基于KCF-Hash-Match目标跟踪算法的高速列车车轮横向晃动识别方法

良好的轮轨接触状态是高速列车安全运行的重要保障,轮轨相对横移量作为判别轮轨接触状态的重要指标,直接决定着车轮是否存在脱轨危险,基于机器视觉的轮轨在线跟踪监测技术可为高速列车轮轨接触点状态识别提供新的思路。测试采用在转向架底部安装摄像机的测试方法,获取列车高速运行时的轮轨接触图像。综合考虑核相关滤波算法跟踪速度快和模板匹配算法跟踪精度高的优点,并融入哈希算法原理。提出一种能够识别高速列车轮轨接触几何状态的核相关滤波-哈希-模板匹配算法(Kernel correlation filtering-Hash-Match,KCF-Hash-Match),用于复杂运营环境下高速列车车轮横向异常晃动的监测。结果表明,KCF-Hash-Match算法能够解决传统核相关滤波算法在跟踪快速移动目标时存在的误差积累问题,当允许的误差阈值为8个像素点时,准确率达到99.8%;与现场实测数据对比表明,KCF-Hash-Match算法具有较高的跟踪精度,可实现高速列车车轮横向晃动的安全监测。     

端帮采场边坡稳定影响因素及其作用规律研究

受“边坡应力场”与“采硐群应力场”耦合作用的影响,端帮采场边坡稳定影响因素更加复杂,边坡稳定控制难度显著提高。为了探明端帮采场边坡稳定性的主要影响因素及其作用规律,以我国鄂尔多斯地区某露天矿端帮采煤为背景,构建数值分析模型,模拟研究了不同边坡角、不同煤柱宽高比和不同采硐深度工况条件下边坡岩土体的移动变形特征,对比分析了各关键因素对边坡稳定影响的差异性。结果表明：整体边坡角、煤柱宽高比和采硐深度对端帮采场边坡岩土体移动变形影响明显;边坡稳定性随整体边坡角增大而降低,随煤柱宽高比增大而提高;以坡顶线在煤层的正射投影位置为界,当采硐末端未超出该边界时,采硐深度的增大不利于边坡稳定,当采硐末端超出该边界时,采硐深度继续增大将有利于边坡稳定。     

不同速度控制方式对桁架机器人动态冲击的影响

为了保证重载桁架机器人系统能够平稳、高速运行,降低因加速度、加加速度突变产生动态冲击,从而提高桁架机器人的运动精度,分析并推导了目前电机常用的3种速度控制方式的速度方程,利用ADAMS仿真软件进行仿真验证。仿真结果表明:五次函数速度控制曲线相较于S型曲线和正弦曲线,加速度更加平缓,且加速度数值大小有了明显的降低,加加速度变化较小;此外五次函数速度控制曲线对所需电机的力矩要求更低,有利于成本的节约。     

基于VOF模型的水平管蒸发器液膜流动数值研究

在水平管降膜蒸发器液体分布器的设计中,布液管结构参数影响着液体的成膜质量,为了简化设计计算,提出了利用有限元数值计算软件研究开孔间距与其他结构参数的关系。开孔间距的大小与液膜在蒸发管外壁面形成的宽度有关。而影响蒸发管外壁面液膜宽度的主要因素有2个:布液孔孔径和布液孔穿孔流速。因此,课题组采用VOF模型,模拟蒸发管外壁面液膜流动形态,探讨不同孔径和穿孔流速下的液膜宽度值,利用中心复合实验得出液膜宽度Lm(开孔间距l)关于穿孔流速v和孔径d的关系式。结果表明:通过得到的关系式可以建立3者之间的内在关系,计算出不同孔径和穿孔流速下的开孔间距值。该关系式能够简化液体分布器布液管各结构参数的设计和计算,具有一定的参考和应用价值。     

煤体单轴压缩感应电荷时频演化规律与失稳破坏电荷评价指标

为了有效预测预报煤岩破坏所引起的动力灾害,介绍了受载煤体变形破坏电荷产生机理与感应电荷监测原理,开展了煤体单轴压缩过程感应电荷监测实验,采用基于假设原理的Lilliefors检验方法研究了有效电荷产生的初始时刻,获得了煤体破坏演化过程的应力与感应电荷的时序共性特征;研究了加载前期与破坏后期电荷信号的频域特征,设计了基于FIR方法的低通滤波器,得到了滤波后的有效电荷信号;基于煤体破坏演化过程的电荷时频特征,构建了失稳破坏电荷评价指标;开展了井下有、无动力显现的电荷监测试验,使用研发的本质安全型电荷监测仪验证了监测动力破坏现象的有效性。综上研究结果表明:Lilliefors检验方法能够判识煤体加载初期所产生的有效电荷信号,得到了压密阶段基本为白噪声信号,弹性阶段会产生不易识别的、少量的、且与白噪声混合的低幅值有效电荷信号,弹塑性过渡阶段会产生易于辨识、幅值相对增大且连续性较差的电荷信号,塑性阶段与破坏阶段的有效电荷信号随应力降次数增多而增多,随应力降幅度增大而增大,两阶段的电荷信号波动幅度较为剧烈,高幅值电荷信号连续性较强;通过时频变换,得到电荷信号白噪声主频不小于50 Hz,煤体破裂所产生的电荷信号主频不超过15 Hz,设计的FIR低通滤波器可有效降低噪声信号,能保留高幅值与高波动性的电荷信号;建立的电荷累积量、平均电荷强度、电荷变异系数3种评价指标,它们均能良好地反映出煤体的破裂状态,平均电荷强度还可反映出煤岩体的应力水平,变异系数能更加准确地识别煤体进入加速破坏阶段的前兆点;在采动影响下现场各测点的电荷变异系数与平均电荷强度明显比无采动影响的数值更大,电荷变异系数随着远离工作面而逐渐减小,平均电荷强度在超前工作面支承压力峰值影响范围内达到最大值,说明电荷法能够有效监测巷道的动力破坏情况,可为煤矿动力灾害预警提供一种新的监测手段。     

煤体破裂分形特征与声发射规律研究

探究离散性影响下煤体力学行为演化机制及失稳预测方法是有效提高冲击地压预测准确性的关键,开展煤受载破坏声发射监测试验并对破碎块体筛分统计,获得了强度、块体分形特征、声发射信号规律及其相互关系。研究结果表明:受裂隙及夹矸等影响煤体内部形成承载结构缺陷区导致其强度具有显著离散性,含有夹矸或裂隙越多,煤体受载过程弹性区越短承载能力越低,破碎后完整性较高,峰后软化特征明显,煤体单轴压缩破坏块度分形维数为2.08~2.60略高于岩石,碎块分形维数随峰值应力增加而升高,将质量频率分布曲线的斜率定义为碎块密集度(k),碎块密集度越小煤体分形维数越大,破碎块体的数目越多体积越小破碎程度越高;煤体受载过程声发射能量、信号密集度和能量累积量随强度正相关变化,声发射累积量正比于分形维数,结合试验统计结果,深入分析了声发射能量与分形维数间的内在联系,并建立了声发射累积总能量随分形维数变化的经验公式,研究成果为定量的分析声发射信号与煤体力学行为间相互关系提供指导。     

基于3DEC的露天矿内排压脚追踪距离优化分析

为解决宝日希勒露天矿南帮软岩边坡的大范围变形失稳问题,采用Geo Studio岩土环境模拟计算仿真软件与三维离散元软件3DEC分别就内排压脚对软岩边坡稳定的控制作用与内排追踪距离的优化方法进行了研究。结果表明:内排压脚方法对于端帮边坡稳定控制作用明显,当内排追踪距离为40m时,边坡变形可以得到有效控制,而且生产工作可以实现正常接续。研究成果的科学性及适用性得到了实际生产的验证,值得类似条件矿山广泛借鉴。     

关键层耦合作用下露井联采边坡滑动深度分析

通过理论分析和相似材料模拟实验,提出了控制露井联采边坡稳定的"关键层"概念,研究了"关键硬岩层"与"关键弱层"耦合作用下的露井联采边坡变形破坏机理。建立工程力学模型,推导出了关键层耦合作用下露井联采边坡滑动深度的预计公式,以平朔矿区安家岭露天矿北端帮井工开采引起的边坡滑动为工程实例,对公式的适用性进行了验证,结果表明,预计结果与相似材料模拟实验结果、现场位移监测结果三者基本吻合。通过研究,实现了露井联采边坡潜在滑移深度的合理预计,为露井联采时空关系优化、边界参数合理确定、边坡变形监测与失稳治理等工作提供了依据。     

食品及其包装材料中双酚A的测定方法研究

目的基于阳离子聚合物(PDDA)能诱导金纳米粒子聚集,PDDA与单链核酸之间的电荷吸引效应能够阻止PDDA的诱导作用,以及BPA核酸适配体的特异性,构建一种新型生物传感器检测分析双酚A含量的方法。方法在含有特定浓度的单链DNA金纳米粒子溶液中依次加入双酚A和阳离子聚合物,室温下混匀反应,最后利用紫外检测器扫描整个体系光谱图。研究特定波长下的吸光值随双酚A浓度的变化值。结果在最佳优化条件下,检测体系在特定波长处吸光值随BPA浓度的不同而发生变化,在质量浓度为1~50 ng/m L时呈良好线性关系,检出限为0.6 ng/m L。将该检测体系应用于BPA类似物的检测,有较为明显的专一性。应用该法测定湖泊水中BPA标样的含量,回收率为95.6%~108.0%。结论该方法对工业生产和食品安全中BPA的痕量检测具有一定的应用前景。     

基于Pareto解的军事计量保障方法研究

对于地理位置偏远、仪表送检困难的单位,如何减少送检仪表的数量是一个重要军事课题。本文采用基于Pareto解的非线性多目标规划算法,在确保各项参数计量覆盖率的情况下,有效降低了众多下属单位的待计量参数数量。