【摘 要】
：
我国铁路基础设施建设正在从“建设为主”向“建管并用”发展,传统运维技术存在诸多弊端,亟需建立新的智能运维技术体系。数字孪生是实现虚实空间交互的先进技术,该技术突破了传统仿真及试验条件限制,实现以最快速度、最优成本掌握结构的实际运行状态。数字孪生能够将物联网、建筑信息模型、结构健康监测、数值仿真与人工智能等先进技术通过虚实数据交互,形成对物理实体有效地监控、模拟、预测、诊断与决策。针对数字孪生的发展、基本原理及技术方法进行归纳总结,阐述了数字孪生与建筑信息模型、结构健康监测、人工智能等技术的融合应用,总结了
【机 构】
：
华东交通大学土木与建筑工程学院,江西省智能交通基础设施工程研究中心,江西省交通科学研究院
【基金项目】
：
国家重点研发计划项目(2021YFE0105600),国家自然科学基金面上项目(51978263),江西省自然科学基金重点项目(20192ACBL20008),江西省交通运输厅科技项目(2020Z0003,2020X0013)。
论文部分内容阅读
我国铁路基础设施建设正在从“建设为主”向“建管并用”发展,传统运维技术存在诸多弊端,亟需建立新的智能运维技术体系。数字孪生是实现虚实空间交互的先进技术,该技术突破了传统仿真及试验条件限制,实现以最快速度、最优成本掌握结构的实际运行状态。数字孪生能够将物联网、建筑信息模型、结构健康监测、数值仿真与人工智能等先进技术通过虚实数据交互,形成对物理实体有效地监控、模拟、预测、诊断与决策。针对数字孪生的发展、基本原理及技术方法进行归纳总结,阐述了数字孪生与建筑信息模型、结构健康监测、人工智能等技术的融合应用,总结了
其他文献
为了保障高速列车的安全可靠运行,文章以存在未知扰动和输入时滞的高速列车制动系统为被控对象,设计了新的高速列车制动系统模型参考自适应控制策略,实现了对给定速度曲线的渐近跟踪。首先,通过分析高速列车制动系统的原理和动态特性,建立了存在扰动和时滞的高速列车制动系统状态空间模型;其次,充分利用模型参考自适应控制善于处理系统不确定性和外界扰动的能力,结合状态预测,设计了状态反馈控制器,使其在存在未知扰动和输入时滞时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪;最后基于CRH380AL型高速列车在济南—青岛段的数据开展仿真验证,
5G是跨时代的技术,除了更极致的体验和更大的容量,它还将开启物联网时代,并渗透进至各个行业。它将和大数据、云计算、人工智能等一道迎来新的信息时代。5G技术主要应用于垂直行业,在轨道交通中还没有大量应用,在轨道交通中比较直接的应用是完成多年来行业难于解决的车—地之间信息的传送,通过5G网络实现的列车与地面之间的信息的高速通道,可将列车高清视频信息高速传送至地面,并与地面视频系统开形成一体化系统,统一管理,降低管理成本。文章就5G最有潜力的应用特征结合轨道交通行业从智慧运营管理、智慧乘客服务、智能维保方面进行
针对人致振动载荷作用下,楼盖结构出现的振动问题,本文依据有限元分析理论,采用瞬态动力学方法对实际楼盖结构开展了跳跃和屈伸激励下的实验测试和有限元数值分析,得到了傅里叶级数拟合的速度激励函数。将此函数应用于有限元数值分析,对比验证了跳跃和屈伸激励下实际楼盖的瞬态响应,分析了2种激励下的能量传递分布规律。研究表明:实际楼盖在2种激励形式下能量均以复合正弦波形式传播,跳跃激励时整体测点的速度响应表现为明显的拍振现象,而屈伸激励下的速度响应表现为随机响应,2种响应状态从振动形式上反映了2种激励对楼盖结构的作用效果
为研究密度分层流对潜体阻力及兴波的影响,本文基于RANS方程,采用Realizable k-ε湍流模型,结合欧拉多相流模型和自定义函数(UDF)方法建立了密度分层流中水下潜体航行特性分析的CFD模型。采用SUBOFF模型进行了网格及时间步长的收敛性验证,并将数值模拟结果与相关试验进行对比,验证了本数值方法的精确性;模拟了全附体潜体以不同航速航行于不同位置时的水动力特性,探讨了密度分层流中航速、潜深及潜体与内波交界面距离对潜体受力的影响。潜体的速度变化主要对潜体艏、艉及表面拐点处压力影响较大;而潜深的变化主
为了揭示钛合金TC17疲劳失效机理,本文针对钛合金TC17疲劳研究建立了适用于钛合金TC17的疲劳寿命预测模型。采用超声疲劳试验技术,对钛合金TC17进行不同应力幅值条件下的疲劳试验,并对试件的表面形貌进行定量检测。应用经典的两参数模型(Basquin模型),结合钛合金TC17疲劳试验结果,提出了超高频率载荷作用下的钛合金TC17应力-寿命(S-N)曲线。使用扫描电镜显微镜对试件断口形貌特征进行观察,分析表面粗糙度对钛合金TC17高周及超高周疲劳失效机理的影响及疲劳性能的劣化作用。结果表明:TC17疲劳强
针对大跨混凝土桥梁耦合极值应变难以实现精准预测的问题,本文采用加权移动平均法和最小二乘法进行解耦。通过将各分段高低频信号分开,进而采用区间选择方法,得到高/低频应变的极值序列;建立高/低频极值应变的包含2个时变状态变量的动态线性模型,结合贝叶斯粒子滤波理论,基于动态监测并解耦的高/低频极值应变,实现对应极值应变的高精度预测,进而将其相加实现耦合极值应变的混合粒子预测。采用广东省肇庆西江大桥的监测应变数据对本文所提方法进行验证,与普通动态线性模型相比,本文建立的模型对耦合极值应变的预测效果较好。
针对冰缘区波浪与海冰相互作用问题,本文在波高一定的情况下,模拟了浮冰在一系列不同波长的规则波中垂荡和纵摇运动。通过关注的波浪冲洗冰体表面现象,其中浮冰运动受到波浪冲洗的干扰不可忽略,对比分析了浮冰在有/无波浪冲洗下的运动响应。利用计算流体力学方法建立三维数值波浪水池,通过有限体积法离散求解流体控制方程,采用VOF法捕捉自由液面,通过重叠网格技术实现浮体运动,同时通过计算流体作用于浮体的合力与合力矩,求解浮冰运动控制方程更新浮冰运动。计算结果表明:当波长较小时,波浪冲洗冰现象较明显,其对浮冰运动的抑制作用也
针对高维相关数据发布的隐私保护问题,本文提出2种隐私保护数据发布方法,解决高维相关数据发布时重复加噪导致的发布数据效用过低问题。基于概率主成分分析模型的隐私数据发布方法,及基于概率主成分分析和差分隐私的数据发布方法,利用主成分分析对高维数据降维,在低维数据中加入拉普拉斯噪声,然后再由概率主成分分析的生成模型生成数据集发布,使得发布的数据集满足差分隐私。经过分析与验证,当选取恰当的主成分个数时,2个真实数据集上的分类准确率较同类方法提高2%~5%。本文方法在支持向量机分类准确率方面可以保持良好的数据效用。
针对电动直驱舵机位置控制模式下系统内力较大的问题,本文建立了电动直驱舵机运动学方程,明确了伺服电机转角、电动缸位移和舵机转角三者函数关系。基于电动直驱舵机运动学方程,结合双缸同步运转条件,分析舵机位置控制模式下的内力形成机理。考虑到舵机转角与电动缸位移间的三角函数关系,提出了舵机转角的自适应控制算法和基于力补偿方法的内力抑制策略。运用Matlab和ADAMS联合仿真平台进行算法验证,仿真结果表明:自适应控制器可保证响应信号对指令信号的无差别跟踪,同时引入力补偿器后的双缸驱动力幅值减小90%以上,说明了控制
为了解决高光谱图像分类精度低,计算复杂度高的问题,本文提出一种基于可扩展的自表示学习波段选择方法(SOP-SRL)和3D-Gabor滤波的高光谱图像分类方法,以表示高光谱图像的空间光谱特征。使用SOP-SRL,通过缓存向量选择出信息量大的波段;应用3D-Gabor滤波器组对选定的波段进行响应,获取所有像素点的特征向量,将这些特征向量用于分类。在3个公共数据集上进行实验,所提方法的平均分类精度分别为