基于云平台的铁路无线电信号DOA跟踪算法

在高速铁路场景下,准确估计和跟踪无线电信号的波达方向(Direction of Arrival, DOA)能够有效提升无线通信服务质量.然而,高速移动的无线信道具有快速时变特性,对信号处理的速度和准确性提出了更高的挑战.针对传统的基于信号子空间的DOA估计算法,由于巨大的计算量而无法应用于高速铁路快速时变系统中进行DOA跟踪的问题,提出了基于卡尔曼滤波和正交压缩近似投影子空间跟踪(Kalman Filter-Orthonormal Projection Approximation and Subspace Tracking of deflation, K-OPASTd)的DOA算法.首先,搭建基于云平台的铁路信号动态测向系统;然后,建立列车接收信号模型,提出K-OPASTd算法对DOA进行动态跟踪;最后,将本文提出的算法与OPASTd算法所得到的估计角度的均方根误差进行仿真对比实验.研究结果表明:信噪比均为10dB时,本文所提算法的均方根误差比OPASTd算法低约60%;阵元均为20时,K-OPASTd算法的均方根误差比OPASTd算法低约80%.

从2B到4B——电信行业与垂直行业的供需协同倍增发展

为更好地发展下一代移动通信技术,加快5G/6G建设,需将发力点由“面向企业”的2B(To Business)向“为了企业”的4B(For Business)转变。从2B到4B,是从供给侧主导向需求侧主导的转变,是从“供给外生赋能”向“供需内生协同”本质的转变。发展5G/6G公专网,需要树立全生命周期的可持续发展理念,深度理解目标企业的核心诉求,充分发挥企业的主体作用。应由垂直行业主导公专网应用的标准制定与生态建设,设计可复制、可定义的商业模式,从顶层设计开始,将数字技术融入到垂直行业数字化转型之中,实现5G/6G公专网发展从2B到4B的转变,创造电信行业与垂直行业供需协同、价值倍增的可持续发展模式。

基于“互联网+教育”的城市地下空间工程专业教学改革与实践研究

教育信息化是顺应智能环境下教育发展的必然选择,是加快实现教育现代化的有效途径。该研究提出基于“互联网+教育”的城市地下空间工程专业课程改革理念。紧跟城市地下空间开发产业发展对高技术人才的需求,建立城市地下空间工程教学内容动态调整机制,建设城市地下空间工程开放共享优质教学资源,构建以学生为中心的城市地下空间工程课程建设新模式,满足学生时时学习、处处学习、终身学习的需求。

南京长江漫滩废弃粉土改良用作路基填料的室内试验研究

为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用,研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验,分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律,论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明:掺加水泥、石灰后,土体力学性能得到大幅改善;不同掺量下浸水5 d,改良土的水稳系数均大于0.6,水稳系数随水泥掺量的增加而增加,随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明,水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性,经过改良后,长江漫滩粉土可以作为路基填料,建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰,在此掺量下,改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa,浸水5 d后的水稳系数为0.76,具有较好的路用力学性能。

盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析

针对盾构隧道施工侧穿既有建筑物问题,结合南京地铁一号线北延段工程,以盾构隧道侧穿某浅基础建筑物为研究对象,通过对建筑物沉降实测数据进行分析,并利用Plaxis 3D软件建立数值模型,研究了隧道距建筑物不同水平距离和盾构以不同角度穿越对建筑物差异沉降与扭曲变形特征的影响。结果表明:随着盾构开挖面逐渐接近建筑物,建筑物差异沉降及扭曲变形逐渐增大;差异沉降量在盾构机通过时达到最大值,之后趋于稳定,而扭曲变形峰值出现在盾构开挖面到达建筑物中点截面位置时,随后逐渐减小;当建筑物中心至隧道轴线的水平距离与隧道外径之比L/D=0.5~2时,建筑物差异沉降量较大,在L/D=1.5时达到峰值;当盾构穿越夹角从θ=0°增大至θ=90°时,建筑物最大差异沉降量不断增加,而最终扭曲变形值则先增大后减小,在θ=45°时扭曲变形达到峰值。研究结果可为盾构隧道侧穿浅基础建筑物时相关类似工程提供参考。

非均质固化渣土的压缩特性与微观结构分析

为探究不充分切削搅拌对换填层工程的影响,制备不同大小的渣土块,研究不同尺寸渣土块固化后的压缩特性,探讨磷石膏比例对非均质固化土性能的影响规律和作用机理,以实现磷石膏固废利用和降低固化剂能耗的目的.研究结果表明,水泥磷石膏协同非均质固化渣土的压缩性显著降低,前期屈服应力提高至392 kPa,后随土块直径增加至7 mm而降低;随磷石膏掺量的增加,固化效果达到最优后发生下降,28 d龄期时的磷石膏最优质量分数为水泥的30%.固化剂水化产物在土块表面形成硬壳层作为承荷骨架;磷石膏与水泥水化产物反应生成膨胀性钙矾石部分填充块体间孔隙,降低整体压缩性能;过量磷石膏会产生硬壳层内应力,导致屈服应力降低.

移动通信网中加密算法演进及其在铁路5G-R应用展望

加密算法是保障移动通信网络安全不可或缺的一环。随着5G技术的迅猛发展,加密算法与时俱进,相继引入了SNOW3G算法、高级加密标准(AES)和祖冲之算法(ZUC)。铁路5G专用无线通信系统(5G-R)中加密算法的应用,不仅有助于保护铁路通信数据的机密性,防止信息泄露,还能通过身份验证和数据完整性校验,确保通信的可靠性和真实性。介绍加密算法在移动通信网络中的发展历程和应用场景,分析未来铁路专用移动通信网络安全性的挑战,同时结合下一代铁路通信的需求,探讨加密算法在5G-R专网中的应用。

粉细砂地层双线盾构施工实测地表沉降规律分析与预测

依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工,针对盾构穿越典型粉细砂地层条件,对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析,对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨,并研究先行线和后行线土体损失率和地表沉降槽宽度系数的取值及影响因素。研究结果表明,在粉细砂地层中,后行线隧道施工对地层的二次扰动效应会引起先行线轴线上方地表沉降的显著增加,且二次扰动效应明显强于其他软土地层,但弱于砂土地层;相较于淤泥质土地层,在粉细砂地层中盾构停机对地表沉降的影响更为显著;先行线和后行线施工引起土体损失率比值η_(1)/η_(2)在1~5倍范围内,平均值为2.3,先行线和后行线地表沉降槽宽度系数比值K_(1)/K_(2)在1~2倍范围内,平均值为1.4;砂土、粉细砂和粉土地层中土体损失率比值η_(1)/η_(2)均大于1,η_(1)/η_(2)和K_(1)/K_(2)与隧道覆土深度比(H/D)相关性较弱。

泥水盾构施工循环掘进泥浆制备试验研究

为实现盾构废弃泥浆循环利用,将废弃泥浆应用于掘进泥浆制备,依托南京长江新济洲过江供水廊道项目进行室内试验,对比了废弃泥浆和膨润土所制备掘进泥浆的性能差异,分析了废弃泥浆制备掘进泥浆的可行性;研究了废弃泥浆黏粒含量及配比对掘进泥浆性能影响的规律;建立了掘进泥浆性能指标的拟合公式,并基于拟合公式进行了废弃泥浆制备掘进泥浆的配比优化分析。研究结果有效证明了废弃泥浆制备掘进泥浆的可行性,且通过配比优化,确定了依托工程利用废弃泥浆制备掘进泥浆的参考配比:固水比0.22,膨黏比0.28,羧甲基纤维素钠(CMC)掺量0.32%。经配比优化后的掘进泥浆能够满足性能要求,可为工程中利用废弃泥浆循环制备掘进泥浆的配比确定提供参考。

基于GA-BP神经网络的软土路基运营期沉降预测

为了实现高速公路软土路基沉降的准确预测,采用遗传算法(GA)优化BP神经网络,研究3种输入对预测结果精度的影响.选取时间t以及其15 d前的沉降量S_(t-15)和平均沉降速率v_(t-15)为影响因素,在t、t-S_(t-15)、t-S_(t-15)-v_(t-15)三种输入下,分别取某高速公路软土路基运营期实测沉降数据的前50%、80%为训练集,余下原始数据为测试集,重复训练10次后取平均值作为输出值.采用决定系数(R^(2))来判别模型拟合度,均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)作为模型性能的评价指标.结果表明:3种输入的R^(2)均大于0.99;训练集占原始数据的比例为50%时,t-S_(t-15)输入的预测误差最小,RMSE为1.31 mm,MAPE为4.71%;训练集占原始数据的比例为80%时,t-S_(t-15)-v_(t-15)输入的预测误差最小,RMSE为0.29 mm,MAPE为1.00%.t、t-S_(t-15)、t-S_(t-15)-v_(t-15)三种输入都可对路基沉降进行预测,其中t-S_(t-15)-v_(t-15)输入下取实测沉降数据的80%作为训练集时预测结果最精确.

适用于瞬态条件的多通道序列前光成像系统设计

为满足在瞬态条件、不同物距下获得稳定高质量序列图像的成像需求,设计了四通道序列前光高速成像系统。系统采用像空间平行分光,以成像原理为出发点,对系统的设计关键进行分析。以理论计算参数为设计依据进行分镜组(物镜组、场镜及准直镜租、汇聚镜组)设计并分别进行像差独立校正,加入场镜减小系统体积和重量,提升光能利用率,通过视场和光瞳的准确衔接提高光束的传输效果,在此基础上对分镜组进行整合优化,加入分光器件形成最终的四通道序列前光成像系统。设计物距可调光路,使用中通过调节物镜组手轮保证系统在0.5 m~∞物距下的成像质量,同时保持一次像面位置不变,增强系统性能稳定性的同时降低了装调难度。系统可根据实际需要对接收端进行更换,且在分光区域加入分光器件后可拓展至八通道系统。利用装调后的序列前光成像系统进行实验室检测和现场试验,其主要光学性能良好,各通道实测分辨率可达到72 lp/mm,成像一致性大于98%。现场试验结果表明,该光学系统可满足瞬态条件下序列图像的拍摄要求。

重型挤压机三层挤压筒装配应力计算及应用

采用理论分析和数值模拟相结合的方法对重型挤压机的三层挤压筒的预应力计算进行了研究。提出了三层挤压筒过盈装配后层套间接触应力的计算表达式,给出了基于预应力的三层挤压筒装配后内筒内径变形量的表达式,并结合试验,对重型挤压机的三层式挤压筒的装配变形量进行了验证。研究成果应用于125 MN挤压机的挤压筒上,取得了良好效果。

南京江底盾构施工废弃砂土在同步注浆中再利用的适用性

依托南京长江新济洲供水廊道项目泥水盾构工程,针对江底粉细砂地层和岩石地层中泥水盾构施工产生的废弃砂土,研究其在盾构同步注浆材料中再利用的适用性。通过改变砂土地层弃砂的粒径分布,研究其对砂浆性能的影响;针对岩石地层产生的废弃砂土,研究其颗粒形状对砂浆性能的影响,并对岩层弃砂制备同步砂浆进行配比优化。结果表明:该工程砂土层弃砂可直接代替原配比中的砂进行再利用,岩层弃砂通过调整配比亦能满足工程要求;增大砂层弃砂细度模数和砂粒含量可改善砂浆的流动性,但砂土黏粒含量过大会使砂浆流动性变差、凝结时间缩短、强度降低;岩层弃砂颗粒表面越粗糙,所制备砂浆流动性越差,凝结时间越短。合适配比下,盾构施工废弃砂土可应用于同步注浆,砂浆配比应随废弃砂土粒径分布和颗粒形状的变化做出适当调整。

越江泥水盾构隧道泥浆改性及泥膜渗透性状试验研究

为指导越江泥水盾构隧道施工过程中的泥浆性质动态调节,以羧甲基纤维素钠(CMC)和粉细砂为主要调控材料,对不同配比泥浆进行密度、黏度、胶体率测试,并基于API滤失试验研究各配比泥浆的滤失性状及泥膜的渗透特性.结果表明:钠基膨润土-粉细砂-CMC泥浆体系具有良好的分散性,泥浆胶体率普遍在98%以上;对于生成泥皮+渗透带型的砂砾地层,虽然通过掺加粉细砂可有效堵塞地层,减小滤失量,但其形成的泥膜渗透系数和滤失量则相对较大;对于需要快速在开挖面形成泥皮型泥膜的地层,增加CMC的掺量可以有效减小泥膜形成时的滤失量,降低泥膜渗透系数;但CMC掺量过大后所成泥膜孔隙比增大,结构疏松,渗透系数反而呈增长趋势.施工过程中可结合实际需求对泥浆性质进行动态调整,以保障泥水盾构掘进和开舱安全.

V型三能级金刚石氮空位色心电磁诱导透明体系中孤子的存取

本文先构建一束弱探测场和一束强控制场所形成的V型三能级金刚石氮空位(NV)色心电磁诱导透明(EIT)模型,随后研究探测场在体系的线性吸收和非线性传播特性.结果表明,一旦开启强控制场,体系就会呈现出EIT窗口,且透明窗口的宽度随着控制场磁感应强度的增加而变宽.在非线性情况下,探测场能形成稳定传播的孤子,且可通过开启和关闭控制场的磁场实现孤子的存储和读取,可以有效地克服冷原子介质和量子点介质孤子存取的缺陷.值得一提的是,体系所存取孤子的振幅还可以通过控制场的磁感应强度来进行调节.

水泥-磷石膏双掺固化处理高含水率疏浚淤泥试验研究

在传统水泥固化处理方法的基础上,提出用水泥-磷石膏双掺固化处理高含水率疏浚淤泥的方法,以期达到以废治废,将废弃高含水率疏浚淤泥经济合理转化为良质土资源的目的。系列室内试验的结果表明,磷石膏对疏浚淤泥固化土的增强效果显著,并存在一最佳掺量,最佳掺量随淤泥初始含水率增大而增大,水泥-磷石膏双掺固化土的应力-应变曲线表明,其破坏应变一般在2%～3%左右,变形系数E50与抗压强度近似呈线性递增关系。

疏浚淤泥流动固化处理与流动性试验研究

疏浚淤泥由于含水率高、强度低、渗透性低等特性,在工程上难以直接利用而往往作废弃处理,造成了资源的浪费和土地的占用。针对我国疏浚施工的特点,基于传统固化方法,提出了将高含水率疏浚淤泥进行流动固化处理,并进行了流动性试验研究。结果表明,固化淤泥拌合物的流动值与初始含水率及固化材料掺量之间均具有良好的线性关系,初始含水率2.5wL是能否进行流动固化处理的临界值。基于影响流动性的两个重要因素,即初始含水率和固化材料掺量,提出了广义水灰比的概念,建立了流动值的预测方法,并对预测公式进行了验证。

疏浚淤泥固化土的压缩特性与结构屈服应力

河道疏浚拓宽以及港口新建扩建等不可避免地产生大量疏浚淤泥,如何处置大量废弃淤泥是工程界关注的一个重要研究课题。固化方法是目前处理疏浚淤泥的常用方法,其目的是将废弃淤泥处理成土工材料加以利用。处理后的淤泥固化土作为工程建设用土必须考虑其工程力学性能。为了研究疏浚淤泥固化土的压缩性状与结构屈服应力,进行了多组不同配比下淤泥固化土的压缩试验。通过室内一维压缩试验,研究了高含水率疏浚淤泥固化土的压缩性状,探讨了固化材料掺量、初始含水率、龄期等对固化土压缩变形特性和结构屈服应力的影响。压缩试验结果表明:与许多天然沉积结构性土及水泥土类似,疏浚淤泥固化土的压缩曲线均存在一个明显的结构屈服点。当上部荷载小于结构屈服应力之前,固化土的压缩性很小;一旦上部荷载超过结构屈服应力之后,固化土的压缩性急剧增大。分析了淤泥固化土结构屈服应力的影响因素,并将由一维压缩试验得到的结构屈服应力(Py)与由无侧限抗压试验确定的抗压强度(qu)进行了比较,给出了两者之间的定量关系。疏浚淤泥固化土在屈服前后的压缩性状差异很大,这一研究成果对工程应用很有指导意义,当上部荷载较低时,可以充分利用其屈服前的低压缩性,但应确保上部荷载不能超出其结构屈服应力,以避免固化土在缺乏预兆的情况下发生突然破坏。

高含水率疏浚淤泥固化土的抗压试验与强度预测

河湖疏浚及港口建设等不可避免地产生大量疏浚淤泥。针对高含水率疏浚淤泥流动固化处理方法,对淤泥固化土的抗压强度进行了试验研究。基于试验结果,分析了抗压强度的主要影响因素和变化规律,明确了淤泥固化土的三种破坏形态,从机理上解释了以工业废料磷石膏为主要成分的专用添加材料存在最佳掺量的原因。试验结果还表明固化土强度与固化材料掺量呈近似线性递增关系,强度与淤泥初始含水率呈近似线性递减关系,强度随龄期的增长表现出先快后慢的对数增长规律。建立了固化土不同龄期强度与28 d强度的定量关系,提出了高含水率疏浚淤泥流动固化土的抗压强度预测方法,为疏浚淤泥流动固化处理土的工程应用和强度预判提供了重要指导。

基于GPRS分组交换网络的CTCS-3级列控系统车地安全数据传输的可行性

基于高速铁路既有的通用分组无线业务(GPRS)分组交换网络以及CTCS-3级列控系统车地安全数据传输需求,提出GPRS承载CTCS-3级列控系统车地安全数据传输业务的服务质量(QoS)关键指标和协议栈;基于半实物仿真平台提出GPRS网络承载车地安全数据传输QoS测试方法,并对QoS关键指标进行测量和分析。结果表明:40字节和128字节用户数据报协议(UDP)数据帧端到端传输时延在改进网络临时块流(TBF)释放机制后,可以满足车地安全数据传输QoS的需求;GPRS网络的误帧/丢帧主要出现在小区重选时,下行链路误帧/丢帧率高于上行链路误帧/丢帧率;GPRS附着时延和分组数据协议(PDP)激活时延可以满足车地安全数据传输QoS的需求。优化GPRS网络数据传输时延、小区重选机制和重选时的数据缓存机制是利用GPRS网络承载CTCS-3级列控系统车地安全数据传输的关键。