智能反射面辅助的5G高铁车站覆盖增强技术研究

为助力铁路数字化转型,基于5G的铁路专用移动通信(5G for railway, 5G-R)系统成为铁路智能联接的首选.本文利用前沿技术赋能铁路新一代移动通信,开展了智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助5G高铁车站覆盖增强的研究.采用射线跟踪技术,精准刻画了2.1 GHz频段下高铁车站场景的电波传播特性;基于准确的电波传播特性,利用反射面、发射机和接收机三者之间的角度关系,对IRS部署进行了研究,并设计了相应的IRS波束指向;在获得IRS辅助下的信道传递函数后,对部署IRS前后的路径损耗(path loss,PL)和阴影衰落进行了建模和比较.结果表明:IRS的部署为目标区域带来了最大8.1 dB、平均4.63 dB的信号增益;目标区域的PL指数由未部署时的2.68减小至2.33,阴影衰落标准差由9.45 dB减小至6.43 dB.因此,部署IRS能够显著提高室外宏站对车站内部的信号覆盖,缓解车站建筑物遮挡对5G信号传输的影响,为车站场景下5G-R系统的设计与优化提供了理论基础和数据支撑.

高铁通信设备配线及盘面布置数字化设计研究

高铁通信设备配线数量多、配线规则繁琐,设计时需求经常变化,是设计工作的痛点。为此研究开发了用于高铁通信设备的数字化设计软件,将设计规则定义为方法函数,将设计中主要元素定义为参数化图元,以满足不同设计需求。基于设计输入数据,通过数据驱动方式实现了配线数量计算、配线单元数量计算、配线柜数量计算、机柜设备布置位置计算,可以自动完成工程数量统计,并根据数据计算结果自动生成相关图纸。通过数字化设计可快速实现通信设备配线、综合配线柜盘面布置及端子板分配、通信机柜设备布置等,有效提升设计效率和质量,提高铁路通信专业设计的自动化程度,为智能高铁数字化设计提供参考。

铁路综合视频监控系统与BIM融合应用研究

研究铁路综合视频监控系统与BIM融合应用方法,以提升系统的用户交互、数据应用能力。分析BIM在构建三维虚拟空间、关联监控场景数据的优势,通过构建BIM融合应用功能模块的方式实现系统融合,利用视频接口、BIM预处理、数据共享等完成数据交互,经过三维虚拟空间构建、摄像机范围虚拟、监控对象数据关联进行数据融合,支撑实现监控能力仿真、对象关联调用、数据叠加显示等应用功能,并提供三维可视化及增强现实交互能力。通过将铁路综合视频监控系统与BIM融合应用形成数字孪生体系,有助于提升铁路泛在感知能力,在智能高铁中具备广泛的应用前景。

BIM技术在铁路通信设计中的应用研究

铁路通信接口众多,为满足多专业协同设计,实现复杂场景可视化,基于BIM技术建立了可视化工程模型,通过模型协同检查完成各专业配合设计,实现了通信专业在接口工程、区间工程、站场工程、站房工程中的优化设计,以及专业间的数据共享;完成了短段光缆引入区间所亭径路、区间场坪内设备及线缆布设,以及法拉第笼的深化设计。基于统一的数据源,验证了BIM技术在通信设计中可以更直观地表达设计意图,减少专业之间“差、错、漏、碰”等问题,提高了设计水平及效率。

享受阅读快乐成长——书香班级文化建设的实践探索

书籍是人类进步的阶梯,而阅读就是人们获得真知、培养能力的重要途径。帮助学生建立起阅读的好习惯,让学生享受阅读、快乐成长,对学生的终身发展具有深远意义。因此,本文就书香班级文化的实践探索进行经验分享和成果反馈。

多防区光纤周界安防系统及入侵快速判定算法

基于迈克尔逊干涉仪,利用法拉第旋光反射镜克服偏振诱导信号衰落,同时结合现场可编程逻辑门阵列(FPGA),设计开发了多防区光纤周界安防系统,实现了对多个防区同时进行独立监控。系统结构简单,成本低廉,可扩展性强。从入侵和环境噪声引起的扰动信号的时域特征出发,提取了每帧信号的过门限率、一组信号的报警帧个数和一组信号最大值和最小值的比值差异系数3个特征参量,进而提出了入侵快速判定算法,降低了系统由于外界轻微扰动、风雨等环境因素导致的误报,提高了系统的准确性和实时性,以期实现快速准确判断外界是否存在入侵扰动的目的。实验结果表明,系统报警准确率为90%,漏报率低于2%。

一种用于光纤周界安防系统的端点检测方法

为了提高光纤周界安防系统中扰动信号端点检测的性能,提出一种新型端点检测方法。首先通过计算信号的短时能量和过零率分布分别找出信号中短时能量比和过零率满足一定门限的信号点,通过对这两信号点进行一定的加权确定扰动信号的端点位置。与离散小波提取起始点信号相比,本文方法由于综合了短时能量和过零率法的优势,能够适应更多的扰动事件类型,通过加权极大提高了端点检测的精度,并且运算时间大幅降低,提高了系统的实时性。实验结果表明,本文算法在10 MHz的采样速度和采集0.3s数据情况下,93.47%的数据定位误差低于10m,计算时间少于0.3s。