基于应用环境的路用压电俘能单元尺寸优化与性能评价

为提高路用压电发电装置内部堆叠式压电俘能单元在电-力-环境方面的综合性能，基于电学理论优选了压电俘能单元结构尺寸范围，基于应用工况的力学响应优选了力学特性良好的压电俘能单元结构尺寸，系统研究了不同道路交通条件下不同结构尺寸路用压电俘能单元电学性能，揭示了不同道路温湿环境下压电俘能单元电学性能变化规律，探明了不利循环交通荷载条件下路用压电俘能单元抗疲劳性能，并明确了路用压电俘能单元极限抗压强度。结果表明：堆叠式压电俘能单元电学性能及力学特性受其结构尺寸影响明显，兼具较高电学与较优力学特性的压电俘能单元尺寸范围为直径15 mm、厚度30 mm、堆叠层数25~30层(Φ15-30 mm-25~30)，其中Φ15-30 mm~25压电俘能单元在不同道路交通条件下电学输出水平更高，3.5 kN~8 Hz工况下其输出电压和输出功率可达176 V、192.2 mW；20℃~60℃温度范围内其输出电压变化率为17.9%，而50%~100%湿度范围内其输出电压变化率达84.1%，实际应用中可适当采取一定的封装隔温保护及必要的封装隔湿保护；压电俘能单元抗疲劳性能良好，3.5 kN~8 Hz不利交通组合、10万次循环加载后其输出电压最大变化率仅为1.2%，最大变形量仅为1.8 mm；压电俘能单元极限抗压强度达188 MPa，远高于道路荷载水平，能够满足道路应用要求。研究结果可进一步提高路用堆叠式压电俘能单元综合性能，推动道路压电发电技术实际应用进程。     

开放交通条件下施工对道路养护维修工程的质量影响分析及对策

为了提高在开放交通条件下,道路养护工作的效率,分析了开放交通条件下施工可能影响道路养护维修工程质量的因素,包括车辆振动、接缝增加、天气影响等方面,阐述了病害产生机理,并结合养护维修工程特点提出解决对策。     

重载交通路段桥梁荷载效应的分析与研究

利用山西省多条重载交通道路实际交通状况现场调查结果,分析确定其车辆荷载分布的类型和统计参数。并以此为依据,采用蒙特卡洛方法模拟实际车辆荷载流,对不同跨径、不同结构形式的桥梁计算其荷载效应,确定出任意时点的荷载效应分布函数。从而得出设计基准期内车辆荷载效应的分布类型及统计参数,并与现行规范进行对比分析,总结出重载交通条件下车辆荷载标准。     

拓宽路基拼接台阶尺寸比选研究

采用资料调查研究、理论分析、数值分析和现场试验方法对京石高速公路路基拼接工程中的2种台阶尺寸方案进行了比选研究,结果表明:(1)相比于40cm×60cm的台阶,80cm×120cm的台阶能更有效抵抗沿结合部的应变局部化现象,提高拓宽路基的稳定性,减小拓宽路基的差异沉降.(2)80cm×120cm的台阶能更有效挖除压实度不足填土,获得顶面坚实的台阶.(3)台阶开挖中最不利工况是第一级台阶开挖后,两种拼接台阶方案最不利工况的路堤边坡稳定性相同.随着向上分级开挖台阶,路堤边坡稳定性逐渐增长。(4)最不利工程条件最不利工况下,项目第一级台阶开挖后路堤边坡稳定,这与现场开挖试验结论一致。综上,选择80cm×120cm为京石高速公路路基拼接台阶尺寸。     

滨州永久性沥青路面试验路初期阶段研究综述

针对传统设计的沥青路面结构需要周期性改建的重大技术难题,从重载作用下路面结构疲劳损坏的机理入手,首次铺筑重载交通条件下具备路面响应实时监测和长期性能观测条件的永久性沥青路面试验生产路。建立了典型重载交通道路的轴载谱参数和重载交通条件下路面力学响应实测数据库。通过对不同结构组合的路面结构力学响应规律的研究,得出了不同的路面受力状态规律,构建了路面力学响应新模型。在以上研究的基础上提出了重载条件下永久性沥青路面典型结构形式,推荐结构4作为典型永久性沥青路面结构推广应用,并初步形成基于累计损伤与极限应变的永久性沥青路面结构设计方法。     

跨越城市道路现浇箱梁的施工工艺

该文探讨了复杂交通条件下跨越城市道路现浇箱梁支架布置。通过对现场交通条件的实际调查,合理安排最佳支架布置形式,解决上部构造跨越城市道路的施工和交通组织问题。     

基于VISSIM的行人专用相位交叉口延误模型研究

根据实地调查数据,分别对韦伯斯特延误模型和HCM2000延误模型进行分析,并与现场调查数据比对,结果表明HCM2000延误模型相对误差较小;利用VISSIM仿真获取不同交通条件下的车均延误数据,通过线性回归分析,对HCM2000延误模型进行修正,使HCM2000延误模型能更加准确地计算有行人专用相位交叉口的车辆延误.     

粘性土地基强夯地面变形的模型试验研究

根据相似原理,设计采用70 cm×70 cm×70 cm（长×宽×高）的模型箱,制备含水率为20 %的粘性土,通过3种不同的锤径以及施加3种不同的能量组合进行夯击试验,试验中观测了夯点的地面变形与夯坑深度,建立了夯坑深度与所取得的土质参数和施工参数间的相关方程,并用工程实例对拟合的方程进行验证。结果显示:该方程可用来推算现场强夯时的夯坑深度,还可推算场地平均夯沉量。     

基于TransCAD-VISSIM的小区开放对周围道路的影响分析

在推广街区制的背景下,根据小区内部道路布局的不同,选取三类典型道路布局的小区,基于TransCAD模型对小区路网进行交通量预测,分析比较小区开放前后周围道路的交通量变化;在此基础上,选取小区周边关键交叉口及关键路段,利用VISSIM软件从微观角度进行仿真,选取交叉口行车延误、排队长度及路段通行时间作为评价指标,分析小区开放对周围路网的影响,结果显示小区开放能缓解城市道路的交通拥堵。     

重载交通条件下柔性路面全寿命经济性分析

对浙江某道路,以重载交通条件为基础,通过对柔性路面及半刚性路面两种路面结构在重载条件下相同分析期内的经济性进行对比,得出了柔性路面结构比半刚性路面全寿命周期经济性更有优势这一结论,为柔性路面结构在重载交通条件下的设计研究提供理论支撑。     

沥青路面压电输出的数值模拟与试验

基于ABAQUS建立了沥青路面压电输出（电压）的数值模拟方法，系统地研究了压电换能器属性及铺设参数、路面结构与温度、轴载等对沥青路面压电输出的影响，为优化设计沥青路面压电能收集系统提供参考。通过车辙试验测试了压电式沥青混合料的电压，并与数值模拟结果进行对比，验证数值模拟方法的可靠性。结果表明：路面模型平面尺寸大于5.0 m×5.0 m可保证模拟精度；压电材料PZT-5X具有相对较低的弹性模量和最高的压电参数，因此电压最高，其分别是PZT-4与PZT-5H的1.77倍与1.97倍；长方体与圆筒形状压电换能器的压电基本一致，均为柱形的1.40倍；优先推荐使用内径0.8 cm、外径1.6 cm、高0.2 cm的圆筒PZT-5X压电换能器；电压随轴载与路面温度的增加而增大、随埋置深度的增加而降低，柔性路面结构比半刚性结构的电压大。室内车辙板试件表面和距路表1 cm处的压电换能器的实测电压与数值模拟结果的误差在3.9%之内。     

基于出租车GPS定位技术的ITS共用信息平台实时路况信息采集及处理方法

以广州市ITS共用信息平台的建设为背景,提出基于出租车GPS定位技术的ITS共用信息平台实时路况信息采集及处理方法。针对ITS共用信息平台信息采集范围大、准确性和实时性要求高的需求特点,具体研究队列方式的道路拓扑存储方法,利用出租车计费器进行奇异数据剔除的方法,分区搜索和边界矩形相结合的GPS地图匹配方法和循环队列与A*算法相结合的路况计算方法等一整套基于出租车GPS定位数据的实时路况信息采集和处理的方法,并提出了基于J2EE架构的平台数据处理服务器的实现方案。广州市ITS共用信息平台示范工程的实际应用表明,该方法具有良好的效果和广泛的应用前景。     

模糊PID控制的电动汽车再生制动系统变换器的研究

提出了利用超级电容作为储能元件实现电动汽车再生制动的能量回收方案,分析了电动汽车控制系统的双向DC/DC变换器和电机驱动器的驱动降压电路、制动升压电路,设计了该控制系统的模糊自整定PID控制器。通过仿真研究表明,在车辆驱动降压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器在150 A左右的大电流放电情况下,超级电容仍能维持2.5 s的指定电压输出,车辆在额定功率下工作,通过降压变换,超级电容储存的能量迅速供给电机,有效提高了驱动电流,改善了起动及加速性能,有效增加了续驶里程。在制动升压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器电流基本跟随指令值上下波动,超级电容电压从120 V不断上升,使得该电容器的储能能力得到充分利用,实现了高水平的能量回收。     

汽车电器系统用电平衡试验方法

汽车电器系统用电平衡试验是验证车辆在各种负荷工况下,电器系统中用电设备的匹配情况。汽车电量平衡与否关系到电器设备使用的可靠性与汽车的经济性,尤其是发电机的工作性能参数(包括电机转速、输出电流、输出电压和环境温度)对整车的电量平衡起着关键作用,因此,必须研究汽车在正常使用过程中各种电器设备的动态参数,合理地进行电源系统设计,保证整个电器系统的输入与输出总电量的动态平衡。     

Influence of load and inflation pressure on the tyre rolling resistance

Tyre load and inflation pressure are important factors controlling rolling resistance of road vehicles. The article presents results obtained in the Technical University of Gdańsk during laboratory and road measurements of different car tyres rolling on different pavements. The knowledge of rolling resistance characteristics is important for modelling car dynamics as well as fuel consumption. It is also necessary to establish proper test conditions in the future standardized on-road method of measuring rolling resistance. The results indicate that while an increase of load always leads to the increase of rolling resistance force, the influence on Coefficient of Rolling Resistance is more complicated and unpredictable. They also indicate that tyres with high rolling resistance are more sensitive to inflation pressure changes than low rolling resistance tyres.     

快速路出口匝道衔接道路控制仿真研究

针对快速路出口匝道区域拥挤问题,建立了出口匝道衔接道路（即辅路）控制仿真模型,并通过Vissim验证,对比分析出口匝道衔接道路（辅路）在不控制、让行控制、定时控制和自适应信号控制下交通流的运行特性以及控制效果。通过对仿真结果的分析研究发现：在辅路让行出口匝道车辆优先驶出时,控制效果最佳;当让行控制失效影响出口匝道车辆驶出时,辅路控制是必要的;自适应信号控制能够取得最好的控制效果,总延误约可减少42％,特别是对主线交通状态的改善更可达46％以上。     

沥青路面内桥式压电换能器性能分析

对埋置于沥青路面内部的桥式压电换能器的电压、应力等性能进行分析。通过室内试验和有限元分析相结合的方法,获得了圆弧形及矩形桥式压电换能器在荷载作用下产生的电压值与破坏规律,以及两种压电换能器应力集中处水平最大拉应力及最大剪应力的变化趋势。结果表明,圆弧形及矩形桥式压电换能器所产生的电压值基本与外加应力呈线性关系,且与加载频率无关。当外部荷载的应力水平达到0.5MPa时,圆弧形换能器的压电陶瓷在应力集中处发生断裂,而矩形压电换能器可承受0.7MPa以上的应力作用。为使压电换能器能承受0.7MPa的行车荷载作用,建议压电换能器水平最大拉应力不应超过31.5 MPa,最大剪应力的不应大于14.5MPa。     

A self-powering system based on tire deformation during driving

Tire intelligence is vital in the improvement of the safety of vehicles because the tire supports the car body and is the contact point between the vehicle and the road. To create an intelligent tire, sensors must be installed to measure the behavior of the tire. However, it is difficult to apply a wired sensor system on the wheel of the tire. Hence, it is necessary to implement a self-powering, wireless system (a type of energy harvesting system) that can be mounted inside the tire. The purpose of this study is to convert the strain energy caused by deformation of the tire while driving into useful electrical energy to supply the sensor system. A flexible piezofiber is utilized for the energy conversion. The variation in strain, due to changes in speed, load, and the internal pressure of the tire, was measured along two axial directions to evaluate the amount of available strain energy. The amount of strain changed from 0.15% to 0.8%. To predict the amount of available energy from a tire, we perform an analysis of the relationship between the strain and the voltage. In addition, experiments for impedance matching between piezofiber and related circuits were conducted to optimize the external loads for transferring energy efficiently. Based on the procedure mentioned above, at least 0.58 mJ of electrical energy can be generated by using the laterally oriented strain (1500 to 2500 micro strain). The result of this study is expected to enhance the potential realization of self-generating wireless sensor systems for so-called ??intelligent?? tires.     

教练用电动车能量管理系统状态监测及SOC估算方法

电动汽车蓄电池组的状态参数主要指各电池工作时的端电压、电流、温度和内阻;为了及时了解各电池的状况及剩余电量,我们以教练用纯电动车为依托,设计了一套能量管理系统。详细研究其核心部分——状态参数监测部分,实现电压、电流、温度、电阻信号的实时采集,然后基于开路电压法与安时累积法,运用一定的算法估算出SOC,并且换算成剩余续驶里程,最后将相关参数在仪表上实时显示。