基于YOLOv5的机车车顶智能识别技术研究

铁路系统智能化建设不仅可以提高铁路的自动化和智能化水平,而且是铁路现代化发展中的重要环节。机车在正常行驶过程中,如果车顶存在异物,就可能会产生严重不良后果。目前,通常由工人检修车顶,效率较低,本文针对这个情况提出了一种基于YOLOv5深度学习模型的异物检测算法,将CIoU损失函数更换为SIoU损失函数,改进原有的YOLOv5模型,能够有效识别车顶是否存在异物,准确分类异物,提高车顶检测精度和检修效率,保障铁路行车安全。

基于Sarsa算法的城轨列车节能控制策略研究

针对城市轨道交通节能运行问题,提出一种基于Sarsa强化学习算法的城轨列车节能控制策略,实现了城轨列车在自动驾驶状态下,面对不同路况,执行减少能源消耗驾驶策略的同时兼顾准时性和舒适性。根据线路条件将列车状态进行离散化处理,将连续的驾驶过程分为若干个子区间进行分段求解。结合区间限速、初始状态、终末状态等限制条件,基于能耗及运行时间分别构造适当的奖励函数。同时,用当前状态下可达的最大速度与最小速度对可选速度集合进行限制,缩小探索空间,加快算法收敛。最后,通过对北京铁路亦庄线小红门站至肖村站的实例进行仿真。实验结果表明,与传统的动态规划方法相比,Sarsa算法在满足舒适性和准时性要求的情况下节能9.32%。相比于强化学习中的Q学习算法,在速度的选取过程中,超速次数也有明显下降。仿真结果证明Sarsa算法具有更好的节能效果和安全性。在算法参数不变的情况下,调整限速条件,与传统动态规划算法进行二次对比,依旧节能4.21%,验证了算法的鲁棒性。

冷链风险及风险传导机制研究

随着我国冷链物流的市场规模持续上涨,精准识别冷链过程中的风险影响因素并对其进行评价成为近年来备受关注的热点问题,而研究冷链各环节风险传导机制尤为重要。以“冷链风险”“风险传导机制”为关键词,检索了CNKI和WOS公开发表的文献,对国内外文献进行对比分析。冷链风险研究方面,学者们通过区分引发因子的差异,对冷链风险进行分类;冷链风险因素识别方法主要集中于文献调研、专家经验、流程图分析等定量分析法,风险因素筛选不准确,风险评价体系不完整;冷链风险评价方法目前主要有定性分析和定量分析两种,定性分析具有主观局限性,随着研究的深入,定量方法会越来越普遍。风险传导机制研究方面,现有文献主要集中于金融、社会、项目建设及供应链方面,冷链风险传导机制的研究未见公开发表文献,但随着冷链物流行业的进一步发展,该领域会吸引越来越多学者的关注。

基于改进YOLOv5的轨道交通障碍物检测算法

针对复杂的轨道交通背景下障碍物检测精度低和检测速度慢的问题,提出了一种改进YOLOv5的目标检测网络模型。首先,采用基于注意力机制的轻量级Transformer主干EMO来替换YOLOv5原有backbone中的部分模块,保证轻量化的同时,还能够提高模型的准确性和稳定性;其次,使用Focal-EIoU来替换YOLOv5中的CIoU损失函数,以解决CIoU引起的训练效率低、收敛速度慢等问题;最后使用轻量化上采样算子CARAFE来替换YOLOv5算法中原有的上采样层,在没有引入过多参数和计算量的情况下具有更大的感受野,提高了检测精度和检测速度。实验结果表明,该方法相较于原始的YOLOv5网络模型平均精确度提升了11.1%,准确率提升了13%,召回率提升了11.4%,检测速度达到了60.7 fps。所提出的方法在目标检测任务中表现出了较好的性能,有效增强了轨道交通背景下目标检测模型的检测性能。

网络货运场景下订单整合问题研究

针对网络货运订单整合问题,文章将整合过程分为2个阶段。首先,在订单预处理阶段,按需求和目的地将订单进行归类。然后,根据单车最优和全体车辆最优原则,建立包含综合满载率、收益率、综合匹配率的整合模型。采用遗传算法求解,利用某网络货运公司实际数据进行验证。研究结果显示:以单车最优为目标时,单车各项指标显著提高,单车利用率明显提升;而以全体车辆最优为目标时,各车参数均衡性高,实现了车辆配置的优化与平衡。

网络货运模式车货匹配问题研究现状综述

网络货运是当前物流行业中一种新兴货物运输模式,其不仅推动了物流行业的变革,也给物流行业带来了新的机遇和挑战。车货匹配环节的效率直接影响到整体物流的效能。因此,文章通过文献统计和文献总结分析的方法,系统评述了订单整合问题、车辆配载问题的数学建模及求解算法。研究发现:车货匹配问题在理论研究和实际应用方面均取得了显著进展,但在结合人工智能、大数据等新兴技术方面的应用尚显不足。文章对两类问题主要研究内容及方法做了简要总结,并对车货匹配问题未来研究方向进行了展望。

面向转向架构架轻量化的灵敏度分析研究

针对复杂结构轻量化过程中筛选优化变量的问题,文章提出了一种基于灵敏度分析的复杂结构轻量化方法。该方法引入Kriging代理模型建立复杂结构中设计变量与质量之间的函数关系,将Kriging代理模型的拟合精度提高问题转化为相关系数最优解的优化问题,并利用改进灰狼算法的寻优特性探寻相关系数最优解,借助优化后的Kriging模型拟合响应替代有限元响应进行Sobol全局灵敏度分析,筛选轻量化设计变量。以CRH380拖车转向架构架为例的仿真分析结果表明,上、下盖板板厚和横梁内外阶壁厚的变化会引起转向架构架质量明显变化,为转向架轻量化的优化变量筛选提供理论依据。在不影响构架整体尺寸的原则下,选取以上设计变量为优化变量,实现了构架减重16.39 kg。

曲线区段弓网接触力仿真研究

为探究曲线区段弓网系统的动力学特性,利用有限元方法对曲线区段线路条件下弓网系统空间位置进行数学解析,建立弓网系统仿真模型,并对不同行车速度、曲线半径、接触网拉出值下的曲线区段弓网系统进行非线性瞬态分析。结果表明:曲线区段行车速度越高、曲线半径越小,弓网接触力波动越剧烈;接触网相邻定位点拉出值设置大小差异越大,弓网接触力的波动越大,弓网系统稳定性越差。

横风环境下高速列车运行安全性研究

为研究不同横风(风向角为90°)环境下列车安全运行的临界速度,对横风速度分别为5、10、15、20、25、30、35 m/s,以及列车速度分别为200、250、300、350、400 km/h的多个工况用MATLB软件进行气动特性的数值模拟,得到不同工况下的气动载荷值,并选取中国高速铁路无砟轨道不平顺谱进行数值模拟;建立基于SIMPACK的高速列车多体系统动力学模型,以轨道不平顺谱转化的时域不平顺样本作为轨道不平顺激励,将其与得到的气动载荷值作为外部激励输入,对高速列车在不同工况下的车辆模型进行仿真和分析,得到不同风速和车速下的列车安全运行指标。给出不同风速下列车安全运行的最高速度限值,并通过数值拟合方法得到不同风速和车速下的高速列车运行安全域。结果表明,随着风速或车速的增大,轮轴横向力首先超出限值,应特别注意此指标对列车运行安全性的影响;在横风风速或列车运行速度过高时,需要进行一定的速度限值或加以一定的控制来保证列车运行安全性。

考虑碳排放及时间满意度的高铁快运“站到门”配送优化模型及算法研究

在双碳背景下,针对高铁快运“站到门”配送阶段存在配送成本高、服务能力低、末端配送难的问题,结合高铁快运业务的特点,引入Sigmoid降指数,通过函数变换得到“站到门”配送时间满意度函数,以高铁快运不同产品类型的首重运价确定客户重要度,以服务满意度、运输经济成本、碳排放量为目标,构建高铁快运站到门配送多目标优化模型。针对鲸鱼优化算法(WOA)容易陷入局部最优解的缺陷,提出并设计快速非支配排序多目标鲸鱼优化算法(FNSMWOA),采用该算法对问题进行求解,并通过算例验证所提模型和算法的有效性。结果表明:快速非支配排序多目标鲸鱼优化算法在全局搜索能力和局部搜索能力上均取得较好的效果,实验得出帕累托解前沿解,并得到考虑不同优化目的的帕累托最优解方案,为高铁快运“站到门”配送优化提供一种新思路。

基于FlexRay总线的嵌入式汽车线控制动技术研究

介绍了FlexRay总线技术的发展特点及克斯菲尔公司生产的FlexRay总线控制器芯片MFR4200,阐述了汽车线控制动技术的主要特点,详细论述了基于嵌入式微处理器芯片S3C44B0X的汽车线控制动系统的设计;构建了线控制动系统节点,设计了系统硬件软件,使用FlexRay总线总线数据检测软件检测总线数据;结果表明用FlexRay总线构成的嵌入式汽车线控自动系统较其他的总线系统具有良好的数据传输稳定性及可靠性,同时很好地实现了汽车的制动。

铁路交通事故应急救援体系脆弱性评价方法研究

脆弱性评价方法是描述系统及其组成部分的风险评估方法。本文提出基于群体灰色层次分析法的脆弱性评价方法,并运用该方法对铁路交通事故应急救援管理体系中存在的脆弱性问题进行研究,构建铁路交通事故应急救援管理体系的脆弱性评估指标,通过算例分析各脆弱单元的特征和分布规律,计算出需要加强的脆弱性单元。通过与普通层次分析法比较可以看出,群体灰色层次分析法是评估铁路交通事故应急救援预案和应急能力的一种更加有效的方法。

堆垛机远程故障诊断关键技术的研究

阐述了一种基于Internet、OPC以及故障树技术的堆垛机远程故障诊断及维修系统的结构、功能和工作流程,介绍了堆垛机信息的采集、传输、故障分析、专家系统,最终确定一套有利于堆垛机远程故障诊断的系统.

机场货运监控系统关键技术研究

介绍了机场货运监控系统的结构和功能,深入研究了机场货运监控系统的多任务控制和实时通信两个关键技术.其中多任务控制技术是指采用多线程技术并行处理多个任务;实时通信技术主要包括采用异步委托技术实现上位机调度和下位机通信的分离和采用OPC(OLE for Process Control用于过程控制的OLE)标准接口技术实现多PLC的实时通讯的技术.概述了该技术在某大型机场实际应用情况.

基于加权组合模型的短时交通流预测研究

为了改善城市路网中短时交通流预测效果,提高预测精度,设计了一种基于改进的K近邻非参数回归和小波神经网络加权组合的短时交通流预测方法。针对K近邻非参数回归预测方法搜索量大、相似性差等问题,采用基于交叉口相关系数加权的欧氏距离选择K近邻值。小波变换与神经网络有机结合形成的前馈型网络,对非平稳的输入信号能够呈现出良好的时频特性和变焦能力,对短时交通流预测效果有着明显的提升。通过算例分析,说明所设计的预测方法能够获得比较精确的短时交通流预测结果。

基于多Agent的城市交通控制建模研究

给出了多Agent智能系统的协作工作框架模型,设计了基于多Agent的分层递阶交通信号控制系统模型。实现了以多Agent计算为框架的仿真系统。通过实例仿真和分析证明了该方法的有效性和适用性。

冗余技术提高PLC控制系统可靠性的研究

针对工业现场对PLC控制系统可靠性提出更高的要求,提出利用冗余技术提高其可靠性;分析了硬件冗余和软件冗余在PLC控制系统中的应用,详细阐述了PLC控制器、输入输出口、通讯网络和电源各自的冗余方法,并着重以西门子300/400系列PLC为例进行了软硬件冗余的架构和原理分析;最后对冗余控制系统的可靠性进行分析,结果表明,使用冗余技术可使PLC控制系统的可靠性得到明显提高。

兰州铁路集装箱信息平台的构建研究

针对兰州市集装箱运输具体情况及兰州市区域集装箱信息平台建设的不足,提出构建以兰州铁路集装箱办理站为枢纽,以本区域运输部门、企业和货主为服务对象,辐射周边集装箱办理站的集装箱信息平台。通过对信息平台的功能需求分析,依据其构建原则,对平台的功能模块、网络结构和安全管理进行设计和研究。该平台的构建可有利于实现兰州市及周边地区集装箱物流及其信息流的整合。

面向交通信息采集的基于RFID的无线传感器网络的研究

为了克服目前交通信息采集中传统的采集方法容易受到恶劣环境影响、安装维修不便、信息量处理大等问题,本文运用RFID技术和无线传感器网络分别作为交通数据的采集前端和传输方式,设计一种基于射频技术(RFID)的无线传感器网络节点,对比两种不同的动态车速测量算法。通过实验数据检验了该系统的合理性,能够准确的获取车辆速度、车流量和车道占有率等信息。

基于滑模自适应鲁棒控制的城市轨道交通列车电空制动控制策略研究

针对城市轨道交通列车电空制动系统控制过程中外界干扰、执行机构时滞、基本阻力不确定等特性造成ATO(列车自动运行)系统速度跟踪及停车不准问题,根据李雅普诺夫稳定性理论提出一种基于SMARC(滑模自适应鲁棒控制)的城市轨道交通列车电空制动控制策略,设计城市轨道交通列车ATO系统基于SMARC的制动控制器。通过鲁棒控制将系统模型中非线性、输入时滞和外界扰动等所有不确定量减小到最小范围,同时也削弱了滑模控制器的抖振现象,增强了控制器的鲁棒性;进一步采用滑模控制减小列车制动过程中速度跟踪误差和减速度误差,从而获得较高的停车精度。仿真结果表明,基于SMARC的制动控制器的控制能完全满足城市轨道交通列车制动要求。