基于视觉的车辆与轨道相对振动状态测量方法研究

车辆与轨道相对振动状态对轨道线形测量有重要影响;分析了传统检测车辆与轨道相对振动状态测量方法的缺陷,提出一种基于视觉的车轨相对振动状态测量方法,以轨道建立轨道坐标系,以车体建立车体坐标系;考虑相机镜头畸变,建立相机非线性模型,基于机器人手眼方法标定相机与车体,求解相机内外参数;依据车体运动姿态特征,推导基于双目机器视觉的车辆运动姿态偏移补偿计算方法;运用实验平台设计验证实验,通过计算所得的车体振动位移与真实值高度吻合,随着车速增加振动位移误差也随之增大,验证了该方法的正确性和可行性;提供一种车辆与轨道相对振动状态测量方法。     

基于车体横移振动的高速列车虚拟复合阻尼天棚控制算法研究

高速列车车体横向随机振动由车体的横移振动、侧滚振动和摇头振动三自由度合成,是影响车体横向运行平稳性的关键;为了改善列车横向运行平稳性,提高半主动控制性能;通过建立某型高速列车动力学模型,对车体横向振动特性进行分析,得出横移振动的加剧是造成车体合成横向振动和横向平稳性恶化的主要原因;通过分析在传统天棚阻尼控制算法下分别以车体合成横向振动为反馈和以横移振动为反馈对车体横向振动的控制效果,得出采用以车体横移振动为反馈的传统天棚阻尼控制算法对车体横向振动的抑制效果更佳;在此基础上,提出一种以车体横移振动为反馈的虚拟复合阻尼天棚控制算法,并进行联合仿真分析;结果表明:相比于被动控制,采用虚拟复合阻尼天棚控制算法后,车体合成横向振动加速度峰值、均方根值和平稳性改善率分别达到了46%、43%和19.5%,均高于采用传统天棚阻尼控制算法;可见,采用虚拟复合阻尼天棚控制算法在抑制车体合成横向振动,改善车体横向平稳性方面控制性能更佳。     

有轨电车动态限界计算软件设计与实现

针对目前没有形成有轨电车结构和模块编组特点的限界计算方法的现状,提出有轨电车动态限界(水平限界)算法。该算法基于解析几何方法,结合列车动力学分别推导出有轨电车在直线和曲线运行情况下以及有、无强侧向风情况下车体横向偏移量,计算出车辆动态限界。同时通过Matlab软件开发平台设计了有轨电车动态限界计算软件。该软件具有导入计算参数与导出计算结果的功能,通过软件计算,可以得到不同运行情况下有轨电车车辆横向限界值。最后给出计算实例来对算法进行验证,实验结果表明,该算法满足实践工程需求。该软件可供有轨电车车辆限界设计参考使用。     

Spark环境下基于SMT的分布式限界模型检测

在基于可满足性模理论(SMT)的限界模型检测中,限界深度对于程序验证结果的可信性和程序验证效率具有重要影响。传统串行检测方法由于单机处理性能和内存的限制,不能在限界较深的条件下进行验证。针对该问题,在Spark环境下提出一种分布式限界模型检测方法。将源程序的LLVM中间表示(LLVM-IR)构造为Spark内置的数据结构Pair RDD,利用MapReduce算法将Pair RDD转化为表示验证条件的弹性分布式数据集(VCs RDD),VCs RDD转化为SMT-LIB并输入SMT求解器进行验证。实验结果表明,与传统串行检测方法相比,该方法提高了验证过程中的限界深度和验证结果的正确率,并且对于复杂度较高的程序在限界相同的情况下其验证速度也有所提升。     

空间遥感TDICCD相机振动补偿的优化设计

为了降低振动对空间遥感TDICCD相机的影响,提高成像质量,提出了被动补偿和主动补偿相结合的振动补偿方法;分析了振动对TDICCD相机MTF的影响,指出了当振动量小于一定数值时,通过优化设置积分级数可以同时满足系统对信噪比和调制传递函数的要求,提出了小振动时积分级数被动补偿和大振动时压电陶瓷主动补偿相结合的补偿方法;数值计算结果表明,在系统的信噪比要求为100倍,振动导致的调制传递函数大于0.95的前提下,当振动量不大于0.0136μm时,可采用被动补偿的方法对振动进行补偿,否则采用主动补偿。     

高铁车体表面三维重建及瑕疵点检测

针对高铁车体表面高精度三维重建问题,提出了一种基于线结构光扫描的车体表面三维重建及瑕疵点检测方法。通过安装在阵列式仿形相机支架上的多台线结构光传感器对车体表面进行三维数据采集;运用点云数据拼接技术与数据去重原理对多相机采集数据进行处理。同时设计了基于固定激光与光尺基准的误差补偿方法,以提高三维重建精度。提取指定尺寸范围的瑕疵点并输出点云数据;进行三维重建及瑕疵点检测过程节拍分析。实验结果表明:该方法在车体深度方向上能达到较高精度,检测所需时间较短,符合高铁车体表面瑕疵点检测的要求。     

基于自适应多尺度时频熵的遥测振动信号异常检测方法

针对遥测振动信号频域成份复杂、非平稳非线性和强噪声特性,提出一种基于自适应多尺度时频熵的遥测振动信号异常检测方法;首先对采集到的遥测振动信号进行零漂修正和趋势项消除,然后采用自适应分解方法对信号进行多尺度分解,得到若干分量,利用相关系数剔除虚假分量;接下来用筛选出的分量作时频分布,对时频分布进行多层多尺度划分,计算相应尺度频段内信号的分形维数,依据分形维数的大小自适应地确定各频段的时频划分尺度;最后计算时频平面的自适应多尺度时频熵,通过时频熵的变化情况对遥测振动信号进行异常检测;实测数据验证了该方法的有效性。     

上海A型地铁车辆弹性车体与转向架耦合振动分析

基于上海A型地铁车辆弹性车体有限元模型,建立弹性车体的刚柔耦合动力学模型,用其研究车体垂向弹性对运行平稳性的影响,分析弹性车体与转向架的耦合振动,探究车体弹性共振的机理.结果表明,在车体刚度低的情况下,该型地铁车辆车体弹性对车辆运行平稳性影响较大;车体的弹性共振并非由车体与转向架耦合振动引起,在车辆悬挂及车体的设计过程中应当考虑几何滤波现象引发车体弹性共振对车辆平稳性的影响。     

利用既有人防隧道改造地铁区间隧道方法探讨

以重庆地铁一号线小什字至燕喜洞3.2 km人防隧道改造为依托,对利用既有人防隧道改造、扩建为区间隧道的方法进行探讨,以期对类似工程有一定借鉴意义。在分析既有人防隧道测量、检测资料基础上,提出了利用既有人防隧道改建为地铁区间隧道时线路、限界的设计原则及方法,研究了毛洞段、衬砌段既有人防隧道的改造方法,重点阐述了利用既有二次衬砌存在的问题。利用既有人防隧道改造为地铁隧道可更有效地利用地下空间、减少工程投资、加快建设工期及终结既有人防隧道安全风险。     

基于移动三维激光扫描仪的地铁限界测量分析

传统架站式三维激光扫描技术在地铁限界测量中,存在采集数据繁琐,点云处理难度高等问题,同时现有的限界分析软件测量节点稀少。本文针对以上问题,利用移动式三维激光扫描仪,对昆明地铁某段隧道进行了相对测量。点云数据通过处理,导入专业的限界测量分析软件,完成净空差值测量,测量结果显示,测量区间未有任何超限病害,并快速生成图文一体检测报告,验证了本文提出的地铁限界测量技术,能够提供高效、准确、便利的服务。     

基于颜色分量补偿的交通标志图像预处理

为提高图像预处理的效果,提出了一种基于颜色信息的颜色分量补偿预处理方法。该方法首先将实景图像分成RGB三个分量,根据要提取的交通标志颜色选择处理分量。接着对选择分量进行阈值处理实现候选标志与背景的粗分割。然后用阈值化的色彩分量替代原图中的对应分量重构为一幅新的彩色图像。最后通过颜色提取对重构图像进行处理以提取候选标志区域。实验表明,采用该方法进行交通标志的预处理,提高了交通标志检测时标志定位和形状检测步骤的准确度和速度,为交通标志预处理提供了一种可行的解决方案。     

基于光照补偿和颜色统计的汽车牌照定位方法

基于车牌颜色相对固定,亮度易受光照条件影响的特点,提出一种车牌定位方法.把车辆图像从RGB空间转换到HSV空间,利用同态滤波对亮度分量进行光照补偿,保持色度和饱和度不变;转换回RGB空间,基于颜色统计进行车牌定位.实验结果表明,对于常见的蓝底车牌,该方法不仅能够实现光照不佳、背景复杂车辆的准确车牌定位,而且还能实现包括接近车牌颜色的各色车体的准确车牌定位.     

高速列车车体疲劳试验压力加载控制仿真研究

高速列车在隧道通过或明线交会时,列车表面会产生较大的气压波动,此压力波动通过车体传递到车内也会影响车内压力波动,加之运行速度的不断提高,可引起车体表面材料疲劳甚至断裂;为研究高速列车在复杂工况下车内、外压力波动对车体材料疲劳性能的影响,设计了一种能同时对车内及车外进行压力加载的试验系统;利用AMESIM与SIMULINK接口技术进行联合仿真平台的构建,并进行车内、外压力控制仿真;针对系统数学模型难以建立,且存在大容量、大时滞、非线性及多扰动等特点,采用基于前馈补偿的高阶非因果型迭代PI型控制算法实现车内及车外压力的精确控制;仿真结果表明该算法控制误差较PI型控制算法小,控制效果更理想。     

基于ICEEMDAN-LSTM的地铁盾构隧道管片形变数据分析预测

地铁隧道安全监测以及监测数据的分析处理与预测是保障地铁隧道安全的重要手段。由于施工环境的影响,监测数据不可避免会含有噪声。本文以盾构地铁隧道管片变形自动监测数据为研究对象,提出基于ICEEMDAN-LSTM的变形监测数据分析预测方法。首先采用ICEEMDAN对监测数据进行分解处理,获得监测数据的IMF和残差分量;构建LSTM网络模型,应用LSTM模型对监测数据的IMF和残余分量进行预测,再对IMF和残余分量预测值进行叠加重构获得变形预测值。实验分析结果表明,ICEEMDAN-LSTM模型的预测精度明显高于BP、LSTM模型。     

气动载荷对高速列车车体疲劳强度的影响

随着列车运行速度的提高,气动载荷对强度的影响越来越显著。为加强列车气动载荷强度,根据高速列车在线路运行实际情况设置了四种气动载荷工况:明线会车,隧道通过,隧道会车和侧风。利用空气动力学原理计算得到四种气动载荷工况的数值,将得到的数值施加到高速列车车体有限元模型上,进行气动载荷的静强度和瞬态响应分析。计算分析结果表明,四种工况下的静强度结果都小于车体材料的允许用的应力,最大位移变形均发生在车体底部;利用Fluent软件仿真获得列车在空旷地带以380km/h速度交会的气动载荷时间历程,接着在ANSYS软件中对车体完成气动载荷瞬态响应分析,得到气动载荷对车体结构强度的影响,为车体强度优化设计提供了参考。     

轨道扣件的图像采集与振动补偿方法

基于车载图像采集系统进行轨道扣件检测是保障列车运行安全的一项关键技术,受运行过程中低频机械振动和外界光照的影响,常规的图像采集检测方法所得图像精度较低。为了解决该问题,提出一种基于机器视觉光源模型的振动补偿方法。通过建立线阵相机、激光光源和扣件区域的照明模型消除外界光照的干扰,并采用频域分析法和多传感数据融合技术,设计补偿算法消除振动信息的干扰。最后,通过搭建采集平台进行实验验证,结果表明该方法可以有效地减弱外界光照对成像质量的影响,并对±5°以内的图像偏移实现了修正。与未采用机器视觉光源模型的方法相比,扣件区域对比度提高10倍以上。     

改进的验证正确性ACTL性质的限界模型检测方法

近些年来,基于SAT的限界模型检测方法作为基于BDD的限界模型检测方法的一种有效补充,已经得到了一定的发展。其中,大部分的研究成果都集中在了使用该方法来进行系统查错方面,而在正确性性质的验证上一直难有突破,原因在于正确性性质的验证依赖于一个完备上界,而这个完备上界在限界模型检测方法中很难实现。对传统限界模型检测中的编码方式进行相应改变,就能够在一定程度上解决这一问题,进行正确性性质的验证。在此基础上对该编码方法进行改进,从而提高它的求解效率,扩大其应用领域。     

磁浮列车车轨耦合振动仿真研究

为了分析车轨道耦合振动过程中各因素的影响,建立了车体-悬浮架-轨道的简化动力学模型和动力学方程,利用数值方法研究了一节列车在静态悬浮过程中,整个车体与轨道耦合振动的垂向动力学行为.分析了轨道和车辆主要参数对振动的影响,并给出了仿真结果.仿真结果表明,轨道的抗弯刚度,长度,车轨质量比,以及车辆的悬浮刚度对于耦合振动影响较大;同时经过二系悬挂的衰减,车厢的振动较小.结论可供车辆悬浮控制器设计和轨道梁设计参考.     

机械高压气动减压阀阀芯失效检测方法研究

机械高压气动减压阀阀芯失效检测能提高气动减压阀的安全性,提出基于振动信号分析的机械高压气动减压阀阀芯失效检测方法。采用振动传感器实现对机械高压气动减压阀阀芯失效特征参数采集,构建机械高压气动减压阀阀芯失效状态下的振动传感信号特征分析模型,采用时域特征参数分析,结合频谱增益控制,实现对机械高压气动减压阀阀芯失效工况参数分析和谱特征分解,采用匹配滤波检测方法实现对机械高压气动减压阀阀芯失效振动信号的降噪处理,提取机械高压气动减压阀阀芯失效下的振动信号时频特征分量,采用振动信号的多尺度小波分解,实现对信号的关联谱特征检测,并通过多维空间融合,实现信号特征聚类,由此实现对机械高压气动减压阀阀芯失效检测。测试结果表明,采用该方法进行机械高压气动减压阀阀芯失效检测的收敛性较好,特征聚类性较强,提高了故障失效检测置信水平。     

一种新颖的纤栅式微振动传感器的温度补偿方法

提出了一种新颖的光纤光栅微振动传感器及温度补偿方法,应用特殊机构使2个光纤光栅受到反向应变,温度影响作为共模量得到抑制.分析影响灵敏度和频带宽度的主要因素后,实验上实现了最高灵敏度检测和最佳温度补偿,补偿后在-15～50℃范围内输出振动信号几乎不受温度影响.振动频率达到750Hz,输入振动驱动功率为2mW时,仍能检测到不失真的波形.