工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革的实践与成效——以兰州交通大学自动化与电气工程学院为例

为了提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,文章首先阐述了“单片机系统设计”课程教学现状,然后论述了工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革实践,最后分析了工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革成效。

卓越工程师培养模式下的师资队伍建设――以兰州交通大学为例

"卓越工程师教育培养计划"实施的关键之一在于建设一支能胜任卓越工程师培养的教师队伍,根据"卓越计划"对工科教师的要求,在分析目前我国工程类高校师资队伍建设存在问题的基础上,结合我校的实际,对师资队伍建设问题进行了探讨。

提高电气工程自动化专业毕业设计质量的方法

针对怎样提高毕业设计的质量问题，通过对电气工程及其自动化专业毕业设计的指导，在教学实践中总结出几点体会．

兰州北编组站综合自动化系统

介绍了兰州北编组站概况,详细阐述了编组站综合自动化(S A M)系统的构成和过程控制系统。

基于FAHP和ANN的指挥自动化网络安全仿真分析

指挥自动化网络安全评价能够全面了解网络运行状况,及时采取防范措施,对确保指挥自动化系统发挥战斗力起至关重要的作用。从管理、环境、硬件、软件及数据等方面出发进行安全性分析,对各项指标进行专家评分。根据评分结果利用模糊层次和神经网络建立网络安全评价体系,通过神经网络存储记忆功能,快速对新数据作出响应,得出当前指挥自动化网络综合安全指数。分别对梯度下降BP算法和LMBP算法进行仿真分析,得出LMBP算法在收敛速度和较小误差方面效果更佳。

兰州市交通拥堵研究

以兰州市为例,从导致兰州市交通拥堵的一系列因素入手,运用因子分析法提取公因子,再利用聚类分析发掘各路口之间的相关性。运用主成分分析法提取主成分,通过对比总结造成兰州市交通拥堵的深层次原因。因子分析法提取出的两个公共因子分别为地形因子和车量因子,表明其对兰州市交通状况影响较大。主成分分析结果表明,机动车流量、非机动车流量、引道延误的累积贡献率分别为43. 771 2%,37. 655 8%,10. 336 5%。两者的分析结果都表明,地形和车流量是制约兰州市交通发展的主要因素。

兰州轨道交通1号线杂散电流沿线分布比较

为获得在兰州地区土质条件下不同影响因素与轨道交通系统中杂散电流的关系,从在建的兰州轨道交通1号线上世纪大道站、西客站和五里铺站3个站点采取了土壤样本,对不同牵引电流、土壤电阻率、钢轨纵向电阻、土壤深度等条件下的杂散电流进行了实验测试。结果表明,如果采用相同的牵引电流,各站点间所产生杂散电流的极值差异达到了41.3%;在不同站点铺设具有相同纵向电阻的钢轨,杂散电流也会有23%的差异;杂散电流随机车与牵引变电所距离的增大而增大;达到一定距离后杂散电流的增长速率会增大。该研究为制定兰州轨道交通1号线杂散电流的腐蚀防护方案提供了理论参考。

多服务台自动化立体车库库位布局建模与仿真

为提高土地利用率、提高立体车库的服务效率,缓解城市交通压力,以巷道堆垛式自动化立体车库为例,对其进行库位布局优化,应用排队论方法对巷道堆垛式立体车库进行建模。以顾客的平均等待时间和平均等待队长为参考标准,分析了多服务台下M/M/C/∞/n和M/M/C/N/∞两种排队模型的库位布局方案,发现在M/M/C/∞/n排队模型、堆垛机数为3下4层6列的库位布局顾客平均等待时间最短,约为4.3832 min,平均等待队长为16.1413,比堆垛机数为2的情况时间缩短了3~4 min,队长缩短了2~3;在堆垛机数为5、M/M/C/N/∞排队模型下、在排队容量为2、3、5时8层9列的库位布局顾客平均等待时间为0.709、0.702、0.722min,平均等待队长均为0.567,相对堆垛机数为4时时间缩短了2~3 min,队长缩短了1~2。从而为该类型车库的层、列布局提供了可靠性参考。

轨道交通电气工程创新人才培养体系的改革与实践

针对国家轨道交通发展对电气工程人才的大量需求,以切实提高人才培的养质量为目标,明确轨道交通电气工程人才的培养质量标准,通过调结构抓特色,构建电气工程人才培养新模式。并针对新模式,围绕人才培养各个环节,形成教书育人、师资队伍建设、实践平台建设、考试考核及科学研究等一整套制度改革,以为轨道交通事业培养杰出人才和高水平建设者。

兰州轨道交通1号线杂散电流实验研究

以兰州轨道交通1号线上安宁区世纪大道站的土壤样本为研究对象,对不同牵引电流、土壤电阻率、钢轨纵向电阻、土壤深度等条件下的杂散电流进行了实验测试,获得了兰州土质条件下这些影响因素与杂散电流的关系。根据实验结果,提出了相应的施工管理措施和杂散电流腐蚀防护措施。研究为兰州轨道交通1号线杂散电流的腐蚀防护提供了理论参考。

城轨列车自动驾驶积分反步线性自抗扰控制

针对列车在外部干扰和不确定动态下的速度控制问题,设计了融合积分反步法和线性自抗扰的复合控制方案.首先,考虑列车具有强耦合性,为了更加符合列车真实的纵向动力学特性和受力情况,建立了具有时变系数的多质点模型.其次,为了降低参数调节的难度,跟踪微分器和扩张状态观测器均采用线性形式.跟踪微分器用于求取微分信号,同时具有滤波作用.利用跟踪微分器对虚拟控制量进行求导,正好可解决反步法中存在的“微分爆炸”问题.扩张状态观测器用于实时估计总和扰动.此外,利用积分反步法改进了误差反馈控制律,设计了一种积分反步线性自抗扰控制(IBS-LADRC)算法.最后,证明了观测误差的收敛性及闭环系统稳定性.结合杭州地铁6号线AH型动车组参数和实际线路数据进行仿真,并将IBSLADRC与反步法、线性自抗扰算法、PID控制进行对比,结果表明:IBS-LADRC方法下各动力单元速度误差均处在±0.04 km/h以内,加速度处在±1 m/s2以内,加速度和速度误差均变化较平稳;车钩力相对其他3类方法最小,变化也最平缓,最大车钩力仅为2 320 N;本文控制策略对列车期望速度具有较高的跟踪精度,有利于保证车钩安全,防止车钩断裂,并提高列车运行的安全性、平稳性及乘客舒适度.

基于IEC61850的高速铁路客运专线AT所综合自动化系统配置研究

AT供电方式目前广泛应用于高速铁路,AT所是AT供电方式的重要组成部分,其对整个牵引网的安全稳定运行至关重要。IEC61850标准在电力系统中的应用越来越广泛,电气化铁路作为电网的用户,势必要进行相应的技术改造。同时,为满足高速铁路对牵引供电系统的要求,铁路电站的IEC61850综合自动化工程势在必行。基于IEC61850标准,对某客专AT所进行信息建模,完成了间隔层保护测控IED的配置,并对远动方案进行探讨,初步解决了IEC61850应用于AT所综合自动化系统的问题。

指挥自动化网络的安全仿真分析

对指挥自动化网络进行安全评价能够全面了解网络运行状况,及时采取防范措施,确保指挥自动化系统充分发挥战斗力。为此,根据影响网络安全的因素,结合模糊层次分析和神经网络建立网络安全评价体系。分别采用梯度下降BP算法和LMBP算法进行仿真。分析结果表明,LMBP算法在收敛速度和减小误差方面效果更好。

基于ASP-SAC算法的列车自动驾驶速度控制

随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自动驾驶速度控制,强化学习作为一种智能决策方法,能够有效解决这一控制问题。首先,通过综合分析技术、安全性和乘客体验等方面的因素,基于专家经验动作划分和状态信息熵将软演员-评论家(SAC)改进为动作状态经验优先软演员-评论家(ASP-SAC)方法,用于研究列车自动驾驶速度控制问题。其次,将问题马尔可夫形式化,搭建了列车运行环境,确定了状态空间、动作空间以及基于目标控制的奖励函数。最后,以北京地铁亦庄线的一段区间数据为例进行试验,对ASP-SAC方法进行验证并与其他一些算法在相同环境下进行性能优劣比较。研究结果表明:该方法对于多目标控制需求下的列车自动驾驶速度控制问题具有可行性,与未改进前相比算法效率提高22.73%,与PPO算法相比提高29.17%,改进效果良好。同时,列车运行时在安全性、舒适性无误的情况下,准时性、精确性和节能性都强于SAC、DQN、PPO以及PID算法,其中能耗分别减少3.64%、5.62%、4.38%、7.35%,控制效果良好。此外,该方法亦具备鲁棒性,在列车自动驾驶速度控制方面具有一定的优越性和可参考性。

基于DSP的牵引变电站综合自动化系统

介绍了数字信号处理器DSP在牵引变电站综合自动化系统中的应用.利用DSP强大的数字信号处理能力、PCI总线优良的数据通信能力和高速多通道数据采集功能,可以快速处理各种复杂的控制算法,对牵引供电系统进行实时测控及在线整定以提高牵引变电站综合自动化运行水平.

自动化立体仓库网络控制系统研究

在分析了自动化立体仓库网络控制系统的基础上,设计了结合分布式特征与现场总线技术优点的堆垛机网络架构。首先,从网络通信协议入手,建立了通信协议分层结构模型,依据形式化设计流程实现了物流设备控制系统通信协议的非形式化规格。然后,通过建立物流设备控制系统通信协议的有限状态机(FSM)模型对该非形式化规格进行转换,得出通信协议的FSM模型的状态转移函数所表示的输入事件与状态转移之间的关系,并采用协议形式化验证中的不变性分析技术对通信协议的FSM进行了验证说明。最后,基于西门子公司SCALANCE W的无线通信方案设计了自动化立体仓库无线网络控制系统,解决了堆垛机移动接入点和控制中心通信的诸多问题,并在某大型散货自动化立体仓库得到了实际验证。

基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法

在当前城市轨道交通快速发展的需求下,国内轨道交通安全相关系统的预评价方法尚不成熟,积累的各类故障、事故案例无法得到有效共享,导致实际工程中预评价工作难以开展。首先,构建了基于本体推理规则的Man(人员)、Machine(设备)、Media(环境)、Management(管理)及Mission(任务)的5M多因素信号系统安全知识库。其次,阐述信号系统预评估过程,结合案例分析和应用,形成了基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法。最后,从风险辨识质量和风险控制精准度等多方面将基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法与一般预评价方法进行比较,结果表明该方法能够从全生命周期角度对信号系统分阶段风险进行辨识并评定风险损失,风险辨识质量高、风险控制精准度高,且该方法的实施有利于加强城市轨道交通事前安全管理效果,同时也可为安全相关系统的风险预评价理论研究提供参考。

基于Agent和元胞自动机的轨道交通建模及仿真研究

针对传统的基于经典数学方法构建的交通模型存在的固有不足,分析了智能体和元胞自动机理论方法在交通仿真研究和应用中的特性及各自存在的局限性和优势,构建了基于智能体和元胞自动机相结合的基本轨道交通仿真模型。分别模拟了不同闭塞制式下列车追踪运行的效果,对最小列车时间间隔进行了验算并得出了不同闭塞方式下最小列车时间间隔的计算结果。结果表明:该仿真模型能较为合理客观的再现列车运行动态特性。

铁路电力自动化在铁路建设中的应用

我国铁路系统常规采用的是27.5 kV高压电缆及其附件,在使用过程中极易受到外界干扰,出现故障。为此,需要加强使用现代化智能技术,以实现对电路系统的自动化监控及数字化运维。本文以山西省某铁路建设工程为例,讨论了借助空间索引、物联网等信息技术手段来实现铁路电力自动化建设的有效措施。

省际气电热链空间碳转移评估

区域尺度多流传输的空间碳转移分析有助于碳排放量的准确计量。基于节点流模型在省级层次上开展碳转移评估。针对单流的传输,提出单流多节点碳转移评估模型,量化单流空间传输碳排放和碳转移;考虑多能源传输中耦合部分隐含碳的核算,在单流模型的基础上提出多流多节点的碳转移评估模型,测算多流输送的二级空间传递导致的各能流碳排放和碳转移,并对碳转移的主要影响因素进行敏感性分析。2017年中国省际天然气、电力和热力能流下的碳转移结果验证了所提模型的有效性。