基于IMU-LiDAR紧耦合的煤矿防冲钻孔机器人定位导航方法

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其在复杂卸压巷道的精确地图构建和的稳定导航是实现钻孔作业智能化的基础和前提。在分析激光雷达点云畸变成因和同步定位与地图构建(SLAM)算法缺陷的基础上,设计了基于惯性测量单元(IMU)连续时间轨迹的点云畸变矫正方法,建立了激光雷达和IMU的数据融合模型,提出了基于IMU-LiDAR紧耦合的防冲钻孔机器人定位建图方法。根据煤矿卸压巷道特点建立了密闭坡道模型,开展了建图效果仿真分析,结果表明,所提算法在定位精度、轨迹误差方面均优于现有常用算法。在此基础上,设计了基于改进人工势场法和快速扩展随机树的动态路径规划方法,建立了适用于防冲钻孔机器人的路径规划与导航融合方案,并设计了2种仿真运动场景,结果表明,所提路径规划方法在全局路径规划和动态路径规划的平均路径长度、平均运行时间、平均生成节点数等方面均具有较好的综合性能。为了进一步验证防冲钻孔机器人定位导航方法的实用性,在校内模拟巷道、地面实验基地和井下卸压巷道等场景下开展了多组对比实验,结果表明:将IMU数据与LiDAR数据紧耦合后,所提方法的定位建图精度明显提高,在特征退化场景中具有优越的定位建图性能,且规划路径的运算效率和路径代价方面均具有良好的表现,验证了所提定位导航方法在多种场景中的可行性和优越性。

煤矿防冲钻孔机器人全自主钻进系统关键技术

针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系统性能的“孔位精准识别、钻具姿态精确感知、无线电磁随钻智能检测、钻具运行状态智能识别和钻进系统精确控制”五大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在复杂恶劣环境下卸压孔的精确识别问题,设计了融合图像尺寸调节和多阶段训练模式的卸压孔图像样本扩充SinGAN模型,引入多层特征融合优化的FasterRCNN,构建了基于改进SqueezeNet轻量级网络架构的孔位识别模型,以实现卸压孔位的准确快速识别;针对钻具姿态精确感知问题,提出了基于改进梯度下降法算法优化无迹卡尔曼滤波的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)初始对准方法,设计了多个IMU的空间阵列布局方式,研究了基于BP神经网络的钻具姿态误差补偿方法,旨在提高钻具姿态的解算精度,实现精准钻孔卸压;针对复杂地质环境下钻进工况的精确检测问题,搭建了煤矿井下随钻测量无线电磁传输系统架构,探讨了微弱电磁波信号自适应调制和随钻高速双向电磁传输技术原理,研究了孔底地质参数、几何参数和工程参数的测量原理和实现过程;针对钻进系统运行状态识别问题,构建了钻进信号时域、频域、时频域的多域特征和深度网络高级特征提取架构,提出了钻进系统关键零部件健康状态评估和故障诊断技术,构建了基于改进蝙蝠优化长短期记忆网络的卡钻风险因子预测模型,实现对卸压钻具卡钻状态的准确预测;针对钻进系统的精确控制问题,分析了钻进系统的液压系统工作原理,构建了考虑煤岩性状的钻进系统精确控制方案,探讨了基于转矩和位置的钻进系统最优控制参数求解原理,旨在实现钻进回转系统和给进系统的智能协同控制和并行作业。

速度350km/h高速铁路长大下坡地段闭塞分区设置方法研究

通过分析长大下坡道闭塞分区长度对CTCS-3级和后备CTCS-2级列控系统的影响,指出二者对闭塞分区长度的需求完全相反,并针对CTCS-3级列控系统的行车许可回缩、速度突降等问题的产生原因进行分析。阐述坡度、闭塞分区长度与不同列控模式下列车运行速度、追踪间隔时间等要素之间的关系,制定闭塞分区设置的基本原则。检算典型坡度下闭塞分区长度设置的合理区间范围及相应追踪间隔时间,指出坡度超过-30‰后将无法兼顾不同列控等级下的运行速度。设计模拟退火算法,根据闭塞分区设置原则及闭塞分区取值规律,给出压缩求解空间、提高求解效率的方法。以郑万高速铁路长大下坡地段为例,对闭塞分区设置进行优化,在不考虑其他约束的前提下,与设计院优化方案相比,本求解优化方案在确保CTCS-3级控车模式下允许速度可达350 km/h的同时,将CTCS-2级控车模式下的允许速度提高30 km/h,追踪间隔时间压缩23 s。

基于数字孪生的交叉筛智能控制技术研究现状

交叉式细粒滚轴筛是一种适用于湿黏细粒煤的干法深度筛分设备。总结了普通滚轴筛和交叉筛的研究现状和局限性,提出了推进交叉筛智能控制技术研究的观点。综述了数字孪生技术在煤矿行业的应用案例,分析了数字孪生技术在煤矿无人化生产、远程控制和安全高效运行方面具备的潜力和价值。基于此,提出了开展基于数字孪生的交叉筛智能控制技术的研究,实现对交叉筛运行过程控制、状态监测等功能,提高交叉筛的智能化发展水平。

轻钢龙骨防火组合楼板梁板节点连接试验研究

轻钢龙骨防火组合楼板是一种新型的装配式楼板,因为自重较小,同时具有较大的承载力,板底板顶附层为防火楼板,具有较好的防火能力,该种楼板作为简支板直接放置于工字钢梁上,支座处无法传递负弯矩,因此在梁顶支座处会出现一条通缝,严重影响使用效果,同时简支板体系也不符合抗震规范的要求。本文提出一种新的支座处梁板节点连接方式,目的是通过合理连接,实现支座处能够传递负弯矩,由简支变为固结。试验采用液压千斤顶对试件施加静荷载,对11个全比例节点连接试件进行研究,考虑连接件搭接长度、连接件厚度、连接所用的自攻螺钉(螺栓)的数量,以及连接件尺寸对梁板连接节点承载力和挠度的影响,并对节点连接件与C型轻钢龙骨之间的变形协调能力做出了分析。研究表明,本文提出的以Z型钢为连接件的梁板节点连接方法安全可靠,可实现该新型楼板的双跨以及多跨连接。

考虑动态随机客流的城市轨道交通列车时刻表仿真优化

为更加精准刻画动态随机客流与列车时刻表编制间的复杂匹配过程,综合考虑乘客动态随机到达过程、列车容量限制、车内拥挤度对乘客上下车速率影响、停站时间动态调整和列车运行安全防护等重要运营特征,构建城市轨道交通列车运行离散仿真模型。在此基础上,建立以最小化乘客平均候车时间为目标的随机非线性优化模型,并设计一种基于仿真的有限差分随机逼近算法,用于优化城市轨道交通发车方案。以国内某条线路的实际运营数据为例验证仿真模型及优化方法,结果表明所构建模型及算法具有较好的优化效果和计算效率,优化后的列车实绩运行时刻能更好地适应客流需求的动态随机性,且在不增加发车频次的前提下有效降低乘客平均候车时间,提升城市轨道交通运营管理水平。

股票价格遵循指数O-U过程的最大值期权定价

讨论了股票价格过程遵循指数O-U过程的变异期权定价问题。利用Girsanov定理获得了指数O-U过程模型的唯一等价鞅测度。利用期权定价的鞅方法,得到了离散时间最大值期权和虹式期权的定价公式。

中药治疗痛风相关专利用药规律分析

[目的]分析中药治疗痛风的用药规律和特点,为中医治疗痛风提供参考和借鉴。[方法]检索近10年相关专利,将符合标准的484篇中医治疗痛风专利中的中药归类,并分别查出其功效、性、味、归经、证型、治则,用Excel进行统计分析。[结果]经过统计分析发现,治疗痛风出现频数最高为茯苓,其次是牛膝、当归,占全部用方的85.96%;从功效角度以利湿为主共达29.68%,其次是活血化瘀药、补虚药、清热药,此3类药物占全部功效组成的48.60%;药物归经以归肝经的药物为最多,其次是归肺经、胃经、脾经、肾经的药物,药物归经占到了全部用药归经的74.76%;从药味角度以甘味为最多,其次是辛味、苦味药,此3药味占到了全部用药药味的62.56%;从药性角度主要是性温,其次是性寒、性平的药物,此3种药性占到了全部用药药性的69.65%。从中医证型角度主要为:湿热蕴结证45.94%、瘀血阻滞证24.48%、肝肾亏虚证17.75%、脾虚湿盛证11.83%等四大主证。[结论]从以上规律中可以看出常用药物临床上多选用清热利湿、活血化瘀、疏肝补肾、健脾化浊之法。

结点站间集装箱班列开行方案的优化模型及算法

基于一定的边际假定、定义及其定理,将铁路结点站间集装箱班列开行方案(BCTFP)箱小时消耗最少的优化目标描述为线性阶跃函数,得到BCTFP的优化模型。在模型中,每支非零箱流均对应1个线性等式约束,且每个约束条件之间没有任何交叉。将该模型改造为不含约束条件的0-1二层线性规划模型:上层规划的目标为箱小时节省最大,下层规划的目标为在给定决策变量条件下的沿途改编箱小时消耗最小。按照适应性遗传算法的思想确定遗传策略,采用协同多群体遗传算法,以有效地克服由于问题本身具有强基因关联和超多峰性质而带来的模式欺骗问题,设计相应的遗传算法。通过对算法每个环节计算复杂度的分析,得到该算法的整体复杂度为O(αn3lnβn2),说明该算法是收敛于全局最优的有效算法。

广义Black-Scholes模型期权定价新方法——保险精算方法

利用公平保费原则和价格过程的实际概率测度推广了MogensBladt和TinaHviidRydberg的结果· 在无中间红利和有中间红利两种情况下,把Black＿Scholes模型推广到无风险资产(债券或银行存款)具有时间相依的利率和风险资产(股票)也具有时间相依的连续复利预期收益率和波动率的情况,在此情况下获得了欧式期权的精确定价公式以及买权与卖权之间的平价关系· 给出了风险资产(股票)

带有Poisson跳的股票价格模型的期权定价

利用公平保费原则和价格过程的实际概率测度推广了Mogensbladt和HinaHviidRydberg关于欧式期权定价的结果。假定股票价格过程遵循带非时齐Poisson跳跃的扩散过程,并且股票预期收益率、波动率和无风险利率均为时间函数的情况下,获得了欧式期权精确定价公式和买权与卖权之间的平价关系。

随机波动率模型的效用无差别定价和套期保值策略

研究了随机波动率模型的指数效用无差别定价和套期保值策略选择问题.首先考虑了随机波动率模型的反应扩散系统,并利用鞅方法构造了含有未定权益的最优投资问题的最优策略和最优鞅测度.然后利用最优投资和无差别定价的关系,得到了效用无差别定价满足的偏微分方程和套期保值策略.

股票价格遵循Ornstein-Uhlenback过程的期权定价

讨论了股票价格过程遵循指数O U(ornstein＿uhlenback)过程的欧式期权定价问题.分别用保险精算法和套利定价方法,考虑了在有效期内股票有无红利支付两种情况下的欧式期权定价问题,给出了股票价格遵循指数O U过程和广义指数O U过程的欧式期权定价公式,并讨论了两种定价方法所得公式之间的关系.证明了在指数O U过程模型下保险精算定价是一有套利定价.

人参皂苷Re对ADP、PAF、AA诱导家兔血小板聚集功能的影响

[目的]研究人参皂苷Re对血小板聚集功能的影响。[方法]采用体外实验通过Born法观察人参皂苷Re对二磷酸腺苷钠盐(ADP)、血小板活化因子(PAF)、花生四烯酸(AA)诱导的家兔血小板聚集率的影响。[结果]人参皂苷Re体外抑制ADP、PAF、AA诱导的家兔血小板聚集差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。半数抑制浓度(IC50)分别为0.197、0.242、0.443 g/L。[结论]人参皂苷Re呈剂量依赖性抑制体外ADP、PAF、AA诱导的血小板聚集,且抗ADP诱导的血小板聚集作用强于PAF、AA。

随机波动率模型的最小熵鞅测度和效用无差别定价

本文研究了随机波动率模型的最小熵鞅测度和效用无差别定价。利用动态规划方法,得到了效用无差别定价满足的偏微分方程以及效用无差别套期保值策略。利用指数效用函数的最优投资策略与最小熵鞅测度之间的关系,证明了最小熵鞅测度的存在性,并利用偏微分方程给出了最小熵鞅测度。

单线铁路会让站到发线数量的研究

考虑到单线铁路列车实际运行中产生交会和越行方式的随机性 ,采用概率分析的方法 ,通过研究在不同开行条件下 ,产生交会、越行次数和方式的各种情况 ,建立车站到发线设置数量与交会、越行次数和方式之间的关系 ,找到直接影响车站到发线数量的主要因素 ,得出了影响其变化的一般规律。

集装箱班列编组计划优化模型研究

在总结分析普通货物列车编组计划编制的研究成果和经验的基础上,根据集装箱班列开行特点,建立集装箱班列编组计划的整数0—1线性规划模型,为铁路集装箱运输组织提供一定的理论借鉴。

基于KMV模型的中国上市公司信用风险研究

本文利用GARCH模型估计股权价值波动率,用迭代程序估算资产价值及其波动率,以总资产的平均增长率代替资产价值预期增长率,建立了修正的KMV模型。文中对2006年沪深两市80家上市公司的信用风险进行评估检验,结果表明修正后的KMV模型不仅能够较好地分辨出ST公司和非ST公司信用风险的差异,而且能准确地把握上市公司信用质量的变化趋势,至少可提前一年识别上市公司信用质量的恶化。

铁路集装箱结点站间空箱调配的优化

以混合箱流的输送时间、距离和费用3者的综合最优为目标,将空箱调配和重箱车流径路选择纳入1个优化模型中,实现两者的整体协调优化。通过设置虚拟径路对模型进行修正,保证模型有解。该模型为1个多目标非线性混合整数静态优化模型,采用大系统优化理论,将该模型模拟为径路选择和空箱调配的2级串联反馈系统。通过引入路网能力的假设,第1级子系统优化等价于无流量约束的广义最短路问题,第2级子系统优化等价于带特殊线性约束的运输问题。2个子系统的优化都有最优解,且都有比较成熟的算法,从而给出模型求解的算法步骤。采用给出的模型和算法,以2010年和2015年的预测集装箱运量、规划路网为基础,对53个集装箱节点站间的空箱调配优化模型求解,得到相应年度的空箱调配方案,并以此得出相应的集装箱班列开行方案。

铁路空车调整蚁群算法的研究

依据数量调配和网络配流两个空车调整的核心问题,建立了空车调整协同优化模型,并设计了相应的蚁群算法。由于共同径路约束与模型是不协调的,且对流约束不会对模型的最优解产生影响,故而模型可以描述为线性整数规划模型。同时,研究表明蚁群算法对求解空车调整问题具有一定优势。