基于Bounding Box的车辆行为标注

针对目前自动驾驶汽车行为预测对目标行为标注准确率低及压线行驶行为无法标注问题,首先通过建立车辆包围盒(Bounding Box)将车辆的形状描述出来,随后通过Bounding Box 4个顶点与车道线的相交关系来判断目标车是否有换道行为。对于无车道线的情况,首先通过自车轨迹左右拓展出虚拟车道线,通过Bounding Box与虚拟车道线的关系判断目标车是否有切入自车道的行为,随后进行标注。通过Bounding Box对目标行为进行标注可以将标注的准确率提高至80%,并且可以将压线行驶行为标注出来,为后续行为预测模型训练打下良好的基础。

Labeled box-particle CPHD filter for multiple extended targets tracking

In multiple extended targets tracking, replacing traditional multiple measurements with a rectangular region of the nonzero volume in the state space inspired by the box-particle idea is exactly suitable to deal with extended targets, without distinguishing the measurements originating from the true targets or clutter.Based on our recent work on extended box-particle probability hypothesis density(ET-BP-PHD) filter, we propose the extended labeled box-particle cardinalized probability hypothesis density(ET-LBP-CPHD) filter, which relaxes the Poisson assumptions of the extended target probability hypothesis density(PHD) filter in target numbers, and propagates not only the intensity function but also cardinality distribution. Moreover, it provides the identity of individual target by adding labels to box-particles. The proposed filter can improve the precision of estimating target number meanwhile achieve targets' tracks. The effectiveness and reliability of the proposed algorithm are verified by the simulation results.

Frost heave analysis of ballasted track above box culvert and its influence on train vibration

The uneven frost heave of frost-susceptible subgrade soil causes track irregularity,which highly enhances train vibration and affects the comfort and safety of railway transportation.This paper presents a coupled thermo-hydro-mechanical(THM)analysis for the freezing behavior of railway located above a box culvert.The vertical acceleration of the vehicle,an indicator of riding comfort,is predicted through a vehicle dynamic model.The results reveal that the existence of a box culvert changes the subgrade thermal pattern,leading to a deeper frost penetration depth.The frost heave amount above the box culvert is larger than the adjacent section,resulting in uneven track structure upheave and track irregularity.This frostinduced track irregularity highly affects train vibration.

CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道振动噪声特性研究

【目的】探究高速铁路CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道的结构振动与噪声特性。【方法】以有限元、多体动力学与边界元相结合的方法为基础,通过建立高速列车-无砟轨道-箱梁耦合动力学模型和边界元模型,研究列车高速通过时的列车-轨道-箱梁耦合系统的结构动力响应,以及噪声辐射特性。【结果】结果表明,列车通过桥上CRTSⅢ型板与双块式轨道结构段时,列车的最大轮重减载率分别为0.0536与0.1657,下部箱梁挠度分别为1/9673与1/8457。与双块式无砟轨道相比,CRTSⅢ型板的轨道板及底座位移响应更小,并且轨道-箱梁系统的竖向振动衰减更快,减振性能更优。另外,比较两种轨道结构条件下的高架箱梁结构噪声,CRTSⅢ型板段的箱梁噪声总声压级更小。但是,桥下远场点噪声峰值差异较小,峰值频率接近,均为31.5Hz左右;而桥下峰值频率差异较大,Ⅲ型板的峰值频率为63Hz,双块式则为20Hz。【结论】CRTSⅢ型板式无砟轨道更适合在高速铁路桥梁段使用。

CRTSⅢ型板式无砟轨道-PC简支梁长期变形研究

研究目的:以CRTSⅢ型板式无砟轨道-PC简支梁体系(梁-轨体系)为研究对象,开展混凝土收缩徐变作用下梁-轨体系的长期变形研究,分析底座板、自密实混凝土及扣件长期受力特点。研究结论:(1)相较于单独箱梁(将无砟轨道转化为均布荷载作用),梁-轨体系下箱梁徐变上拱反而有所增大;(2)箱梁长期变形导致无砟轨道上拱,引起钢轨与轨道板、底座板与自密实混凝土部分区域产生竖向变形差,进而导致底座板和自密实混凝土脱空;(3)底座板和自密实混凝土的纵向拉应力、扣件竖向附加力均较小,但梁端处部分扣件纵向力达到极限值;(4)小阻力扣件能够有效削弱梁轨相互作用,减小箱梁长期变形引起的无砟轨道纵向应力和扣件竖向力;(5)本文研究成果揭示了梁-轨体系长期变形协同工作机理,可为CRTSⅢ型板式无砟轨道结构运营期间的维养提供一定的理论依据。

城市轨道交通参数可调覆盖式轨道吸尘装置研究

[目的]针对城市轨道交通钢轨打磨后产生的铁屑粉尘难以清除的问题,需结合铁屑粉尘的特性,设计一套能够进行参数调整的覆盖式轨道吸尘装置。[方法]通过分析钢轨打磨铁屑的特性与道床结构,确定轨道吸尘装置设计的可行性与必要性;对该吸尘装置的吸口进行设计,采用流体仿真分析吸口宽度和离地间隙对吸尘系统风压、风量及功率的影响,并对比不同参数下的风量与风压;根据灰尘的运动模型和有效沉降因素对集尘箱结构进行优化,提高其集尘效果,并通过流体仿真验证其有效性;根据设计参数建立轨道吸尘小模型装置,并通过不同尺寸试验物料、不同离地间隙进行对比试验。[结果及结论]吸口宽度的变化对吸尘系统的影响不大,在其小范围变化的情况下可以忽略;吸口离地间隙越大,吸尘系统中的风压逐渐减小,风量逐渐变大,功率也逐渐变大,吸尘率也随之下降;试验装置吸口离地间隙小于20 mm时,对钢轨打磨铁屑的吸除率达到90%以上,对粒径5 mm的砂石的吸除率达到92%以上,对粒径1 mm的沙尘的吸除率达到96%以上。设计的参数可调式轨道吸尘装置具有较好的吸尘效果。

车辆服役环境对高速列车轴箱轴承温度的影响分析

构建考虑轴箱表面散热及轴承内部传热的功率损耗模型,分析轴箱轴承在不同服役环境下的载荷;综合考虑轴箱表面空气流场对流换热的影响,建立精细化轴箱轴承温度模型,分析不同服役环境对轴箱轴承温度分布和温度特性的影响,并通过轴承试验台验证模型的有效性。研究结果表明:当车辆速度由220 km/h增至300 km/h时,轴承的总摩擦力矩增大11.4%;当车轮多边形阶数由16阶增加到22阶时,摩擦力矩平均增大2.8%;轴箱轴承最高温度出现在内圈与滚动体接触的区域,最低温度出现在轴上且接近环境温度;当车速由220 km/h增加到300 km/h时,轴承的最高温度上升9.2℃,各节点处温度均有一定程度增加,当车轮多边形阶数由16阶增加到22阶时,最高温度平均升高1.1%;当多边形深度幅值由10 dB增加到18 dB时,最高温度平均升高1.4%。

量测不确定性条件下的箱粒子滤波目标跟踪方法

在复杂水下环境中,主动声呐的量测值在距离和方位分辨率上存在较大的不确定性,即一个目标回波的能量可能覆盖声呐距离-方位能量谱的多个相邻位置网格。并且,当环境中混响较强时,上述量测不确定性将引起多个区域性的杂波干扰。为了减小状态空间估计的偏差,基于粒子滤波(PF)的跟踪方法需要大量粒子来近似后验概率密度,跟踪的实时性急剧降低。针对上述问题,该文提出一种基于区间量测的箱粒子滤波跟踪方法(IBPF),对主动声呐量测值进行区间表示,即用一个表示距离和方位区间的箱粒子代替点值量测,用区间表示这种量测不确定性,在提高状态估计稳定性的同时,极大程度地减少了后验概率密度估计所需的粒子数,从而进一步提高计算效率。实验结果表明,所提IBPF与PF相比,能以更高的计算效率获得更优的跟踪性能,对目标的跟踪时间缩短了18.06%,跟踪成功帧数增加了4.29%。

海上无人机对运动船舶的长期检测跟踪算法

针对无人机在海上对船舶进行长时跟踪时,由于船身被遮挡及船舶离开视野导致目标跟踪失败的问题,提出了基于YOLOv5和ECO_HC相结合的海上目标长时检测跟踪算法。首先,利用感知哈希与峰值比例综合评估跟踪过程的可靠性,目标丢失时利用YOLOv5检测器重新定位目标位置,并初始化跟踪器模型,消除累计错误信息。其次针对目标在跟踪过程中存在的旋转变化,利用傅里叶-梅林变换进行旋转参数估计,减少了目标旋转造成的跟踪器性能下降问题。本文算法在OTB-100数据集上的平均精确度和成功率为83.9%和76.7%;在无人机平台上进行实际海上场景船舶跟踪实验,在完全遮挡及离开视野两种情况下精确度和成功率分别为为80.9%,60.4%和90.2%,48.3%,实验表明本文算法可以有效抑制常见海面干扰因素的影响。

基于振动加速度模态分解与重构的轨道局部不平顺分析方法

低地板轻轨列车的异常振动信号多为非平稳非线性信号,针对传统时频分析方法在非平稳非线性信号处理上的局限,提出将Hilbert-Huang变换(HHT)应用于低地板轻轨列车的异常振动分析研究。针对经典HHT采用的EMD方法存在的模态混叠等困境,提出了先利用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)对振动数据进行分解,再通过相关系数法剔除趋势项分量,利用小波阈值法对高频含噪分量去噪,对去噪后的高频分量和低频信息分量进行加权重构,最后进行Hilbert-Huang变换的优化处理流程。以某型低地板轻轨列车为研究对象,通过HHT得到轴箱垂向加速度的Hilbert谱,获取时间—瞬时频率—瞬时能量对应关系并实现冲击点定位,结合边际谱分析振动特征计算质量指数,判断低地板轻轨列车的异常振动原因及故障模式,结果表明该方法对低地板轻轨列车振动的特征提取与振动冲击分析有效可行。

海塘提标加固混凝土挡墙施工方法

针对原支架木模施工工艺效率低下、消耗劳动力多,耗费钢材、木材多,难以满足环保要求与经济效益要求的问题,提出海塘提标加固混凝土挡墙厢式轨道车内支撑施工方法,该结构由门架系统、钢模板以及行走装置三部分组成,使用卷扬机驱动轨道车行走,作为一种大型混凝土挡墙施工器械,不仅提高了混凝土施工质量,而且在提高施工进度的同时也提高了经济效益。

区间量测下自适应交互多模型箱粒子滤波机动目标跟踪

针对现有交互多模型箱粒子滤波(Interacting Multiple Model Box Particle Filter,IMMBPF)算法在区间量测目标跟踪过程中模型切换和跟踪精度方面的不足,结合自适应交互多模型算法,提出了一种自适应交互多模型箱粒子滤波(Adaptive IMMBPF,AIMMBPF)算法。该算法利用模型似然后验信息构建修正因子,并结合阈值对马尔可夫转移概率矩阵进行自适应修正,使得匹配模型的概率快速增大,并且可以减小非匹配模型的影响,即使在目标运动模型先验信息不足或者不准确情况下,也能对模型转移概率进行自适应更新。对于量测常受到未知分布和偏差的区间误差所影响而呈现区间形式的问题,将箱粒子代替普通粒子,拟合后验概率密度从而进行滤波。仿真结果表明,相比于原有算法,该算法在区间量测机动目标跟踪的应用中,拥有更优的模型匹配度和目标跟踪精度。

LNG运输船液货围护系统次层绝缘箱质量跟踪系统

次层绝缘箱是液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)运输船液货围护系统的重要组成部分。阐述次层绝缘箱的箱体组装、胶条测试和质量风险,提出基于专用的环氧树脂涂胶流水线的次层绝缘箱质量跟踪系统,为LNG运输船液货围护系统提供安全保障。

多源传感器箱粒子LMB滤波算法

随着复杂跟踪场景的大量涌现,常规多源传感器多目标跟踪算法存在计算量大、跟踪精度低、无法估计目标航迹等不足,已无法满足现代战争的需求。笔者以主动传感器和被动传感器组成的多源传感器系统为背景,重点研究多源传感器多目标跟踪问题的实现算法。针对“多主动+多被动”多源传感器系统量测无法充分融合且整体算法计算复杂度较高的问题,提出一种多源传感器箱粒子标签多伯努利(MS-BPF-LMB)滤波算法。首先,对传感器依据不同主动传感器进行分组,即将所有传感器划分为若干“单主动+多被动”传感器组;然后,通过并行运算,对各传感器组运用基于角度关联的多传感器信息融合算法,得到跟踪所需的有效量测;最后,在跟踪滤波阶段,通过引入箱粒子滤波数值计算方法,将获取的量测点划分为若干箱粒子,并对箱粒子滤波下的多传感器量测更新系数进行重新定义,以较低的计算复杂度实现LMB(Labeled multi-Bernoulli,LMB)滤波。仿真结果表明,所提算法在保证跟踪精度的前提下,误差明显降低且算法复杂度下降约40%,能够有效处理异构数据多源信息融合问题。

一款智能化外卖箱的设计

随着在线食品配送行业的迅猛发展,配送效率和食品安全成为重中之重的同时也暴露出外卖配送过程中食品保温、食品安全等配送质量问题。外卖箱作为外卖餐饮配送的主要工具,现阶段其发展还存在很大的改进空间。针对配送过程中遇到的各类实际问题,该研究通过资料查询与市场调研,对外卖箱的关键技术进行深入分析。这些技术包括温度控制技术、实时位置跟踪技术、汤汁洒漏监测及安全锁定技术等。研究详细阐述这些技术对于解决配送过程中的问题所起到的作用,并对外卖箱发展前景进行展望,旨在通过技术创新提高食品配送过程的效率和安全性。研究结果表明,外卖箱的技术创新对于提升配送服务的整体质量和效率具有显著影响,对食品配送行业的可持续发展具有重要意义。

基于区域候选孪生网络的红外目标跟踪算法

目标跟踪是光电设备的基本功能。为了应对跟踪任务中目标快速运动、复杂背景干扰以及遮挡的影响,不同于传统生成式方法与核相关滤波方法,本文提出一种使用深度学习的红外目标跟踪算法,使用双分支孪生特征提取网络对输入进行空间映射,经锚框划分图像区块后,分流为区域候选网络的“分类”与“回归”分支并进行特征模板匹配,对每个锚框进行分数评价后取“分类”分支中的最佳锚框,经“回归”分支进行预测边界回归后确定目标跟踪预测框,得到一种可以达到实时要求的红外单光宏观单目标跟踪算法。这种方法能够通过完全离线端到端训练整体系统参数获得,其制作过程简单,只要方法得当地进行参数精调,其性能有充分潜力可供挖掘。

大体量异型预制弧形件智能装备研究

本文针对上海市机场联络线的大体量异型预制弧形件拼装设备进行了研究。首先阐述了该线路中弧形件的构造信息,并根据弧形件构造阐述了弧形件智能装备的研发思路及设备的细部构造;之后对弧形件的姿态控制进行了相关的分析;最后介绍了弧形件的施工流程和弧形件设备施工实践。结果表明所研发设备可有效识别弧形件姿态,且在极限工况下可满足拼装要求。利用研发设备极大提升了施工效率,节省了施工工期,取得了较好施工效果,可为后续类似工程提供借鉴经验。

轨道运梁车在宽幅平面双钢箱组合梁运输中的应用

以甘肃省兰州市某公路工程建设项目桥梁工程上部钢-混组合箱梁结构的安装施工为例,通过对宽幅平面双钢箱组合梁安装运输工况进行理论分析,从桥头待架区向已架设桥跨上引出两组钢轨,由三维空间位置可调式运梁装置运输平曲线钢箱组合梁,总结了平曲线宽幅双钢箱组合梁的运输安装施工技术。论文主要从工艺技术原理、施工准备、测量放样、桥头路基段轨道基础施工、轨道铺设及加固、轨道连接、运梁平车运输钢箱梁、箱梁架设等内容对双钢箱组合梁运输技术进行了阐述。

基于Box粒子滤波的参数自适应机动目标跟踪

针对机动目标跟踪加速度的不确定性,引入一种新的参数自适应算法,采用粒子滤波及高斯核密度估计技术,估计目标机动参数,实现对任意机动目标的跟踪。在此基础上,考虑到粒子滤波计算代价较高的问题,进一步引入区间分析技术,采用Box粒子代替传统的粒子,以提高算法的计算效率。实验结果表明,提出的算法能够有效地跟踪任意机动目标,且运算时间明显低于传统的参数自适应算法。

龙门吊轨道交叉下连续箱梁移位工序AI识别模型

为提升工程连续箱梁移位工作质量,保障工程有序顺利进行,设计龙门吊轨道交叉下的跨海通道工程连续箱梁移位工序AI识别模型。分析连续箱梁移位工序流程,将连续箱梁移位工作划分为钢筋加工、模板安装、混凝土蒸养等五个工序。利用人工智能技术中的门限玻尔兹曼机与支持向量机构建连续箱梁移位工序AI识别模型,采集连续箱梁移位工作图像,将所采集图像作为模型输入,利用卷积神经网络中的卷积层与池化层优化门限玻尔兹曼机模型,利用优化后的模型采集连续箱梁移位工作图像特征;基于不同图像特征,利用支持向量机划分图像类别,完成工序识别。实验结果显示,该模型能够准确识别连续箱梁移位工序,有效提升工程施工性能与经济效益。