北京交通大学学报

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赵保军，李珍珍，赵博雅，冯帆，邓宸伟

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 1. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.001

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星载SAR（合成孔径雷达）舰船检测广泛应用于海上救援和国土安全防护等领域.鉴于传统的检测方法仍存在虚警率高等缺点，本文将具有强大表征能力的卷积神经网络（CNN）引入到星载SAR舰船检测中，面向SAR舰船检测的精准快速的需求，提出了基于低复杂度CNN的星载SAR舰船检测算法.算法结合星载SAR图像的特点，利用ROI提取方法实现目标粗提取，得到可疑目标切片及其对应的位置信息；通过构建的低复杂度CNN对所有的可疑目标切片进行精确分类，确定舰船目标，从而实现舰船目标检测.实验测试结果表明：本文提出的算法可以实现精准的星载SAR舰船检测；与传统双参数CFAR目标检测和基于现有深度网络框架（LeNet、GoogLeNet）的检测算法相比，该算法检测性能更好、检测时间更短，可有效降低检测漏检率和虚警率.

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利用深度神经网络的无监督视频表示

吴心筱，伍堃

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 8. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.002

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在计算机视觉领域中，大多数的视频表示方法都是有监督的，需要大量带有标签的训练视频集，但标注大量视频数据会花费极大的人力和物力.为了解决这个问题，提出了一种基于深度神经网络的无监督视频表示方法.该方法利用改进的稠密轨迹（iDT）算法提取的视频块交替地训练深度卷积神经网络和特征聚类，得到可提取视频特征的深度卷积神经网络模型；通过视频的中层语义特征，实现了无监督视频表示.该模型在HMDB 51行为识别数据库和CCV事件检测数据库上分别进行了动作识别和事件检测的实验，获得了62.6%的识别率和43.6%的检测率，证明了本文方法的有效性.

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基于多尺度区域块的糖尿病性视网膜病变级联检测

马文婷,赵耀,韦世奎,张诗吟,廖理心

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 13. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.003

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目前，基于形态学检测糖尿病性视网膜病变的算法复杂度较高，深度学习直接逐像素检测的方法虽然能够避免排除生理结构、手动设计特征的不足，但计算量大、分割速度较慢.为了解决上述问题，提出一种基于深度学习的级联检测框架.首先，分块检测眼底图像是否存在病变区域，然后对病变区域进行逐像素的分割，从而检测出微动脉瘤、出血点、硬渗出及软渗出4种病变.实验结果表明：在眼底图像公开数据库DIARETDB1中，4种病变的检测率分别为88.62%、94.91%、9891%和92.91%.与形态学方法相比，微动脉瘤和出血点检测精度分别提高了17.39%和15.18%；与直接逐像素检测方法相比，平均检测时间仅为原来的1/4.

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深度模型集成的不良图像分类

张晨，杜刚，杜雪涛

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 21. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.004

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移动通信技术的飞速发展在提升用户通信体验的同时也为不良信息的散布提供了便利，针对如何在大量数据中进行不良内容的识别与过滤问题，提出一种基于深度模型集成的不良图像分类模型(EDM)，通过集成多个结构不同、信息互补的深度模型来最优地区分分布差异较大的不良图像.为了验证本方法的有效性，建立一个真实移动通信场景下的不良图像数据集，并在此数据集上与基于传统支持向量机（SVM）的不良图像分类模型、基于深度卷积神经网络的Alexnet、VGG与Googlenet分类模型做对比.实验结果表明：本文所提深度模型集成方法在不良图像分类性能上明显优于其他模型，分类精度、精确率和召回率分别达到94%、84%和98%.

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基于深度特征蒸馏的人脸识别

葛仕明，赵胜伟，刘文瑜，李晨钰

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 27. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.005

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在人脸识别系统中，深度学习由于强大的表征能力被广泛应用，但模型推理的高计算复杂度和特征表示的高维度分别降低了特征提取和特征检索的效率，阻碍了人脸识别系统的实际部署.为了克服这两个问题，本文提出一种基于深度特征蒸馏的人脸识别方法，该方法通过多任务学习实现大深度模型知识与领域相关数据信息的蒸馏，从而统一地压缩深度网络参数及特征维度.联合特征回归与人脸分类，以预训练的大网络为教师网络，指导小网络训练，将知识迁移得到轻量级的学生网络，实现了高效的特征提取.在LFW人脸识别数据集上进行了实验，学生模型在识别精度相比教师模型下降3.7%的情况下，模型参数压缩到约2×107、特征维度降到128维，相比教师模型分别获得了7.1倍的参数约减、32倍的特征降维及95.1%的推理复杂度下降，表明了方法的有效性和高效性.

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面向嵌入式应用的深度神经网络模型压缩技术综述

王磊，赵英海，杨国顺，王若琪

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 34. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.006

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结合大数据的获取，深度神经网络关键技术广泛应用于图像分类、物体检测、语音识别和自然语言处理等领域.随着深度神经网络模型性能不断提升，模型体积和计算需求提高，以致其依赖高功耗的计算平台.为解决在实时嵌入式系统中的存储资源和内存访问带宽的限制，以及计算资源相对不足的问题，开展嵌入式应用的深度神经网络模型压缩技术研究,以便缩减模型体积和对存储空间的需求，优化模型计算过程.对模型压缩技术进行分类概述，包括模型裁剪、精细化模型设计、模型张量分解和近似计算和模型量化等，并对发展状况进行总结.为深度神经网络模型压缩技术的研究提供参考.

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基于时空特征的城市轨道交通客流量预测方法

袁坚，王鹏，王钺，杨欣

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 42. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.007

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随着城市轨道交通网络运营里程的不断增长及网络承载客流量的不断提高，特定站点客流量极易发生急剧变化，这种变化引起整个网络客流量的不均匀分布，从而增加运营调度的难度和运营事故的发生概率.本文以城市轨道交通实际运营中采集的大量客流数据为基础，从时间和空间两个维度分析城市轨道交通客流分布的特点，并进一步提出基于贝叶斯网络的客流量预测方法，实现对特定站点的客流量预测.本实验完全基于实际数据，结果表明：预测客流量平均绝对百分比误差基本在0.1以下，预测准确程度较高.

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基于时段偏好的高铁旅客车次选择行为研究

赵鹏，李云峰，李博

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 49. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.008

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高频公交化运营已成为部分高速铁路线路满足快速增长需求的行车组织模式.历史售票数据显示旅客对同一起讫站(OD)间平行车次的选择具有明显差异性，基于Logit模型构建考虑出发时段偏好的旅客平行车次选择方法.从车次选择率及购票特征两方面阐述旅客对平行车次选择的差异性，认为出发时段是影响旅客选择的关键要素.利用RP(Revealed Preference)与SP(Stated Preference)组合调查方法获取旅客实际出发时段偏好及潜在支付意愿. 将旅客出发时段偏好融合至选择广义费用函数，构建平行车次条件下旅客的车次选择模型.京沪高铁实证分析显示: 模型预测结果与实际情况间平均相对误差为6.62%，验证了方法的有效性和准确性.为精细化需求特征分析及管理提供理论基础和决策方法.

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动态随机客流下城轨列车运行调整策略

许红，陈楠

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 55. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.009

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针对城市轨道交通中随机到达客流对列车运行造成的延误问题，将动态变化且服从泊松分布的客流到达率拟合为随机分布变量.结合随机规划理论，构建了以列车发车时间偏差及到站列车间隔偏差为最小化目标的期望模型.应用最优化方法中的K-T条件对所建模型进行求解，得出调整相关偏差的控制策略.通过实例仿真模拟列车运行在受到随机客流及外界干扰的影响下产生的延误，比较采取调整策略前后列车在各站的离站时间偏差及其优化水平，结果表明:所设计的列车运行调整策略能够有效减小列车延误约25%，使得在动态客流下的城市轨道交通列车运行更能“按图行车”.

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铁路编组站列车解编顺序优化

呼志刚，黎浩东，何世伟

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 61. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.010

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优化到达列车的解体顺序和出发列车的编组顺序是编组站作业计划的核心内容之一.基于车流接续与分配方案，构建综合考虑解体顺序和编组顺序的优化模型，包括单溜放驼峰、峰尾一台调机情形，多台解编调机情形的解编顺序优化模型.所构建模型还可进一步扩展至考虑列车技术检查顺序的优化.最后设计案例验证模型的正确性，通过对不同数量解体调机、编组调机情形的列车解编顺序优化的测算可知：受车流量的影响，双推双溜的作业效率不一定比双推单溜高；解编作业相互影响，两者的作业能力也应相互协调，只增加解体作业能力或者只增加编组作业能力对整个系统作业效率的影响较小.

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基于类别映射的编组站车辆中时预测模型

张晓栋，董宝田，王跃

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 69. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.011

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现行铁路编组站车辆中时预测方法不能满足实际运输组织需求，结合车辆中时数据平稳性特点，设计基于类别映射的货种与车种映射函数，充分考虑车种别、货种别车辆中转作业差异，重新生成车辆中时序列.采用时间序列分析方法分析中时序列，提出新的编组站车辆中时预测模型，并采用极大似然估计法对参数进行估计并求解模型.实验结果表明，该方法能够较准确预测编组站车辆中时，符合实际中时发展趋势，提高了铁路车流预测的准确性.

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车辆分时租赁模式高峰时段用户预约分配模型

王永兴，毕军，孙欢欢

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 76. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.012

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租车高峰时段难以合理为用户分配车辆是分时租赁运营商面临的主要问题.针对车辆分时租赁模式下的用户预约分配问题，在对主要影响因素进行分析的基础上，提出了以运营商收益最大化为目标的用户预约分配优化模型，并设计遗传算法对模型进行求解.基于对仿真场景的假设将模型与算法应用于仿真算例中，算例结果表明: 遗传算法适用于求解所提出的优化模型，通过对模型求解可以得到租车高峰时段运营商最大收益及相应的最优用户预约分配方案，并且通过比较分析得出模型所得收益优于传统预约分配方法，验证了模型和算法的可行性与实用性.

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基于热点应力法的焊接结构疲劳评估

王文静，白锦仪，刘伟

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 82. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.013

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针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难，介绍和分析了应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力法.通过对焊接样件在不同应力水平下的疲劳试验，获取了焊接样件在97.7%可靠度下的疲劳寿命.采用热点应力法计算样件焊趾处热点应力值，提出考虑主板厚度效应的修正S-N曲线，并预测了样件的疲劳寿命.结果表明：板厚修正后的热点应力S-N曲线应用于薄板焊接结构疲劳寿命评估具有更高的精度和可靠性.以轨道车辆用焊接天线梁为例，采用该方法分析了焊缝处的热点应力，其最大应力发生位置与线路运用中出现裂纹位置相吻合，其计算寿命为7.1×105次，与实际运营结果基本一致.为平板焊接接头的抗疲劳设计提供参考.

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车轮多边形对车辆振动及轮轨力的影响

宋志坤，岳仁法，胡晓依，李响

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 88. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.014

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针对国内车轮多边形现象日益突出，应用ANSYS和SIMPACK软件建立考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合系统动力学模型，研究车轮多边形对车辆振动及轮轨力的影响并提出不同阶次的车轮多边形限值.研究表明：轮轨垂向力波动随车轮多边形幅值的增大而增大，但不随多边形阶次的增加而线性增大；轮对弯曲振动频率会与轮对的侧滚与转臂的点头频率相耦合，如果由车轮多边形产生的振动频率在该频率范围内，将会产生共振；根据轮轨力上限值170 kN提出300 km/h速度下1~20阶车轮多边形波深限值，特别是11阶车轮多边形的波深不宜超过0.07 mm.

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高压共轨喷油器响应特性的仿真分析

缑庆伟，张新敏，赵畅，张欣

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 94. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.015

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为了分析高压共轨喷油器结构参数的变化对喷油器响应特性的影响，以某型号重型柴油机高压共轨喷油器为研究对象，通过AMESim软件建立喷油器仿真模型，进行试验验证模型准确性.结果表明：进油孔孔径增大会提升开启响应速度但降低喷油器的关闭响应速度，出油孔孔径的增大提高喷油器的开启响应速度;控制柱塞直径的增大会提升喷油器的关闭响应速度但降低喷油器的开启响应速度；针阀密封直径的增大会同时提高开启和关闭响应速度;针阀弹簧预紧力的增加会带来针阀开启时间的延长和关闭时间的缩短.因此喷油器设计开发过程中应合理选取进油孔径取值并适当增大出油孔径及针阀密封直径.为高压共轨喷油器结构参数的优化设计提供参考.

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高压共轨柴油机ECU热测试分析

张纪宝，张欣，秦智晗，侯效森

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 101. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.016

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柴油机电控单元(Electronic Control Unit，ECU)的集成化和小型化发展及其恶劣的工作环境导致元器件存在高温失效的危险.基于ECU负载模拟器和快速温度变化试验箱,搭建ECU热测试平台,模拟柴油机的不同运行工况和环境条件,研究ECU热负荷状态.研究表明，柴油机转速和扭矩的大小影响元器件的热损耗，75％的元器件在柴油机额定功率点温度最高，但喷油器电磁阀驱动模块元器件在柴油机最大扭矩点温度最高且受柴油机运行工况影响最突出.环境温度的改变影响元器件与环境之间的综合热阻，引起元器件与环境的温差随环境温度上升呈先减小后增加的变化趋势.当环境温度达到105 ℃时，ECU内部分元器件温度达到汽车电子元器件的许用温度125 ℃，需改善元器件换热条件.

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基于云渲染的三维BIM模型可视化技术研究

刘北胜

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 107. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.017

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利用BIM（Building Information Modeling）技术进行工程建设的精细化管理需要实现三维BIM模型的在线展示及交互操作.传统的三维图形可视化技术虽然能够实现模型展示，但存在模型文件格式兼容性差，对终端设备硬件要求高，缺少必要的交互功能等问题.针对这些问题进行系统分析，提出了一套基于云渲染技术的三维BIM模型可视化解决方案.其中包括源模型文件轻量化转换技术，基于HOOPS的图形引擎开发技术，以及基于云渲染的大体量模型浏览器展示和交互技术.通过系统研发实现了主流建模软件Revit、Catia、Microstation、Tekla模型源文件的轻量化转换，以及基于云渲染的图形引擎系统，并在北京至张家口铁路工程建设项目中进行了验证.

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混凝土徐变对柔性车体列车-桥梁系统动力响应影响分析

王昆鹏,夏禾,张楠

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 114. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.018

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为了解决高速铁路混凝土简支梁桥徐变引起桥上轨道结构发生附加变形，进而影响桥上列车运营品质的问题,建立了柔性车体列车-桥梁系统动力分析模型，并以高速铁路常见跨度32 m和24 m预应力混凝土简支梁为例，分析了混凝土徐变对桥上CRTS III型无砟轨道结构附加变形的影响特点，并进一步研究了轨道结构附加变形对桥上列车运行安全性及平稳性的影响规律.研究结果表明：延长铺轨时间可有效防止混凝土桥梁工后徐变引起的轨道结构附加变形量超出规范限值；梁体徐变下挠情况会使梁端区域的轨道结构出现凸起折角，列车通过这一折角时轮对动轴重会急剧减小，可能出现“轮轨分离”；梁体徐变对运行舒适性指标的影响远大于对运行安全性指标的影响，同时，忽略车体柔性会低估梁体徐变对车辆运行舒适性的影响.

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深基坑十字交叉换乘既有地铁车站变形特性分析

刘美麟，侯艳娟，张顶立，房倩

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 122. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.019

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基于新建天津地铁5号线与既有地铁1号线十字换乘车站——下瓦房站的现场实测数据，研究深基坑开挖与既有车站十字相交时，基坑围护结构、墙后地表和既有车站的变形规律.研究结果表明：围护结构最大水平位移约0.064%H (H为基坑开挖深度)，位于地表下约0.63H.墙后地表最大沉降约0.025%H，位于墙后约0.71H，沉降槽影响范围约为2H.墙后地表最大沉降与围护结构最大水平位移的比值介于0.38~1.04之间，平均约为0.77.与基坑开挖方向交叉的既有地铁车站竖向上浮，水平方向外凸，以水平变形为主.既有车站周围止水加固和加固墙后软弱土层可显著减小既有结构变形.

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12号合金钢组合辙叉单开道岔疲劳裂纹萌生寿命预测

刘启宾

北京交通大学学报. 2017, 41(6): 130. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2017.06.020

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基于有限元分析软件建立12号合金钢组合辙叉单开道岔静、动力学分析模型；基于列车直、侧向过岔的动力仿真结果，确定岔区钢轨疲劳敏感区域，并提取敏感区域疲劳荷载谱；采用静力分析模型研究单位荷载下各敏感区域钢轨内部应力分布情况；基于Miner线性累积法则对岔区钢轨疲劳裂纹萌生寿命进行预测；研究列车轴重、速度对钢轨裂纹萌生寿命的影响；给出不同轴重、不同速度列车通过时岔区钢轨疲劳敏感区域裂纹萌生寿命的预测公式.结果表明：道岔不同敏感区域钢轨的疲劳裂纹萌生寿命相差很大，列车轴重及侧向通过速度对钢轨的疲劳裂纹萌生寿命有很大影响，疲劳裂纹萌生寿命随列车轴重的增加而大幅降低，随列车侧向通过速度的增加也有所降低.

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2017年, 第41卷, 第6期　刊出日期：2017-12-28

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