基于MPC 的大型车辆防侧翻控制方法

大型车辆由于其具有重心位置较高、质量较大且轮距相对较窄等特点,比其他车辆更易发生侧翻事故.本文通过建立大型车辆三自由度动力学模型,采用LTR侧翻评价指标,对侧翻状态进行预测.进而基于模型预测控制（Model Prodictive Control,MPC）方法建立车辆防侧翻控制系统的状态空间方程,并以侧偏角和横摆角速度作为状态变量,通过差速制动方式对车辆施加横摆力矩以保持行车稳定性.通过Trucksim 与MATLAB/ Simulink 联合仿真实验,对该控制算法在典型工况下进行验证.结果表明,防侧翻控制系统能有效抑制车辆发生侧翻,保障行车安全,且侧翻控制的实时性和有效性满足要求.     

车辆-轨道系统耦合高频振动的研究

车辆-轨道垂向耦合振动是车辆-轨道耦合动力学主要研究课题.建立了车辆-轨道垂向耦合Timoshenko梁高频振动模型,运用快速积分方法编制仿真程序,对扁疤激励情况下的轮轨垂向高频振动进行系统仿真与分析,并与Euler梁模型仿真结果进行比较.结果表明,车辆速度与车轮扁疤的长度对轮轨系统振动有很大的影响;在高频情况下,进行振动与噪声的研究时,建议使用Timoshenko梁模型.     

车辆-轨道系统耦合高频振动的研究

车辆-轨道垂向耦合振动是车辆-轨道耦合动力学主要研究课题.建立了车辆-轨道垂向耦合Timoshenko梁高频振动模型,运用快速积分方法编制仿真程序,对扁疤激励情况下的轮轨垂向高频振动进行系统仿真与分析,并与Eu ler梁模型仿真结果进行比较.结果表明,车辆速度与车轮扁疤的长度对轮轨系统振动有很大的影响;在高频情况下,进行振动与噪声的研究时,建议使用Timoshenko梁模型.     

基于AdaBoost算法的重型车辆侧翻预警研究

为有效解决复杂行驶工况下无法准确预测重型车辆侧翻的难题,设计了基于机器学习方法的自适应提升(AdaBoost)算法,实现了复杂行驶工况下重型车辆非绊倒型侧翻判据的实时准确计算.首先建立了基于重型车辆仿真模型与侧翻预警模型;其次,利用AdaBoost学习算法理论,设计了基于单层决策方法构建多个弱分类器的架构并对其进行了模拟训练与加权求和;最后,结合商业软件TruckSim?动力学软件,对比分析了双移线(DLC)与鱼钩(Fishhook)工况下重型车辆侧翻预警失效的侧翻效果.仿真结果表明:所设计的基于AdaBoost算法侧翻预警判据可在复杂行驶工况下有效预测重型车辆侧翻,且对应的测试集正确率比Logistic回归算法预测精度改善24.9％,且模型评估预测 ROC(receiver operation characteristic)曲线面积为0.958.     

侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明：静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s.     

危险废物回收物流的选址-路径多目标模型

本文构建了一个危险废物回收物流系统选址-路径问题的多目标改进模型.该模型特别考虑了废物类型与运输车辆的多样性,废物与运输车辆的相容性,并采用暴露人口吨数表示风险,以最小化最大风险区域代表风险公平性优化目标.同时,该模型主要确定了回收中心的位置,回收中心配备的运输车辆类型,以及各类危险废物的车辆运输路径.针对所建立的多目...     

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——移动车辆模型风洞试验系统

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,针对车-桥系统气动绕流的特点,研制了一套移动车辆模型风洞试验系统,在风洞中实现了侧向风作用下车辆运动过程中桥梁和车辆各自气动力的同步测试.该系统可以较方便地改变来流风速、车辆运动速度、测试对象以及车辆与桥梁的相对位置等.根据测试信号时程的特点,提出了相应的数据处理方法,分析了车辆运动过程中桥梁和车辆动态气动力的变化特征.试验结果表明,桥梁和车辆的气动力信号较稳定,试验结果比较可靠.     

车辆-有砟轨道-桥梁系统动力分析模型及验证

针对桥上有砟轨道,利用耦合动力学理论,建立了车辆-有砟轨道-桥梁系统动力分析模型,编制了仿真计算程序.通过与既有理论分析结果和软件计算结果的对比,对本文所建模型的正确性进行了验证.该模型可用于研究车辆、轨道和桥梁结构的动力相互作用,可用于对车辆运行的舒适性以及桥上有砟轨道结构的动力特性进行预测评价.     

基于高斯烟羽模型的铁路易燃气体泄漏扩散分析

以丙烷的运输为例,采用了高斯烟羽模型,分析了危险货物发生泄漏事故后的扩散过程,获得了丙烷在不同大气稳定类别条件下的致死区域和致伤区域半径情况;建立了多泄漏源危险货物扩散模型,分析了危险货物车辆布置方式对多泄漏源危险货物扩散的影响,结果表明应优先采用集中布置的方式,车辆数对扩散浓度有影响,扩散浓度的增加率高于车辆教的增加率.     

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——基于风洞试验的参数研究

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,基于研制的移动车辆模型风洞试验系统,针对轨道交通车辆和公路交通车辆,分别采用三车模型和单车模型,测试了不同工况下车辆、桥梁的气动力系数,讨论了车速、风向角、车辆在桥上所处轨道位置以及车辆类型等因素对车辆和桥梁气动特性的影响.研究表明,随着车速的增大和合成风向角的减小,车辆阻力系数和升力系数存在增大的趋势,车速对单车模型气动力系数的影响更显著;车辆在桥上所处轨道位置不同对车辆、桥梁气动力系数的影响均较大,桥梁气动力系数对车速和合成风向角不敏感.     

基于生产泊位资源共享的港航物流信息系统构建

为解决邻近地域的港口群泊位资源结构性过剩问题,以港口群内泊位资源共享为基础,构建面向船舶运输方、货主方和港口方的港航物流信息系统。引入排队论和随机过程等理论,建立包含港口群干/支航线网络搭建(时空分配模型)以及腹地货流分配和船舶挂靠港选择(双层规划模型)等模块的仿真模型。采用设计的时空网络分析方法和具有双门限值的双层迭代算法求解仿真模型,验证模型参数的灵敏度,并进行具体算例分析。仿真结果表明：观察周期、腹地货物到达频率及干/支线可通阈值等的变化将影响货物到达数量或干/支线开通条件,进而影响港口群内航线网络结构,船舶到达频率的变化将影响港口群运输能力,泊位共享的等泊时间和共享成本阈值的变化将决定是否能够实现共享;通过物流系统实现共享时,港口群4个观察周期的3类干线和1类支线的总等泊时间和物流成本比不共享时分别减少23%和16.4%。     

我国港口物流中货物通关效率的模型研究

货物通关效率是制约我国港口物流发展的一个关键因素。本文系统地分析了我国海关通关效率的现状,并通过与发达国家的现状对比,提出了优化通关系统,调整通关结构,简化通关手续的对策。另外,在海关通关中引入Assemble—to-order模型来进行通关优化。根据海关通关系统指标的分析,引入两个随机变量Ii和Bi,以在报关单满足率不低于某个百分比的前提下使平均机构设置费用最低为目标建立了优化模型。该模型使用贪婪算法的思想开发出具体算法。文中以一个实例检验了该模型的正确性和实用性。     

基于乘员伤害保护的车辆翻滚试验仿真研究

基于SAE J2114平台翻滚试验标准,利用MADYMO软件建立了带有驾驶员约束系统的车辆翻滚试验仿真模型,分析了安全带、乘员头部空间、翻滚初始整车模型质心加速度对翻滚碰撞中乘员伤害的影响;得出系安全带能有效保护乘员减轻乘员头部伤害、避免乘员被抛出车外,较小的乘员头部空间可以减轻对乘员头部和颈部的伤害,以及相对于胸部伤害乘员头部伤害对模型抛出加速度更敏感的结论.     

重型车辆撞击下桥墩碰撞力简化模型

为了探究钢筋混凝土桥墩在重型车辆撞击下的安全性能, 建立了重型车辆-桥墩碰撞精细有限元模型, 研究了撞击速度、桥墩直径、上部结构边界条件和货物高度对桥墩破坏模式和内力分布的影响; 分析了不同工况下的车辆碰撞力特征, 并基于车辆初始动能耗散特点提出了碰撞力简化模型。分析结果表明: 重型车辆碰撞过程可以分为保险杠、发动机和货物撞击桥墩3个阶段, 碰撞力在前2个阶段主要集中在0.9 m高度处, 而在第3个阶段主要分布在2.7 m高度处; 在重型车辆撞击下, 不仅桥墩端部会出现严重损伤, 碰撞部位附近也可能发生严重的局部冲剪破坏; 由于忽略了碰撞荷载的动力效应和车辆与桥墩的耦合作用, 采用《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中建议的等效静力设计方法难以获得桥墩的实际撞击响应; 撞击速度对桥墩内力和碰撞力的影响最显著, 货物高度的不同会改变碰撞力的空间分布, 但不会影响桥墩的最大内力响应; 重型车辆的初始动能存在6.5 MJ的阈值, 当初始动能小于该阈值时, 车辆发动机和保险杠的碰撞作用对桥墩动力响应起主导作用, 反之, 后部货物的碰撞作用控制碰撞力峰值; 碰撞力简化模型和精细车辆模型预测所得桥墩最大内力响应的相对误差在8%以内, 且计算耗时从6~7 h缩短到4 min。      

高速公路鲜活农产品运输车辆快速检测方法

为提高鲜活农产品运输车辆的通行效率，减少收费站稽查人员劳动量，提出了一种基于激光测距系统的货运车辆快速检测方法；分析了鲜活农产品承运车型的特点，通过车辆流向归纳，确定了常见的鲜活农产品承运车型；引入车辆外廓尺寸激光测距系统，建立了货物密度数据库作为判定基础；通过分析免征通行费的合理装载要求，结合货物密度的概率分布，以8×4载货车为分析对象，分析了货物密度上限与下限阈值的取值范围，提出了违规装载的货物密度判定模型；根据货车轴组间距的规律，运用力矩平衡原理确定靠近货厢最前端轴组的理论质量，提出了轴组判定模型；利用收费站实测数据，验证了货物密度判定模型和轴组判定模型的可行性，分析了计算误差，并对比了该检测方法的稽查优势。研究结果表明:鲜活农产品的主要承运货车车型有5种；货物密度判定模型测算的体积偏差率、密度偏差率分别为±3.75%、±4.94%，明显小于判定逻辑中合理区间、警告区间公差的50%；轴组判定模型对激光测距系统的依赖性较大；依托2种模型构建的快速检测方法是人工稽查效率的5.97倍，能够有效提高车道通行效率；被调查车道内的开厢查验率为16.62%，能够减少货车开厢查验频次，节省稽查人员劳动量和岗位配置；虽然增加的选择和输入参数过程平均耗时0.41 min，但仅为人工稽查耗时的15.70%。      

客车车身结构侧翻过程数值模拟

客车车顶塌陷侵入性变形是客车侧翻时造成严重人员伤亡的主要原因.依据客车侧翻试验标准,基于非线性有限元数值方法研究客车车身结构的被动安全性.在数值模拟客车侧翻过程中,采用刚体—弹性体转化技术,既加快求解速度,同时又可以采用更小的时间步长得到更精确的结果.某客车车身结构侧翻碰撞数值仿真结果表明：客车上部结构不满足法规ECE R66的要求,应增强该部位结构的刚度,确保最大生存空间以保护乘客生命安全.     

客车上部结构强度技术及发展现状

依据有限元仿真分析技术,阐述了国内外客车侧翻发展概况,论述了基于客车侧翻法规标准客车侧翻实车试验和计算机仿真模拟的发展现状。指出:基于客车侧翻法规标准国内客车侧翻在仿真过程中的应用还不够成熟和广泛。目前,我国开始强制执行客车上部结构强度试验,有限元仿真分析技术与实车试验相结合的方法将成为客车侧翻分析的主流。     

航空货运客户细分与客户价值分析方法

为了航空货运企业保留和争取有价值客户,根据航空货运主要客户是货运代理的特点,采用价值与忠诚度2个维度,将航空货运客户细分为8类,提出了对8类货运代理客户的相关营销策略;在现有客户价值计算公式中加入了航班载运率的影响项,使之适合于航空货运业,为航空货运客户细分提供依据。计算结果表明：考虑和不考虑航班载运率的影响使客户价值相差近1／3,因此引进航班载运率的影响可更加正确地计算客户价值和正确地划分客户类型。     

港口物流集疏运系统网络结构优化分析

贸易的全球化对港口物流提出了越来越高的要求,而畅通无阻的集疏运网络是提高码头效率和效益的关键.本文通过对港口物流集疏运系统的分析,阐述了集疏运系统对港口物流效率发挥的重要作用,并针对集疏运网络这一环节,借鉴双层规划模型和网络流理论,结合港口网络配流的特征,建立0-1整数规划模型,以最小物流成本为基础平衡货流量,优化港口集疏运网络结构.