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期刊信息/Journal information
北京交通大学学报
北京交通大学
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北京交通大学

孙守光

双月刊

1673-0291

bfxb@bjtu.edu.cn

010-51688053

100044

北京西直门外上园村3号

北京交通大学学报/Journal Journal of Beijing Jiaotong UniversityCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是理工类综合性学术刊物，主要刊登北京交通大学的通信工程、交通信号控制、光纤技术、信息工程、计算机技术和软件及应用、土木工程、桥梁工程、建筑学、机械与电子控制、铁道机车车辆、电气工程、交通运输工程、运输管理，及应用数学物理化学等。读者对象为从事理论研究、工程开发的科研人员及相应的管理人员、有关高校的教师、研究生等。
正式出版
收录年代

    联合MSF和FCD的公路隧道视频裂缝关键帧提取算法

    王萍秦川朱军刘洋...
    98-106页
    查看更多>>摘要：针对公路隧道视频关键帧提取精度低和速度慢的问题,提出一种联合多尺度滤波(Multi-Scale Filtering,MSF)和脊变化检测(Ridge Change Detection,RCD)的公路隧道视频裂缝关键帧高效提取算法.首先,基于多尺度滤波和Hessian矩阵设计裂缝脊特征提取方法,考虑裂缝在不同方向和尺度下的梯度和二阶导数性质,通过特征值解算和阈值分析,提取和融合不同尺度滤波结果中的脊线,实现公路隧道视频裂缝脊特征准确提取;然后,提出一种道路裂缝视频帧的索引空间模型,基于脊线差分分析和帧间相异约束,构建裂缝关键帧索引机制,利用脊线变化检测裂缝区域的动态特征,并通过帧间相异度判别筛选出具有代表性的关键帧,从而减少冗余帧,显著提高裂缝检测视频的处理效率;最后,开展公路隧道裂缝视频关键帧提取实验.实验结果表明:所提方法平均准确率较现有关键帧提取方法提高19.3%～43.2%,裂缝关键帧平均提取速度是基于运动的方法的11～13倍,有效提高了公路隧道裂缝检测效率,能够为公路隧道裂缝智能检测提供参考.

    公路隧道视频裂缝关键帧提取多尺度滤波脊变化检测帧间相异度

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    基于多尺度SSIF和Gamma变换的低照度图像增强算法

    梁杰琛张鸿铸魏宗寿李鹏...
    107-117页
    查看更多>>摘要：针对夜间场景下低照度图像整体亮度不足、边缘难以辨识与色彩失真等问题,在HSV色彩空间的基础上,提出一种基于多尺度自引导锐化-平滑图像滤波(Sharpening-Smoothing Image Fil-ter,SSIF)的低照度图像增强方法.首先,利用HSV空间色彩亮度分离的特性,对V分量使用多尺度自引导锐化-平滑图像滤波,准确估计光照分量进而求得精确的反射分量.其次,针对光照分量分布不均的问题,提出一种二维自适应伽马变换算法并通过大量对比选取最佳参数,对较暗区域亮度进行拉伸,同时抑制较亮区域的亮度,使整体图像光照更加均匀,图像亮度更符合人眼视觉.再次,针对反射分量存在部分边缘模糊与噪声的问题,提出多尺度钝化掩蔽算法,在抑制噪声的同时能够有效增强图像细节信息,提升整体图像动态范围.最后,对S分量使用自适应饱和度增强算法,将增强后的S分量、V分量与保持不变的H分量合并转到RGB图像,并与带色彩恢复的多尺度视网膜增强算法(Multi-Scale Retinex with Color Restoration,MSRCR)中的色彩恢复因子结合得到最终增强图像.实验结果表明:所提低照度图像增强算法的基于精细自然场景统计的图像质量盲评价指标和平均梯度较其他对比算法分别提高了 14.62%、32.10%,不仅能够有效地解决图像亮度分布不均问题,而且能够提高图像轮廓细节的丰富程度和对比度,整体效果优于其他对比算法.

    信号与信息处理HSV空间锐化-平滑图像滤波多尺度钝化掩蔽算法二维自适应伽马变换自适应饱和度增强

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    基于分流模型PI控制的车网耦合系统低频振荡抑制方法

    逯华耿民刘明杰王喜莲...
    118-129页
    查看更多>>摘要：高速铁路车网耦合系统电压低频振荡多发生在多台动车组同时轻载启动工况下,易引发牵引封锁,严重影响高速铁路的安全运行.针对低频振荡问题,以CRH3型动车组为研究对象,对低频振荡的产生原理和抑制方法进行了研究.首先,建立车网耦合系统阻抗模型,利用阻抗比伯德图分析低频振荡的产生机理;其次,设计一种分流模型PI控制器,利用仿真将分流模型PI控制器与传统PI控制器、自抗扰(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)控制器、自适应自抗扰比例积分(Self-Adaptive Auto Disturbance Rejection PI,SAADR-PI)控制器进行性能对比;再次,提出一种基于分流模型PI控制的瞬态直接电流控制策略,并利用仿真分析该控制策略对低频振荡的抑制效果;最后,利用小功率实验平台进行分流模型PI控制策略与传统PI控制策略的对比实验.研究结果表明:在额定负载下采用分流模型PI控制器的动车组四象限变流器直流侧电压超调量为17.13%、调节时间为 0.104 s、电压波动为±54 V,分流模型PI控制器提升了四象限变流器的动态性能;当6台采用分流模型PI控制策略的动车组同时轻载启动时,系统在0.4 s左右进入稳态,直流侧电压的调节时间为0.27 s,超调量为7.12%,稳定后的电压波动为±32 V,分流模型PI控制策略能够有效地抑制低频振荡现象,为高速铁路车网耦合系统低频振荡抑制的研究提供参考.

    高速铁路车网耦合系统低频振荡分流模型PI控制器四象限变流器

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    基于时频增强残差网络的补偿电容故障诊断方法

    陈光武陈俊石建强李鹏...
    130-141页
    查看更多>>摘要：针对现有轨道电路补偿电容故障诊断方法在复杂环境中受到高噪声干扰,导致故障诊断精度低的问题,提出一种基于迁移学习、连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)和时频增强残差网络(Time-Frequency Enhanced Residual Network,TFEResNet)的智能故障诊断算法.采用CWT将原始感应电压信号的时域和频域信息相结合,生成小波时频图,该图能够将补偿电容故障的特征信息映射到不同时间和尺度的局部位置,有效增强模型对故障特征的捕捉能力;将小波时频图输入到构建的TFEResNet模型中进行迁移学习训练,用于特征提取和故障分类,TFEResNet能够从时频图中提取复杂的时频特征,减少信号中多余和无用噪声的不良影响,提升诊断精度和模型的泛化能力.实验结果表明:在高噪声环境下,本文方法相较于其他方法在补偿电容故障诊断中表现出更高的准确率,其值达到99.28%,同时精确率、召回率和F1评分等指标也更优,证明了方法的有效性,为基于数据驱动的轨道电路补偿电容故障诊断提供了一种新方法.

    轨道电路时频增强残差网络迁移学习补偿电容故障诊断连续小波变换

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    考虑定子总成各向异性的永磁同步电机振动特性分析

    卢炽华李放刘志恩薛齐凡...
    142-154页
    查看更多>>摘要：针对当前在建立电机噪声振动分析模型时,存在绝缘漆和绕组导线结构复杂以及材料参数难以确定的问题,提出一种高精度等效建模和遗传算法优化的材料参数快速矫正方法.采用基于中心复合试验设计(Central Composite Design,CCD)的响应面模型,分析各向异性材料参数对模态频率的影响规律,利用多物理场耦合仿真分析电机额定工况下壳体及后端盖振动分布特性;通过振动台架试验验证多物理场分析模型的准确性,探明8 000 r/min附近48阶等效辐射功率等级峰值处产生机理.研究结果表明:各向异性材料中,绝缘材料的弹性模量对电机模态贡献最大;矫正后的电机整机有限元前3阶模态频率与锤击法模态试验结果相对误差在3.5%以内,等效建模及矫正方法可用于电机多物理场耦合模型构建;从整体趋势看,多物理场振动仿真结果与试验结果具有较好的一致性,其中48阶整体振动水平最大,其峰值主要由8 000 r/min转速下径向电磁力空间0阶12倍频激励频率与定子总成0阶模态频率6 239 Hz相交产生共振所引起.研究结果可以为电机噪声振动分布特性及产生机理的研究提供参考.

    径向电磁力模态试验各向异性矫正方法多物理场耦合

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    可变带宽核估计与卷积神经网络结合的充电负荷预测

    王国君王立业廖承林王丽芳...
    155-161页
    查看更多>>摘要：针对电动汽车充电负荷预测研究中存在的充电负荷预测耗时长、效率低、结果不准确等问题,提出一种可变带宽核估计与卷积神经网络时间序列预测相结合的预测方法.首先,结合电动汽车的充电行为和行驶习惯,获得大规模电动汽车的充电行驶数据,基于大量的实时数据,深入分析大规模电动汽车充电负荷的多种影响因素,并基于影响因素和实际路况等构建单位里程耗电量模型.然后,为准确拟合数据,引入3种传统概率模型,分析并比较它们的优缺点和拟合的准确度.最后,基于拟合结果,采用拟合准确度最高的可变带宽核估计模型对电动汽车充电负荷进行拟合,基于拟合结果结合卷积神经网络对电动汽车充电负荷进行预测.研究结果表明:所提方法将电动汽车充电负荷预测的平均误差降至3.11%,最大误差降至6.42%,有效提高了预测准确度,可为电网系统的维护提供借鉴和参考.

    电动汽车可变带宽核估计卷积神经网络负荷预测

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    基于自适应分数阶循环平稳盲反卷积的滚动轴承故障诊断方法

    吴怡王金海杨建伟徐丹萍...
    162-170页
    查看更多>>摘要：在工业领域中,由于机械设备恶劣的运行环境和复杂的工作条件,轴承故障信号常受到强烈背景噪声的干扰,难以有效提取故障特征.针对此问题,提出一种基于自适应分数阶循环平稳盲反卷积(Adaptive γ-order Cyclostationary Blind Deconvolution,ACYCBDγ)的滚动轴承故障诊断方法.首先,引入一种新的局部峭度比指标(Local peak ratio,Lpr),确定最优滤波器长度.然后,计算基于高斯平稳模型的估计分数阶,构建分数阶循环平稳盲反卷积.最后,通过公开数据集和实测数据集验证所提模型的性能.结果表明:ACYCBDγ与最小熵反卷积、最大相关峰度反卷积和最大二阶循环平稳盲反卷积(Maximum Second-order Cyclostationarity Blind Deconvolution,CYCBD)相比,在公开数据集上的抑制比分别提高了20.61%、17.85%和44.95%,在实测数据集上的抑制比分别提高了 53.63%、60.27%和 55.16%;在-10～-20 dB的强信噪比影响下,ACYCBDγ相较于CYCBD,Lpr提升了87.51%.ACYCBDγ能够减弱噪声和干扰信号的影响,实现强噪声背景下轴承故障特征的准确提取.

    轴承故障诊断循环平稳盲反卷积特征提取

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    变流器风冷系统热建模方法

    梁原贾昊付和平陈杰...
    171-178页
    查看更多>>摘要：为提高变流器的运行可靠性,掌握变流器风冷系统的散热状态,提出一种对于风冷散热器的热建模方法.首先,基于流体动力学理论和传热学理论建立考虑空气温度因素与散热器进风口堵塞的风冷散热器三维集总参数热模型;其次,通过仿真计算功率模块的损耗,利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件模拟不同堵塞程度下的散热器温度,完成不同堵塞程度下的三维热网络模型的仿真验证;最后,搭建实验平台,将实测散热器温度与二维及三维热网络模型计算得出的散热器温度进行比较.研究结果表明:建立的风冷散热器三维热网络模型平均精度计算误差为1.8%,相较于传统的二维热模型平均精度计算误差降低5.1%,能够为冷却系统的散热状态评估提供参考.

    变流器风冷系统散热状态热建模

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    《北京交通大学学报》征稿简则

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