一种描述列车运行轨迹的时间-速度-位置模型

综合列车运行图的时间-位置、列车运行控制的位置-速度两种模型的优点,提出一种能够更精确描述列车运行状态和运行轨迹的时间-速度-位置模型(TVP模型),并分析模型的特性。结合列车多质点模型,明确列车质点相关的安全区域、可达区域、协同区域的边界和特点,给出列车安全可达区域的范围。从运输组织、调度指挥、运行控制、控制调度一体化等多个方面总结梳理该模型适用的应用领域。

永磁同步电机位置-速度一体化有限时间控制

为了提高永磁同步电机伺服系统位置控制的动态响应能力和抗负载扰动能力,提出一种基于有限时间扩张状态观测器的两相幂次吸引控制方法。针对传统三环PID控制中超调与快速收敛之间的矛盾问题,提出一种位置误差标幺化的两相幂次吸引律,基于该吸引律设计位置-速度一体化控制器,实现位置快速无超调跟踪性能。基于齐次性理论与李雅普诺夫稳定性理论,设计一种有限时间扩张状态观测器。仿真和实验结果表明,与传统PID控制以及线性扩张状态观测器对比,该方法具有快速收敛、无超调的位置跟踪特性以及较强的抗外部扰动能力。

寒冷地区电液制动器的油液黏度-时间模型及制动特性研究

针对寒冷地区电液制动器制动力和制动力矩不足等导致水闸制动系统发生溜车问题,基于液压油Vogel黏温模型以及当地温度变化数据,构建了油液黏度随时间变化的黏度-时间模型,并基于该模型对电液制动器制动过程中油液流动特性进行了研究,然后对电液制动器制动性能进行了定量分析。结果表明:在制动过程中,电液制动器液压油压力主要分布在活塞底腔,且随着黏度增大而逐渐增大,当油液黏度为662.4 Pa·s时,压力达到1.455×10^(-3)MPa,电液制动器液压油在叶轮中心轴部位会出现涡流循环,其循环强度随着油液黏度的增加而逐渐增加;在给定工况下,该电液制动器的最小制动力为1098 N,最小制动力矩为274 N·m。而这一制动力矩已低于该电液制动器工作力矩范围,此时可以通过更换该月份黏度更小的液压油或增设预加热系统等措施来提高其制动力和制动力矩,从而实现正常制动。

基于自适应时间窗的数据-模型融合驱动暂态频率预测

新能源大规模并网使得新型电力系统的暂态频率响应特征更加复杂,现有频率在线预测方法难以兼顾准确性和及时性。基于此,提出基于自适应时间窗的数据-模型融合驱动暂态频率预测方法。首先,基于长短期记忆网络,离线训练多个具有不同长度时序数据输入的频率曲线循环预测模型;其次,利用参数辨识方法离线建立各发电集群的通用等值频率响应模型,在此基础上构建系统有功-频率物理机理快速分析模型;最后,串行融合前述频率曲线循环预测模型与有功-频率物理机理快速分析模型,并提出“可信度量化评估指标”,实时分析在线预测过程中不同评估时刻下预测结果的精度,自适应调整输入时序数据长度,直至预测结果满足要求并输出。含风电的IEEE39节点系统的仿真结果表明,所提方法在不同风电渗透率或不同扰动下均能快速、准确地预测暂态频率响应曲线,相较于其他在线预测方法具有更优的评估性能。

速度-准确性权衡的计算模型和其神经机制

速度-准确性权衡是决策和动作控制中常见的现象,人类和动物通常需要在确保正确率和提高反应速度之间做出权衡。研究人员通常使用计算模型对速度-准确性权衡进行建模。本文回顾了经典序列抽样模型和紧迫性信号类模型对速度-准确性权衡的解释,总结了相关的神经成像研究。未来的研究应关注情境对速度-准确性权衡策略的影响,探索其与人格特质和其他认知功能的关系,进一步完善速度-准确性权衡的神经机制和计算模型之间的联系。

内孤立波速度-高斯函数模型构建与评估

内孤立波一维理论模型已广泛应用在内孤立波的预警预报中,但一方面由于理论模型在计算波函数时高度依赖温、盐数据,需要搭载全水深温、盐观测仪器,经济成本较高;另一方面,理论模型对复杂流场环境的预警预报误差较大,如计算的内孤立波的非线性相速度以及波函数的准确度偏低。本文提出一种速度-高斯函数模型,它根据南海某单个潜标的上层海水实测流速反向推演得到内孤立波的振幅和波函数,再进一步结合一维理论模型计算波致流和非线性相速度等关键参数。对比实测数据与速度-高斯函数模型结果,发现该模型可仅通过海洋上层150 m实测流速实现对全水深波致流的模拟,并且模拟的非线性相速度与实测值相比,误差控制在10%以内。应用速度-高斯函数模型可在复杂的南海实现对内孤立波的准确预警预报,同时无需潜标搭载温、盐观测仪器,大大降低了内孤立波观测成本。

一种简洁的电压-时间型配电终端动作逻辑研判数学模型

针对电力系统中投运后电压-时间型配电终端的动作逻辑分析需求,构建了一种简洁而有效的数学模型。在该数学模型中,引入了电压-时间型配电终端动作后的逻辑值概念,并针对其制定了相应的计算公式。通过动作逻辑值可以正确反映电压-时间型配电终端的状态特征,进而正确研判出电压-时间型配电终端的动作逻辑,具有逻辑清晰简洁、结果准确、容易实现落地等特点。通过实际验证,这一数学模型能够在实际应用中快速而准确地进行动作逻辑的研判,有助于及时发现和解决配电终端设备中可能存在的动作逻辑异常情况。这一研究为电力系统的安全稳定运行提供了重要支持和参考。

城市快速路速度-密度-降雨量三维模型研究

文中以上海延安高架的实测交通数据和小时降雨量数据进行匹配分析,研究了不同降雨等级下交通流三参数变化规律.分析不同降雨等级下的速度-密度模型,基于Greenshield经典V-K模型,构建速度-密度-降雨量三维模型,代入实测数据得到具体模型表达式,拟合度达83.81%,并对该模型进行实例验证.结果表明:速度、密度、降雨量三者相互影响,三维模型验证评价指标中平均绝对误差为3.59 km/h,均方根误差为4.75 km/h,模型符合降雨天气下的实际交通流状态.

基于多传感器信息融合和CNN-BIGRU-Attention模型的液压防水阀故障诊断方法

在建筑工程领域,尤其是在工程搅拌设备中,涉及到复杂液压工作介质,液压防水阀往往会出现不同程度的故障。此外,恶劣的工作环境和复杂的噪声背景使得对液压防水阀的故障进行诊断变得困难。为了解决这一难题,提出了一种基于多传感器信息融合和卷积神经网络-双向门控循环单元-自注意力机制(CNN-BIGRU-Attention)模型的防水阀故障诊断方法。首先,考虑到单一传感器振动信号难以充分表达故障特征,该方法使用了3个传感器采集含噪声的振动信号,并进行了必要的预处理;其次,提取了信号的16个时域特征、5个频域特征以及3个时频域特征,并利用熵权法进行了特征融合,达到了增强特征的目的;然后,将融合的多维特征集输入到CNN-BIGRU-Attention模型中进行了特征识别;最后,利用实际的液压防水阀故障诊断实验,验证了该方法的有效性。研究结果表明:采用多传感器提取的特征更为全面,信息融合有助于捕捉更完整的隐藏数据特征,从而显著提高诊断的准确率;相较于其他特征识别方法,采用CNN-BIGRU-Attention模型的液压防水阀故障诊断准确率可分别提高6.7%、4.6%和14.2%,达到了96.86%,证明了该方法的有效性。该方法将先进的机器学习技术与实际工程应用相结合,为建筑工程问题提供了一种新颖、有效的解决方案。

基于模型-数据混合驱动的区域能源互联网韧性在线评估

随着台风灾害的日益频发,能源系统的供能安全面临重大挑战,迅速、准确地根据实时更新的台风预测信息在线评估系统在未来短期内的应灾能力具有重要意义。该文将机理模型与数据驱动相结合,提出了一种模型-数据混合驱动的能源互联网韧性在线评估方法,克服了传统评估模型难以在线应用的缺点。首先,针对极端天气历史数据样本缺乏的问题,利用非序贯蒙特卡洛法离线模拟了系统在不同台风等级下的海量故障场景,以此生成了神经网络的训练样本集;其次,基于时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)构建了能源互联网的韧性在线评估模型,以多能负荷削减率为输出特征,通过离线训练提取台风信息、系统状态与负荷削减率的非线性映射关系,同时,利用深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)改进了TCN的残差模块,通过自主的滤波学习降低了训练过程中冗余特征对计算精度的影响;接着,基于构建的韧性在线评估模型,提出了基于扩展交叉熵的韧性指标在线计算方法,通过迭代优化的最优概率密度函数,有效降低了在线仿真场景数量,进一步提高了指标方差收敛速度。最后,对某能源互联网的韧性进行了仿真评估,验证了所提方法的快速性和有效性。

肺动脉速度-时间积分变异性对机械通气患者液体反应性的预测价值

目的:探讨肺动脉速度-时间积分变异性(ΔPulmVTI)对机械通气患者液体反应性的预测价值。方法:选取医院重症监护室(ICU)需进行液体复苏治疗的100例机械通气患者,根据患者液体反应性分为敏感组(40例)和非敏感组(60例)。测量所有受试者ΔPulmVTI,分析ΔPulmVTI与主动脉血流速度-时间积分变异性(ΔAoVTI)、下腔静脉直径变异性(ΔIVC)及脉冲压力变异性(ΔPP)的相关性;记录患者液体复苏治疗后液体反应性,采用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分析ΔPulmVTI对机械通气患者液体反应性的预测价值。结果:敏感组患者液体复苏治疗后心输出量增加≥10%,非敏感组患者液体复苏治疗后心输出量增加<10%。Pearson相关系数分析显示ΔPulmVTI与ΔAoVTI、ΔIVC及ΔPP具有正相关(r=0.689,r=0.459,r=0.680;P<0.05);ΔPulmVTI与液体反应性相关(OR=2.150,P<0.05)。ΔPulmVTI预测患者液体反应性的AUC为0.877,ΔPulmVTI值≥14%时,预测液体反应性的灵敏度为90%,特异度为75%。结论:ΔPulmVTI是临床预测ICU机械通气患者液体复苏治疗后液体反应性较为可靠的指标。

偏转地形约束条件下滑坡-碎屑流运动速度与颗粒分布的试验研究

滑坡-碎屑流在行进中受到侧向地形约束与挤压,运动方向发生偏转,侧蚀、侧向冲击或掩埋原低风险分区内的建筑结构。偏转地形约束条件下滑坡-碎屑流致灾参数分布演化特征及过程,包括运动速度、堆积分布、颗粒分选等的分析与反演是有效防控此类地质灾害的前提与基础。前期滑坡-碎屑流模型试验较少考虑其在受地形偏转作用影响下的运动特征,结果与实际观测不符。本文以典型滑坡碎屑流为原型,改进模型试验装置,采用物理模型试验,探究偏转点前后碎屑流运动速度和颗粒分布变化。研究结果表明:(1)碎屑流的运动速度在偏转点显著下降,并在偏转点后急剧增加并达到峰值,呈现出急加速、波动加速、地形偏转作用导致的速度剧烈下降、运动堆积区的逐渐下降、堆积停滞区的快速下降五个变化阶段。(2)滑坡碎屑流最大堆积厚度位于偏转点之后。(3)碎屑流大、小颗粒在堆积体表层、下层的质量占比分别为50.7%、65.1%,呈现明显的颗粒分选特征。在沿碎屑流运动的纵向和横向方向上,不同粒径的质量占比在偏转点附近与初始状态一致。沿纵向方向上,大颗粒质量占比呈现短距离减小分布,而后随运动距离的增加,质量占比增大,由初始状态的28.3%增大到49.6%;而小颗粒的质量占比则呈现先增加后减小的分布特征,由初始状态的44.0%减小到23.5%;在横向方向上,两侧大颗粒的质量占比大于中部,而小颗粒则相反。研究结果可以为受偏转地形作用的滑坡-碎屑流致灾参数演化和灾害防御提供参考。

基于K-means-LSTM模型的证券股价预测

鉴于股票数据具有非平稳、非线性等特征,传统的统计模型无法精准预测股票价格的未来趋势。针对这个问题,构建一种混合深度学习方法来提高股票预测性能。首先,通过将距离算法修改为DTW(动态时间归整),令K-means聚类算法拓展为更适用于时间序列数据的K-means-DTW,聚类出价格趋势相似的证券;然后,通过聚类数据来训练LSTM(长短时记忆网络)模型,以实现对单支股票价格的预测。实验结果表明,混合模型K-means-LSTM表现出更好的预测性能,其预测精度和稳定性均优于单一LSTM模型。

基于“时间-速度”梯度分析的医院可达性及优化策略研究——以苏州市为例

空间可达性是评价医疗设施布局合理与否的重要指标之一。首先,选取苏州市二级以上医院为研究对象,基于改进的潜能模型,通过设定出行速度和时间阈值两个参量的梯度组合变化,运用ArcGIS平台测算出12种可达性状态。其次,将可达性测算结果进行叠图对比,分析医院可达性差异变化的影响因素。结果表明:苏州市二级以上医院的可达性总体良好,局部区域存在劣势,趋向于“两核心放射”态势;医院可达性的优劣差异变化,受到医院数量与布局模式、空间边界效应、路网结构等因素的影响。最后,针对不足,从医院的新增点位选择、空间布局模式,以及路网体系调节等方面,提出可达性优化策略,促进医疗资源的供需平衡。

动态价格约束下生鲜无人零售点选址-路径方法研究

“新零售”创新了生鲜无人零售的渠道和销售模式,通过研究网络化无人售货的技术优势,引入在线动态定价机制,解决了生鲜无人销售品控难、客户黏度低的问题,有效减低了系统综合成本;同时构建了一种面向生鲜商品的无人零售的干线和支线混杂配送模型,在多目标求解、问题解耦和PSO全局优化等方面进行突破,建立了一种动态价格约束下的带时间窗选址-路径二级运输模型(2E-dPLRPTW),并进行了案例验算,确认该方法能有效提升生鲜商品无人售卖的效益。

球孢白僵菌对七种蚜虫的感染反应——时间-剂量-死亡率模型分析

通过以球孢白僵菌（Beauveria bassiana）菌株SGBB8601系列浓度的分生孢子悬液（104～108孢子/mL）对俄罗斯麦双尾蚜（Diuraphis noxia）、麦无网长管蚜（Metopolophium dirhodum）、麦长管蚜（Sitobion avenae）、麦二叉蚜（Schizaphis graminum）、玉米蚜（Rhopalosiphum maidis）、禾谷缢管蚜（R padi）和忽布疣额蚜（Phorodon humuli）等七种蚜虫的体表接种试验,运用时间-剂量-死亡率模型分析了该菌株作用于上述寄主的剂量、时间及其互作效应。所测菌株对所有蚜虫均具有毒力,接种后七日的LD50为1.25×105～114.82×105孢子/mL,毒力因蚜种而异,双尾蚜和忽布疣额蚜最为敏感,玉米蚜与禾谷缢管蚜的敏感性相对较低,其余居间。这些结果表明所试菌株具有作为蚜虫微生物防治候选因子的潜势。本研究采用的分析方法较传统的Probit或Logit分析方法有显著的优越性,将时间和剂量效应的分析统一到一个模型中,使时间与剂量效应的互作评价成为可能。笔者介绍了该模型的生物学基础和建模步骤,并讨论了在生物学研究领域的应用前景。

输气管道内检测器压力-速度模型及速度调整策略

内检测器的运行速度在输气管道无损检测过程中会影响数据检测的精度。针对内检测器运行速度调节问题进行研究,内检测器速度调节可以看作不同稳态条件下速度的变化。将漏磁内检测器与上下游气体视为一个整体,并根据流体力学原理分析了平稳状态下管道压力与内检测器运行速度之间的关系,建立了内检测器的压力-速度模型。通过所建立的压力-速度模型,计算出管道不同稳态条件下的内检测器速度,并以此作为内检测器速度调节的依据。通过在西气东输二线管道模拟运行表明该模型可以准确地计算出内检测器的运行速度并可以有效的进行速度调节。

绿僵菌CQMa128乳粉剂对蛴螬时间-剂量-死亡率模型分析

用拌土法测定了金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae菌株CQMa128乳粉剂对蛴螬3龄幼虫的毒力。结果表明：土壤含有1×106~1×108孢子/g绿僵菌乳粉剂时,蛴螬的校正死亡率随着绿僵菌孢子浓度的增加和作用时间的延长而增大,土壤含有5×107孢子/g绿僵菌乳粉剂时蛴螬的校正死亡率达85.2%。运用时间-剂量-死亡率模型对生测数据进行拟合,通过Hos-mer-Lemeshow拟合异质性检验,并估计了该制剂对蛴螬的致死剂量与致死时间。随着接种天数的增加,相应的LD50和LD90随之降低,剂量效应逐渐增强。土壤中含有3×107、5×107和1×108孢子/g绿僵菌乳粉剂处理的LT50值分别为10.18、8.42、6.79d。当土壤含有1×108孢子/g绿僵菌乳粉剂时,蛴螬死亡率可达90%以上,LT90为10.50d。该绿僵菌制剂在蛴螬的生物防治中具较强的应用潜力。

基于气相色谱-质谱联用法的喷墨打印文件墨迹中挥发性溶剂历时性变化规律研究

为解决司法鉴定领域中喷墨打印文件制成时间问题,利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)定性定量分析4种黑色喷墨打印文件墨迹中的挥发性溶剂成分。对同一时间打印的样品进行追踪测试,每间隔一定天数用打孔器取样,提取剂提取后进行GC-MS分析。通过内标法测定样品提取液中各组分的浓度,计算单位长度(mm)墨迹中挥发性溶剂含量C(ng/mm)并作为打印样品老化的定量单位。结果表明,4种打印样品中含有2-吡咯烷酮、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、甘油和三甘醇6种挥发性溶剂成分。上述成分在文件形成时即开始挥发和转移,含量不断减少至某一数值时趋于稳定。利用测定的历经不同时间的打印样本中溶剂含量数据,建立了单组分溶剂与时间的非线性回归模型以及多组分溶剂与时间的多元线性回归模型,模型评价指标比较结果表明,对于溶剂组分数多的墨水使用多元线性回归模型的预测效果更好。

球孢白僵菌XJBb3005对茶丽纹象甲致病力的时间-剂量-死亡率模型分析

用浸虫法测定球孢白僵菌XJBb3005菌株对茶丽纹象甲成虫的致病力,结果表明,茶丽纹象甲成虫的死亡率随着球孢白僵菌孢子浓度的增加和作用时间的延长而增大,当孢子浓度为1.0×108个孢子·mL-1,处理7d后,累计死亡率达100%。运用时间-剂量-死亡率模型(time-dose-mortality,TDM)对死亡率随时间、剂量的变化进行了拟合,所建模型顺利通过Hosmer-Lemeshow拟合异质性检验,表明模型的拟合良好,并由此模型估计出了球孢白僵菌XJBb3005菌株对茶丽纹象甲成虫的致死剂量和致死时间。接种后第7d,LC50估计值为4.86×104孢子·mL-1,LC90估计值为4.26×106孢子·mL-1。用浓度为1.0×108、1.0×107、1.0×106、1.0×105和1.0×104个孢子·mL-1菌液处理的LT50值分别为3.97、4.45、5.01、6.49和7.87d。孢子悬液浓度为1.0×108、1.0×107和1.0×106孢子·mL-1处理时,LT90值分别为4.98、6.48和7.84d。由此表明该球孢白僵菌菌株对茶丽纹象甲的生物防治具有较好的应用潜力。