基于YOLOv5的铁路接触网异物检测模型初步研究

接触网上附着的异物是影响铁路列车运行安全的一大隐患,在开行列车前需要检查接触网上是否有异物附着。目前,接触网异物检测主要依靠人工巡检,工作效率低,人力物力消耗大。文章通过建模实验,初步探讨利用基于深度学习的目标检测技术实现铁路接触网异物检测的可行性;构建了3种接触网异物检测模型:YOLO(You Only Look Once)v5模型、YOLOv5+坐标注意力(CA,Coordinate Attention)改进模型和YOLOv5+ConvNext Block改进模型,利用包含鸟窝和轻质异物两种常见异物的接触网图像数据集,对这3种模型进行实验分析。实验结果表明,相比YOLOv5算法,对于检测鸟窝和轻质异物两种常见的接触网异物,YOLOv5+CA改进模型和YOLOv5+ConvNext Block改进模型具有更好的效果,且YOLOv5+ConvNext Block改进模型检测小尺寸目标的能力更强。

基于Greenplum的铁路数据共享平台设计

实现铁路既有信息系统数据共享,加快数据集成应用开发,是我国铁路信息化建设继续深入推进的必由之路。文章针对铁路企业既有数据资产来源广、数据源类型多种多样等特点,基于分布式数据仓库Greenplum,开发了适用于集中存储和管理铁路企业多源异构数据的数据共享平台。平台提供数据目录管理、数据采集、数据共享、运行监控管理与数据安全防护等功能,实现对铁路多源异构数据的自动采集、处理及规范化集中存储。平台采用高可靠、易扩展的架构设计及可视化技术,为平台管理员提供简便易用的可视化配置与运行管理工具,为铁路企业应用开发单位提供便捷高效、稳定可靠、安全合规的数据共享服务,较好地满足铁路企业数据集成应用开发的需要,也为铁路企业大数据应用构建起坚实的基座。该平台已在中国铁路兰州局集团有限公司启动试运行,创建了企业既有信息系统数据资产目录,已采集76种业务数据,为十多个信息系统提供稳定、高效的数据共享服务。

基于无服务器架构的铁路应用开发资源共享与集成平台设计

为适应云计算时代企业应用开发需要,设计了基于无服务架构的铁路应用开发资源共享与集成平台,实现共享服务的发布、调用、集成、监控、评价全流程管理;通过建立铁路应用开发资源公用服务库,实现铁路应用开发可复用共性服务的集中规范管理;依托公用服务库,以API网关作为应用集成总线,为开发人员提供基于服务共享与集成的铁路应用开发新模式。该平台具备流量控制、合法请求认证、传输安全控制等服务访问控制功能,可支持高并发服务调用;此外,提供API网关监控、日志查询、数据库性能监控等运维工具及异常处置功能,保证平台稳定性和高可用性。该平台的应用将有助于提升铁路应用开发的资源复用水平、交付能力和研发质量。

车务段安全生产指挥中心管理系统设计

为提高车务站段运输生产组织、安全卡控和应急处置的能力,开发了车务段安全生产指挥中心管理系统。该系统依托数据共享平台,接入并整合了铁路既有信息系统的调度命令、列车运行图、现车、编组等数据资源,提供多源调度命令电子化集中管理和闭环控制、车流分析与预警、保留列车全过程安全管理、编组作业安全监督、现场安全检查规范化管控及应急文件管理等应用功能。该系统采用易于扩展和维护的软件设计,支持多项功能灵活配置,提供站场作业可视化实时监控界面,自动推送业务处理提醒和预警信息,为车务段安全生产指挥中心提供强有力的生产组织、作业控制与安全监督手段。该系统的应用将显著提升车务段安全生产指挥中心信息化管理水平,有助于指挥中心高效率、高质量地完成各项工作,促进铁路站段运输组织、安全卡控整体效能的提升。

高品质金刚石膜微波等离子体CVD技术的发展现状

金刚石膜拥有许多优异的性能。在制备金刚石膜的各种方法之中,高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法因其产生的等离子体密度高,同时金刚石膜沉积过程的可控性和洁净性好,因而一直是制备高品质金刚石膜的首选方法。在世界范围内,美、英、德、日、法等先进国家均已掌握了以高功率MPCVD法沉积高品质金刚石膜的技术。但在我国国内,高功率MPCVD装备落后一直是困扰我国高品质金刚石膜制备技术发展的主要障碍。首先综述国际上高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术的发展现状,包括各种高功率MPCVD装置的特点。其后,回顾了我国金刚石膜MPCVD技术的发展历史,并介绍北京科技大学近年来在发展高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术方面取得的新进展。

线形微波等离子体CVD金刚石薄膜沉积技术

本文将讨论一种新型的微波等离子体CVD设备———线形微波等离子体CVD设备和其在金刚石薄膜制备技术中的应用。利用Langmuir探针方法对线形微波等离子体CVD设备产生的H2等离子体进行的等离子体参数测量表明,在工频半波激励的条件下,H2等离子体的电子温度和等离子体密度分别约为6 eV和1×1010/cm3。尝试利用线形微波等离子体CVD设备,在直径为0.5 mm的小尺寸硬质合金微型钻头上进行了金刚石涂层的沉积,获得了质量良好的金刚石涂层。由于线形微波等离子体CVD设备产生的等离子体面积具有容易扩大的优点,因而在需要使用较大面积等离子体的场合,它将有着很好的应用前景。

MPCVD金刚石膜沉积技术及金刚石膜材料在微波电真空器件中的应用

金刚石膜是一种集众多优异性能于一身的新材料,尤其是其热导率高、绝缘性能好以及微波介电损耗低等特点,使金刚石膜在微波电真空器件领域有着重要的应用前景。目前,以微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法制备高品质金刚石膜的技术已趋向成熟。本文将针对微波电真空器件这一应用背景,简要介绍国内外高品质金刚石膜MPCVD沉积技术的发展现状,进而对金刚石膜材料应用于微波电真空器件领域的一些典型实例进行简单的介绍。

射频溅射Fe_(1-x)Ni_x/Cu超晶格的结构与磁性

应用射频溅射技术制备了面心立方结构的Fe1-xNix／Cu（x=0．26～0．54）金属超晶格．Mgo单晶衬底的采用以及在面心立方结构的Cu上实施外延等措施保证了在Ni质量分数低至0．26时Fe－Ni合金层仍保持了良好的面心立方的晶体结构，而且直到液氦温区这种面心立方结构仍是稳定的．磁性测量表明，当Fe－Ni合金层的Ni质量分数低至接近因瓦合金成分（x=0．35）时，其饱含磁矩呈下降趋势，即表现出偏离Slater-Pauling规律的倾向．同时，面心立方结构的Fe－Ni合金层的饱合磁矩有很强的温度依赖性，表明面心立方结构的Fe－Ni合金中饱含磁矩对Slater-Pauling规律的偏离与所谓的马氏体预相变无关，而与合金中Fe-Fe原子对的反铁磁性耦合有关．

铁路信息系统软件开发平台的研究与设计

针对铁路信息系统软件开发技术多样化、系统间互联互通和数据共享困难、软件研发力量亟待增强、软件开发管理机制不完善等问题,基于容器化、服务化、平台化的架构理念,应用微服务、数据仓库、企业应用集成等技术,构建铁路信息系统软件开发平台,为铁路信息系统的软件设计、实现、测试、部署及项目管理工作提供一整套高度集成的工具。该平台的应用有助于规范和优化铁路信息系统软件研发工作流程,强化软件开发技术选型统一管理,显著提升软件开发资源复用水平,为多主体协同研发提供强有力的支持,并有益于建立客观公正的软件研发项目团队评价与选用机制,促进铁路信息系统软件整体研发效能的全面提升。

大面积光学级金刚石自支撑膜研究进展

大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一。综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展。给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射 (DCArcPlasmaJet)CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果 ,并报道了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学 (机械 )、热学和微波介电性能的最新研究结果。

在预涂陶瓷过渡层的多谱段ZnS衬底上沉积金刚石膜的探索研究

本文采用真空电子束蒸镀技术在多谱段ZnS衬底上沉积了适合金刚石膜沉积的致密陶瓷过渡层,并利用微波等离子体CVD金刚石膜低温沉积技术进行了金刚石膜沉积研究。发现在陶瓷过渡层上的金刚石形核极其困难,其原因可能是陶瓷涂层在沉积过程中龟裂导致ZnS蒸汽扩散逸出干扰金刚石形核所致。本文采用诱导形核技术在过渡层/ZnS试样表面观察到极高密度(1010/cm2)的金刚石形核,并对金刚石/过渡层/ZnS试样的红外透过特性进行了评价。

离子渗金属中等离子体参数与工艺参数的相关性

用朗缪尔单探针技术对离子渗金属中的等离子体参数进行了诊断,讨论工艺参数对等离子体参数的影响。结果表明,随着工件阴极电压、源极电压和气压的增加,等离子体密度增大。利用等离子体参数结合放电特征对工艺参数进行了优化限定。讨论了等离子体参数对渗层成分的影响。

线形同轴耦合式微波等离子体CVD法制备金刚石薄膜

线形同轴耦合式微波等离子体CVD装置是一种利用微波天线产生轴向分布的等离子体柱的新型微波等离子体CVD装置。由于它产生的等离子体是沿微波天线分布的 ,因而可避免石英管式、石英钟罩式以及不锈钢谐振腔式微波等离子体CVD装置中等离子体的分布容易受到金属工件位置干扰的缺点。本文将首先讨论线形同轴耦合式微波等离子体CVD装置的工作原理 ,其后介绍利用此装置进行的金刚石薄膜沉积实验的初步结果。实验结果表明 ,利用线形同轴耦合式微波等离子体CVD装置 。

大面积CVD金刚石膜的热铁板抛光

研制成功国内第１台大面积ＣＶＤ金刚石膜热铁板抛光机．它可以在１０^（－Ｐａ）真空条件下，加热到 １１００℃；抛光台可以在０－１０ｒ／ｍｉｎ间实现无级调速，一次完成３片φ１１０ｍｍ的金刚石膜的抛光．金刚石膜在９８０℃，２ｈ抛光的结果表明该装置有良好的抛光效果．金刚石膜在９８０℃抛光不同时间的Ｒａｍａｎ谱表明，金刚石热铁板抛光是金刚石石墨化和Ｃ原子不断扩散的过程．

直流电弧等离子体喷射在金刚石膜制备和产业化中的应用

综述了北京科技大学在直流电弧等离子体喷射CVD金刚石膜沉积系统研制和改进及大面积高质量(包括光学级)金刚石自支撑膜沉积的研究进展和产业化状况。用同样技术研发出了可用于复杂形状硬质合金工具金刚石膜涂层工具批量生产的强电流直流伸展电弧等离子体CVD金刚石膜涂层系统,讨论了利用该设备研发金刚石膜涂层硬质合金工具及其现场切削试验的结果。

大面积高光学质量金刚石自支撑膜的制备

介绍了一种新型的磁控／流体动力学控制的大口径长通道直流电弧等离子体炬，并据此设计建 造了 １００千瓦级高功率 ＤＣ Ａｒｃ Ｐｌａｓｍａ Ｊｅｔ ＣＶＤ金刚石膜沉积系统 讨论了该系统采用的半封闭式 气体循环系统的工作原理。

调度工作质量评价与决策支持平台的设计

针对铁路调度业务数据综合价值不高、计划质量评价能力较弱、辅助决策支持能力不强等问题,基于数据仓库等技术对运输组织和调度指挥系统相关数据资源进行广泛集成和深度整合;设计调度工作质量评价及决策支持平台,实现行车安全过程管控、调度工作质量考核评价、重点列车运行辅助监控、车流自动推算、可视化决策分析等功能,提高运输组织和调度决策支持水平。

ZrN及其多层膜的性质和耐腐蚀性能

用磁过滤电弧制备了ZrN和ZrN TiN多层膜 ,磁控溅射制备了ZrN薄膜。结果表明 ,ZrN TiN多层膜 ,由于纳米多层化作用 ,硬度高于ZrN和TiN的 2 6GPa和 2 1GPa,平均值达到 34 5GPa。X射线衍射分析表明 ,ZrN TiN多层膜由ZrN和TiN组成。过滤电弧制备的ZrN和ZrN TiN多层膜的结合力为 81N和 77N ,磁控溅射制备的ZrN薄膜的结合力为 2 6N。极化曲线的结果显示 ,过滤电弧制备的ZrN和ZrN TiN多层膜的耐腐蚀性显著优于磁控溅射制备的ZrN薄膜 ,讨论了两种方法制备薄膜性能差异的原因。

硼掺杂金刚石薄膜研究

硼掺杂是改善金刚石薄膜电阻率的有效手段,被认为是将金刚石薄膜用于制备电化学电极的途径。本文通过CVD法在单晶硅片上制得掺硼金刚石薄膜(BDD),并采用四点探针、扫描电镜、激光拉曼和电化学工作站对之进行检测,发现随着硼掺入量的增加,薄膜电阻率逐渐降低,重掺杂时可达2.0×10-3Ω.cm。同时金刚石薄膜的固有质量出现恶化,表现为金刚石晶粒的碎化以及拉曼观察到的薄膜内应力的增加和非金刚石峰的出现。对薄膜电极进行电化学测量发现BDD电极在酸性溶液中具有非常宽的电位窗口和高的阳极极化电位,且背景电流极低。

新型MPCVD装置在高功率密度下高速沉积金刚石膜

使用自行研制的新型MPCVD装置,以H2-CH4为气源,在输入功率为5kW,沉积压力分别为13.33、26.66kPa和不同的甲烷浓度下制备了金刚石膜。利用等离子体发射光谱法对等离子体中的H原子和含碳的活性基团浓度进行了分析。用扫描电镜、激光拉曼谱对金刚石膜的表面和断口形貌、金刚石膜的品质等进行了表征。实验结果表明,使用新型MPCVD装置能够在较高的功率密度下进行金刚石膜的沉积;提高功率密度能使等离子体中H原子和含碳活性基团的浓度明显增加,这将提高金刚石膜的沉积速度,并保证金刚石膜具有较高的质量。