安全管理体系、建设智能化安全防护设施、运用数字化管理系统等优化路径,更好地保障高职实验实训教学的顺利进行。

关键词：实验实训室安全管理智能化数字化

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基于机器视觉的盾尾间隙智能检测方法研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：胡秋斌毛仁利庄欠伟柳献同济大学土木工程学院上海隧道工程有限公司

盾尾间隙为盾构掘进姿态调整、管片选型等提供重要依据，为了解决盾构施工中盾尾间隙人工测量难度高、准确度难以保证的问题，本文提出一套盾尾间隙智能检测方法，可以实现施工中盾尾间隙的实时测量。该方法采用安装在拼装机回转机构上... 详细信息

盾尾间隙为盾构掘进姿态调整、管片选型等提供重要依据，为了解决盾构施工中盾尾间隙人工测量难度高、准确度难以保证的问题，本文提出一套盾尾间隙智能检测方法，可以实现施工中盾尾间隙的实时测量。该方法采用安装在拼装机回转机构上的视觉扫描系统获取管片和盾尾的点云数据；对点云数据进行滤波降噪后提取管片手孔部分点云，以此确定盾尾间隙检测位置；采用PSO算法对管片内弧面点云进行柱面拟合，精确求解管片轴线位置；利用管片轴线和盾尾间隙检测位置点确定的径向平面提取管片点云和盾尾点云的切片，采用改进的最小二乘法求解所得切片上两点云的直线方程；计算两直线在管片端面处的空间距离即为盾构间隙与管片厚度之和，继而可得到检测位置的盾构间隙。对盾尾间隙计算方法进行研究，结果表明：相对于非线性最小二乘拟合方法，PSO算法在对管片点云拟合圆柱模型中精度更高，求解管片柱面的轴线位置更准确；采用RANSAC算法对传统最小二乘法进行改进，可以提升拟合盾尾间隙所在平面与管片或盾尾交线的准确度，有利于提升盾尾间隙解算精度；经现场测试验证，本文的盾尾间隙测量系统重复性测量精度优于1.3mm，绝对测量精度优于2.4mm，可满足工程测量要求。研究可为盾构隧道施工中的盾尾间隙提供一种新的自动化测量技术，促进盾构隧道施工自动化、智能化。

关键词：盾尾间隙智能检测机器视觉点云 PSO算法 RANSAC算法

基于改进YOLOX的棉花姿态品级识别及其定位研究

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棉花学报 2024年第4期36卷 328-339页

作者：谢嘉陈学飞李永国金昌兵梁锦涛孙帅浩上海海洋大学工程学院上海201306 小家智能科技(上海)有限公司上海201306 西安电子科技大学机电工程学院西安710071

【目的】旨在解决高质量采棉要求下,采棉机对不同姿态和品级的棉花进行精确识别与定位的问题,提出了1种基于改进YOLOX的棉花检测方法YOLOX-Cotton。【方法】YOLOX-Cotton使用YOLOX模型作为主体框架,包含识别模块和定位模块,并引入了CA(c... 详细信息

【目的】旨在解决高质量采棉要求下,采棉机对不同姿态和品级的棉花进行精确识别与定位的问题,提出了1种基于改进YOLOX的棉花检测方法YOLOX-Cotton。【方法】YOLOX-Cotton使用YOLOX模型作为主体框架,包含识别模块和定位模块,并引入了CA(coordinate attention)模块和SIoU损失函数,以多种姿态、品级的棉花图片作为数据集,对其进行训练并测试。【结果】YOLOX-Cotton模型的识别模块能够识别不同姿态和品级的棉花,且模型精确率、召回率和平均精度均值达到92.9%、86.8%和92.4%,与原YOLOX模型相比分别提升了5.2、5.5和6.1百分点。该模型的定位模块能够准确获得棉花的位置,测量结果均在田间试验验证结果的阈值范围内,所有样本的标准偏差均小于0.01。【结论】YOLOX-Cotton能够有效解决采棉机在高质量采棉要求下对棉花的识别与定位问题,将为实现高质量采棉提供了有力的技术支撑。

关键词：棉花目标检测三维定位注意力机制损失函数

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预紧扭矩对锚杆拉伸工况影响实验研究

采矿与安全工程学报 2024年第4期41卷 699-708页

作者：娄金福董双勇杨景贺原贵阳刘文举吴志刚中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京100013

锚杆安装预紧状态对其后续服役工况有重要影响。依托自主研发的锚杆力学性能综合试验台,以托盘垂直于杆体安装为例,对真实锚杆系统施加不同的预紧扭矩,测试安装预紧、轴向拉伸等静载阶段锚杆的力学响应特征,揭示杆体受力的转化机制,阐... 详细信息

锚杆安装预紧状态对其后续服役工况有重要影响。依托自主研发的锚杆力学性能综合试验台,以托盘垂直于杆体安装为例,对真实锚杆系统施加不同的预紧扭矩,测试安装预紧、轴向拉伸等静载阶段锚杆的力学响应特征,揭示杆体受力的转化机制,阐释安装工况对锚杆后续工况的影响规律。试验发现,杆体预紧力与预紧扭矩呈线性关系,杆体扭矩与预紧扭矩呈非线性关系。轴向拉伸阶段杆体扭矩持续降低,尤其以杆体弹性阶段、屈服阶段降幅最为明显,杆体强化阶段扭矩大致保持恒定。拉扭组合状态杆体的极限承载值降低,相当于杆材强度的89.65%~93%。预紧扭矩对杆体极限承载值几乎没有影响,但预紧扭矩的增加会导致极限承载点的杆体伸长量不断减小。其中,预紧扭矩450 N·m时杆体延伸率较杆材降低2.2个百分点。对比各预紧扭矩方案的结果确定预紧扭矩的合理值为350 N·m。力学分析发现,杆体残余扭矩产生的切应力是其承载能力及延伸率降低的主要原因,建议采用张拉预紧方式安装锚杆,以消除螺纹预紧摩擦产生的不利影响。

关键词：锚杆预紧扭矩预紧力残余扭矩组合受力

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