基于数字孪生和MBSE的铁路防灾监测仿真推演系统设计

针对既有铁路防灾监测系统灾害情景预测能力低、主动防控水平差,以及灾害风险发生、发展、演化的路径和应对策略效能评估能力不足等问题,采用数字孪生和基于模型的系统工程(MBSE)技术重新设计铁路防灾监测仿真推演系统架构,采用系统建模语言(SysML)定义系统需求分析、功能架构、逻辑架构和物理架构;研制集铁路环境情景数据采集、孪生监控、情景仿真、情景推演、情景应对、数据资源管理等功能为一体的铁路防灾监测仿真推演系统。结果表明:提出的基于数字孪生和MBSE的铁路防灾监测仿真推演系统可提供新的灾害在线推演预测能力,从根本上改变响应式的灾害防控模式,可为铁路防灾监测系统的数字化转型及预测性主动防控升级提供重要的架构指导和技术支撑。

基于改进模糊滑模控制的列车速度跟踪研究

列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李亚普洛夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,并且引入指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效地消除了控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性,且提高了列车运行控制系统性能。

基于闭环双向对标管理模式的医疗设备临床配置路径优化研究

目的:基于双闭环工作路径构建闭环双向对标管理模式,提高医疗设备临床配置水平。方法:构建招标采购和临床使用的闭环双向对标管理指标体系,采用奇异值分解算法选取标杆,形成双向对标管理模式。选取2018年6月至2022年5月解放军总医院采购的357台医疗设备,包括医用电子仪器、手术室设备、医学检验仪器、生命支持设备、医学影像设备及其他医疗设备,分别采用专家论证管理模式(165台)和闭环双向对标管理模式(192台)进行设备临床配置管理,对比两种配置管理模式的医疗设备临床配置管理效果。结果:采用闭环双向对标管理模式的医用电子仪器、手术室设备、医学检验仪器、生命支持设备、医学影像设备及其他医疗设备的临床配置管理评估值分别为(0.86±0.07)、(0.87±0.05)、(0.88±0.05)、(0.84±0.07)、(0.87±0.04)和(0.85±0.05),均高于专家论证管理模式,其差异有统计学意义(t=2.564、3.228、4.641、2.719、2.774、3.490,P<0.05);医疗设备采购失败率和管理成本增幅分别为(2.78±1.97)%和(0.98±0.70)%,低于专家论证管理模式,其差异有统计学意义(t=3.322、2.538,P<0.05);医疗设备验收通过率和开机运转率分别为(98.10±2.68)%和(91.54±4.76)%,均高于专家论证管理模式,其差异有统计学意义(t=3.470、2.125,P<0.05)。医院设备采购及使用相关工作人员对采用闭环双向对标管理模式的医疗设备配置流程合理性、制度规范性和质量有效性满意度分别为98.75%、93.75%和100%,均高于专家论证管理模式,其差异有统计学意义(x^(2)=5.769、4.006、6.234,P<0.05)。结论:闭环双向对标管理模式能够使配置的医疗设备更好地满足临床科室需求,最大化地应用于疾病诊疗和科研教学,提高招标采购和运行管理的规范性。

唯物史观视域下“新质生产力”的主体动力源探析

“新质生产力”是基于当代社会实践发展水平而诞生的新提法,是结合当今社会高新科技飞速进步、人工智能广泛传播等时代特征,将科技创新深层次融入生产力发展而凝练出的创新性理论表达。通过分析唯物史观视域下生产力结构中主体动力源的出场,包括生产力的构成要素、运行机制以及主体动力源的内在结构,能够为深入阐发新质生产力主体动力源提供理论依据和论证方式,同时将新质生产力的构成要素、运行机制以及主体动力源内在结构的时代性与特殊性呈现出来,进而明确如何调动新质生产力主体动力源,以期为加快形成新质生产力提供有益启发。

基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统架构及关键技术

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵引供电系统进行总结,阐明适配新型牵引供电系统的储能技术属性,阐述新型牵引供电系统内涵、特征和形态,并建立新型牵引供电系统的电气拓扑、测控平台、监控网络和管控逻辑架构;面向新型牵引供电系统源-荷随机强波动特征,从整体视角论述组分相互作用机理、系统稳定运行机制、能量流均衡机制和系统效能涌现机理,以及规划与优化配置、电能高效变换、能量自洽调度、效能评估和性能保持等关键技术。结果表明:建立基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统,可实现非电气化铁路的绿色低碳、弹性自洽、经济高效的电气化升级;为后续开展“理论研究-仿真验证-试验验证-评估优化”循环迭代的闭环研究提供参考借鉴。

监测数据驱动的城轨列车轴箱轴承剩余寿命预测

城轨列车轴箱轴承的运行工况复杂多变、外部随机干扰频繁,导致其监测数据中包含大量测量噪声乃至“脏”数据,进而制约了剩余寿命预测模型的精度.为解决上述问题,提出了一种监测数据驱动的动态多重聚合剩余寿命预测方法.首先,通过度量短时数据的幅值分布相似性自动识别并清洗“脏”数据;然后,将健康指标按不同时间尺度进行动态聚合,预测出各类潜在的未来退化轨迹,进而获得轴箱轴承的剩余寿命预测均值与方差;并使用现场实测数据与加速寿命实验数据对提出方法进行验证.结果表明:所提方法能有效剔除监测数据中的空采数据和强干扰数据;剩余寿命预测均值随累计行驶里程的增加逐渐收敛到真实值,且95%置信区间越来越窄;相比于单指数预测模型和混合预测模型,提出方法的累计相对精度平均值分别提高了29.78%和27.63%,预测收敛速度平均值分别增加了10.56%和10.20%.

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h,600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1166 MPa,磨损率为0.427×10^(-4)mm^(3)/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。

高速铁路智能运营业务提升需求与实现关键技术

高速铁路智能运营是现代技术在高速铁路领域的综合运用,是高速铁路发展的必然方向。在对高速铁路旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理4方面业务进行梳理分析的基础上,总结出高铁智能运营发展目标,并从旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理出发,提出涵盖智能票务、智能服务、智能车站、智能监测、智能运维等的高铁智能运营业务提升需求体系。以“模数一体,轴面协同”为核心理念,提出包括人工智能、大数据处理、虚拟现实与增强、信息物理系统、云/雾/边缘计算以及数字孪生等在内的智能高铁运营实现关键技术,可为未来智能高铁的规划、实施及落地应用提供依据。

习近平文化思想的中国智慧与世界意义

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央充分把握中国特色社会主义文化建设规律,推动新时代宣传思想文化事业取得历史性成就,创新形成了习近平文化思想。作为理论创新和实践创新高度统一的科学理论体系,习近平文化思想饱含中国智慧、富有世界意义。在理论创新上,习近平文化思想以“盛世修文”、人民创造、精神独立自主的中国智慧引领了文化发展方向;在实践拓新中,习近平文化思想以坚持党的领导、构建文化建设制度体系、激活优秀传统文化基因的中国智慧树立了文化建设典范;在价值彰显中,习近平文化思想坚持以人民为中心、坚守文化主体性、锚定新的文化使命的价值体系,描绘了世界文明交流互鉴、交融发展的蓝图。

河北围场河西村钼矿床流体包裹体和同位素特征

河西村钼矿床是近年来新发现的斑岩型钼矿床,矿体赋存于石英二长斑岩体之中,其形成年龄为136.6 Ma,碱长花岗斑岩侵入并破坏了含矿石英二长斑岩的岩石和矿体特征,其形成年龄为129.8 Ma,研究区斑岩型钼矿床的成矿年龄为129.8~136.6 Ma。流体包裹体研究表明:包裹体以富液两相水溶液包裹体为主,均一温度范围为244.7~388.1℃,盐度为0.33%~4.55%,流体密度为0.48~0.83 g/cm^(3),均一压力为3.2~24 MPa,含矿石英脉为D脉,形成于石英二长斑岩岩浆活动晚期。

城市轨道交通运营风险主动防控平台设计与实现

在分析国内城市轨道交通运营公司风险管控现状的基础上,将风险主动防控的核心理念归纳为风险辨识、风险分析、风险治理和风险监督反馈4个环节构成的闭环管理过程;根据风险主动防控理念设计风险主动防控平台,明确平台的逻辑架构、功能架构、业务流程和数据关系;采用端-边-云一体化的平台架构进行部署,并以北京市城市轨道交通路网为应用背景,证实平台的实际效果。结果表明:业务流程设计实现了标准化,可及时监督风险并向用户反馈意见,体现了“关口前移、预控安全”的闭环式风险管理理念;经过15条线路和300余座车站的试运行,前期有效辨识并录入591个风险点,推演得到风险点传播路径58条,提供风险治理预案268例,解决了城轨运营时风险数据量大、机理复杂、实时性强等问题,有效地防范了故障和事故的发生。

多因素驱动下城市水污染系统构建及仿真研究

水资源是城市发展的资源基础,城市产业及人口集聚产生的水污染已成为城市高质量发展的关键桎梏。为研究城市人口—产业—经济发展与城市水污染的关系,以武汉市为例,构建城市水污染系统模拟仿真模型,以2020年为基准年,《武汉市水污染防治规划(2016—2030年)》规定的2030年COD排放量34.5万吨为目标,设置基准情景和3种政策控制情景,模拟预测不同情景下城市COD污染量。结果表明:(1)城市COD总量主要受人口子系统和畜禽子系统影响,生活污水将成为城市水污染的主要来源;(2)分别控制点源和面源子系统的污染源,城市COD污染量分别降低了8.47%和3.37%;(3)综合考虑所有污染源控制的情景才能达到规划控制目标,单目标情景都不能达到城市高质量发展的水污染标准。

去碳化导向的轨道交通与新能源融合发展—形态模式、解决方案和使/赋能技术

该文以轨道交通能源供给去碳化为导向,以构建绿色、弹性、自洽和可持续发展的轨道交通能源系统为目标,尝试探索轨道交通用能需求与可再生能源资源禀赋适配的轨道交通能源供给去碳化技术路径和系统模式。首先,回顾国内外轨道交通既有的牵引供电制式、存在问题、研究方向与典型案例;其次,以可再生能源利用主线,系统阐述轨道交通能源绿色化的场景、模式与演进形态;然后,提出涵盖典型场景技术架构、组分优化配置原则、协同运行控制方法、能量调度管控策略、分层式管控设计的轨道交通与新能源融合系统解决方案;最后,概述支撑轨道交通与新能源融合发展的关键使/赋能技术。

融合注意力机制的轨道入侵异物检测轻量级模型研究

基于智能视频分析的轨道线路环境入侵物自主识别是保障轨道交通运营安全的关键技术之一。然而基于神经网络的高精度目标检测模型严重依赖算力,部署成本高,很难普及运用。为此,提出一种改进yolov4-tiny的轻量级网络模型。在网络主干,通过融合跨阶段结构和通道混洗策略,提出CSPShuffleNet结构,加快网络推理;在网络颈部,引入多头注意力机制,增强网络目标定位能力;在网络头部,使用深度可分离卷积替换传统卷积,进一步压缩网络参数量。基于铁路异物数据集的实验结果表明:相比于原始yolov4-tiny,本模型的均值平均精度最大提高1.4%,参数量减少49.9%,模型容量减少55.4%。验证了本模型对于固定平台和移动平台检测系统的普适性,从而为铁路安全保障提供决策支持。

基于博弈映射学习的多传感源信息融合三相电机智能故障诊断方法

利用多传感数据能够全面地诊断三相电机的各类机械或电气故障,然而现有的智能诊断方法缺乏有效的关键故障信息挖掘与跨传感源特征聚合学习机制,导致其诊断效果不佳。针对以上问题,该文提出一种基于博弈映射学习的多传感源信息融合三相电机智能故障诊断方法。首先,使用多个并行的自学习特征映射网络从各传感数据中自动地提取故障特征;然后,构建传感源鉴别器并使其与自学习特征映射网络形成博弈关系,精炼故障特征并引导其跨传感源分类聚合;之后,将样本差异度量损失函数引入到优化目标中,以确保各类故障特征之间的空间可分性;最后,利用故障模式识别器进行多传感故障特征融合诊断。实验结果表明,该方法能够基于振动、电流、声等多传感数据准确地诊断三相电机轴承故障、转子故障及电气故障,且诊断性能优于现有方法。

内蒙古自治区不同年代审定大豆品种主要农艺性状变化趋势分析

为明确内蒙古自治区不同年度审定大豆品种主要农艺性状的变化趋势及规律,促进内蒙古大豆育种,对2002—2020年内蒙古自治区审定的大豆品种主要农艺性状、品质和产量进行综合分析。主茎节数整体呈上升的趋势,生育日数整体变化不显著,株高、单株有效分枝数、百粒重整体呈下降的趋势。粗蛋白含量整体略有上升,粗脂肪含量呈下降趋势;审定的大豆品种中有8个高蛋白大豆品种,占总审定数的7.08%,有42个高油大豆品种,占总审定数的37.17%。2002—2020年审定的大豆品种产量整体呈逐渐上升趋势,2019年‘兴豆7号’产量达到最高的3531.0 kg/hm^(2)。相关分析表明,各性状间存在复杂的相关性,产量与生育日数呈正相关;与株高、粗脂肪含量呈显著正相关,相关系数分别为0.298、0.274;与百粒重、主茎节数呈极显著正相关,相关系数为0.494、0.414;与单株有效分枝呈负相关,与粗蛋白含量呈显著负相关,相关系数为0.189、0.414。百粒重的提高是内蒙古自治区大豆增产的关键因素,因此,在选育大豆的过程中,应注意百粒重较高、主茎节数适中的亲本组配及后代单株的选择,同时还要重视品质,强调抗性,从而选育出适宜内蒙古自治区的高产、优质、多抗、广适大豆新品种。

智能铁路2.0体系框架及其应用研究

面向智能铁路系统未来的发展需求与挑战,提出智能铁路2.0的发展目标、定义及技术体系框架.重点研究智能铁路2.0的逻辑、物理体系框架及关键技术,提出系统发展水平的评价指标及发展路线,并对我国现阶段智能铁路典型的应用研究进行介绍总结.

“双碳”目标下轨道交通与能源融合发展路径和策略研究

轨道交通是能源消耗和碳排放的重要行业,推进轨道交通能源结构变革和以能源自洽为特征的新型轨道交通能源系统发展是助力实现碳达峰、碳中和目标的重要手段。本文在分析轨道交通与能源融合发展需求的基础上,总结了轨道交通与能源融合的发展现状和发展趋势,从太阳能、风能等方面分析了轨道交通与能源融合发展的自然禀赋情况;根据电气化和非电气化轨道交通特点,提出了通过交通资产能源化充分利用可再生能源自然禀赋,实现新时代轨道交通能源融合发展的关键技术路径;最后,基于轨道交通新能源自洽供给潜力评估,提出了轨道交通与能源融合的系列场景和方式,最终形成了以轨道交通自洽能源系统构建为目标的轨道交通与能源融合的发展路线图和对策建议。研究建议:鼓励绿色智能轨道交通技术创新,构建轨道交通能源融合技术体系;实施核心科技攻关计划,统筹新能源与轨道交通产业布局;政策引领轨道交通能源融合发展,建立绿色金融政策保障体系。

中熟高产大豆新品种蒙科豆12品种选育及栽培技术

蒙科豆12是内蒙古自治区农牧业科学院2009年以吉林30号为母本、兴豆5号为父进行有性杂交,系谱法选育而成的中熟、高产大豆新品种。2018—2019年参加内蒙古自治区大豆中熟组区域试验,2年平均产量为3430.5 kg/hm^(2),较对照品种赤豆3增产8.95%。2020年参加内蒙古自治区大豆中熟组生产试验,平均产量为3208.5 kg/hm^(2),较对照品种赤豆3增产6.4%。该品种高产、高油、抗倒伏、亚有限结荚习性,平均生育期123 d,属中熟大豆品种。粗脂肪含量为21.86%,粗蛋白含量为39.28%,适宜≥10℃活动积温2500℃以上地区种植。2021年通过内蒙古自治区农作物品种审定委员会审定,审定编号为蒙审豆2021008号。

我国道路交通与能源融合发展战略研究

能源与交通的交替进步承载了人类社会的繁衍发展与文明延续。面对资源紧缺、气候变化、环境污染带来的严峻挑战,利用交通资产能源化、交通用能绿色化途径可以有效实现交通领域“碳达峰、碳中和”目标已逐渐成为一种共识。本文系统回顾了道路交通能源融合的发展历史,调研并分析了源于国家能源安全、交通能源结构绿色化转型、交通资产能源化潜力开发,以及交通系统智能化等推动道路交通与清洁能源融合发展的需求与变化趋势。笔者在对我国道路交通风、光自然资源禀赋与用能需求自洽供给评估分析的基础上,给出了我国道路交通与能源融合发展的参考路径,并结合“碳达峰、碳中和”目标,提出了道路交通与能源融合发展的路线图。最后,提出了技术与政策两方面建议:在技术方面,建议强化科技研发、推进产业链发展,助力技术创新与融合;在政策方面,建议完善顶层设计与战略规划、支持探索市场新模式,进一步深化国际合作。