道路交叉口车路协调实验系统设计与实现

提出了道路交叉口车路协调实验系统框架、实现方法并进行了系统搭建测试。在分析系统功能的基础上进行了系统逻辑框架与系统物理框架设计,实现了各子系统功能,包括：GPS车载定位信息采集、交通控制系统设定、路侧处理单元与车载处理单元程序设计与短程无线通信,在此基础上建立了道路交叉口车路协调实验系统,模拟实际交通运行状态对系统主要性能进行测试。实验结果表明该系统可以完成信号灯状态的车载实时显示,但应进一步提高定位精度与通信效果。实验系统不仅为进一步研究基于车路协调的下一代智能交通运输系统提供了实验平台,还能采集相关的车辆运行数据与驾驶员特征数据。     

非理想车载网络状况下四轮独立电驱动车辆的动力学控制

以直接横摆转矩控制为例,通过仿真初步分析了四轮独立电驱动车辆分布式控制系统中车载通信网络的非理想状况(延时、丢包等)对车辆动力学控制的影响。仿真结果表明,通信延时等非理想网络状态会对车辆动力学的控制效果和稳定性产生显著影响,而基于网络预测的直接横摆转矩控制算法,可有效补偿通信延时和丢包等的不利影响,获得较好的控制效果。     

域控制器分布式并行计算模型研究

随着汽车域集中式架构诞生,搭载智能芯片的汽车域控制器成为新一代电子电气架构的主控单元。域集中式架构依靠车载以太网相连接,计算节点广泛分布在多个域控制器的智能芯片内,需要一套面向服务架构的分布式并行计算模型将计算节点性能充分释放出来。本文开发了一套面向服务架构的轻量级通信中间件,并基于该服务通信中间件实现了分布式并行计算模型,得出了分布式计算分割系数计算表达式,研究了计算节点负载阶跃波动时对分布式并行计算模型的影响。结果表明：域控制器面向服务架构的分布式计算模型具备负载自平衡能力,能够对智能芯片运行时阶跃负载实现快速任务重分配,保证循环任务的计算开销耗时最小,计算周期最短。研究结果为汽车域控架构下分布式计算框架设计与开发提供了重要参考依据。     

基于最小截量判定的交通流分布式网络分割算法研究

以最大流量最截量定理为依据，在保证网络通讯费用最少且负载均衡的前提下，对基于分布式系统的路网模拟中子网的划分方法进行深入研究，建立基于最小截量判定的交通流分布式网络分割算法。从而为在分布式系统上实现大规模道路网并行模拟提供了强有力的理论依据和技术支持，为满足智能运输系统中网络模拟大规模、高效率、实时动态的目标奠定了基础。     

面向时间敏感网络的车载以太网网络架构多目标优化

车载电子电气架构的网络架构深刻影响智能网联车辆的通信安全性和确定性。针对面向时间敏感网络（TSN）的区域-功能域电子电气架构，本文首次建立了以端口数均匀、负载均衡和信息流端到端延时最低为优化目标的网络架构多目标优化框架。通过求解TSN流量调度问题获得信息流延时，将流量调度抽象为周期性车间作业调度问题（JSP），提出适用于流量调度的多种群遗传算法（MPGA），相比于传统遗传算法求解效果提高16%。为了快速求解多目标优化问题，设计了改进的快速非支配排序遗传算法（NSGA-II），通过引入迭代因子和拥挤因子对算法进行自适应交叉变异概率改进，优化效率提高了25%。仿真验证了多目标优化框架的有效性并为面向TSN的车载以太网网络架构优化提供了一种设计思路。     

城市交通区域智能协调控制研究

针对我国城市混合交通状态复杂多变，随机性大，具有分布式交通区域控制等特点，利用多智能体技术和融合技术对其进行研究，提出了基于多智能体技术和融合技术的城市交通区域控制系统框架和智能体的内部结构，并采用博弈再励学习方法进行优化控制和区域协调，实现城市交通控制区域智能协调和全局优化，最后通过仿真分析说明算法的有效性。     

考虑网络通信时延的智能网联汽车横向鲁棒控制研究

智能网联汽车横向控制系统主要由车体姿态传感器、期望路径生成模块及横向控制器等组成,通过通信网络实现传感器、控制器与执行器之间的信息传递.智能网联汽车通信时延会降低网络数据的传输效率,严重影响车辆横向控制系统的性能.建立了两自由度汽车操纵动力学模型,考虑车载网络的通信时延,将动力学模型转换成离散化含时延状态空间方程.根据...     

基于CAN总线的分布式控制网络在串并联式混合动力客车上的应用

针对一辆串并联混合动力客车,介绍了其动力系统电控网络原理,设计了一个紧凑高效的基于CAN总线的动力总成分布式控制网络,包括一个车载数据采集监视系统.     

基于交叉巢式Logit的多用户多模式随机用户均衡模型

为了完善现有城市交通分配模型,建立了一个基于交叉巢式Logit的多用户多模式随机用户网络均衡模型。该网络具有以下特征：网络中存在多类用户,不同类别用户的出行时间价值不同;用户可使用多种交通模式,不同模式相互干扰,且模式间路段阻抗影响满足对称条件。路径的选择采用克服多项式Logit模型的不相关备选方案独立属性的交叉巢式Logit模型来表示,并建立了一个等价数学规划公式来表示这一多用户多模式混合均衡状态,同时使用一个简单算例对基于交叉巢式Logit和基于传统的多项式Logit的模型进行了比较。结果表明：数学规划公式与基于交叉巢式Logit的随机用户均衡条件具有等价性,证明了模型最优解的存在性和唯一性;相比传统的离散选择模型,所提出的模型能更好地在混合状态下进行路径选择。     

一种高端重卡网络架构

CAN总线是车载网络系统中的重要组成部分,目前已在汽车动力系统和车身系统中得到广泛应用。随着汽车电子化技术的不断深入发展,汽车上电子控制单元(ECU)的数量已经越来越多,而一些高端汽车电子控制单元数量已达到几十个,传统的集中式网络架构由于负载率等问题已难以满足需求。本文提出的分布式网络架构可以弥补传统网络架构在负载率、安全性上的不足。     

混合动力汽车发动机优化控制策略研究

提出了一种新的基于整个动力总成系统能量转换效率最优的混合动力汽车发动机稳态优化控制策略,确定了发动机最优怠速运行点和对应的电机最优驻车发电功率.仿真结果表明,运用发动机优化策略的混合动力汽车与传统汽车相比,基于中国乘用车城区瞬态循环的燃油经济性提高了14.3%.     

半开放式燃油车和电动车混合车辆路径优化问题研究

随着物流行业的迅速发展,物流运输车辆不断增加,而传统燃油汽车的使用对环境造成了一定的压力,近年来,物流电动汽车由于其节能环保的特性,得到了广泛的应用。然而由于电动汽车的充电时间较长以及运输行业的发展现状,电动汽车目前无法完全取代传统燃油汽车,两种车型同时存在于物流配送领域。文章针对半开放式多配送中心的燃油汽车和电动汽车混合车型的车辆路径优化问题进行研究,同时考虑了客户需求量、车辆载重量以及电动汽车的充电需求等约束条件,以碳排放成本、运输成本以及时间窗惩罚成本之和最小为目标建立线性整数规划数学模型,针对该问题的NP难特性,设计了改进的粒子群算法进行求解。应用佳点集理论产生初始种群,增加粒子群算法的多样性,在迭代过程中,增加局部搜索策略,避免粒子群算法陷入局部最优。实验结果表明:改进的粒子群算法获得的总成本相比标准粒子群算法获得的总成本降低5.69%,证明了该设计的改进粒子群算法在求解开放式混合车型车辆路径优化问题时的有效性;相比于不考虑碳排放的情况,考虑碳排放时传统燃油车的使用数量有所下降;相比于单一配送中心路径优化情况,开放式的多配送中心路径优化,更有利于降低物流成本。     

基于免疫遗传算法的公交线网优化研究

为了提高遗传算法在线网优化中的稳定性,在遗传算法过程中加入免疫因子的提取与注射,并设置局部最优的检测。改进后的免疫遗传算法能结合求解问题的特征信息对种群进行免疫接种,提高搜索速度和精度。通过路网验证,并与标准遗传算法进行比较,表明效果明显。     

基于多目标优化与遗传算法的公交调度模型

结合地区公交现状制定合理的公交调度机制,对于公共交通发展有着重要的现实意义和指导价值。本文以公交公司运营成本和乘客出行成本最小化为目标函数,考虑车辆核载、出行时间等约束条件建立多目标优化函数,构建城市公交调度模型。然后采用遗传算法进行求解,并以黄骅市6路公交进行模型检验。研究表明,优化后的公交调度机制能够有效降低公交公司的运营成本和乘客出行的时间成本。     

基于混合粒子群算法的土钉支护结构设计参数优化

在土层工程地质情况一定的条件下,如何寻找一组最佳设计参数,以达到既经济又安全的目的,是土钉支护设计的一个重要问题。这是一个复杂的优化设计问题。就此,提出基于混合粒子群优化(PSO)算法的基坑土钉支护优化设计方法,以单位长度土钉墙的土钉材料造价作为优化的目标函数。该方法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高了算法的收敛速度和计算精度,不活动粒子的处理使算法避免了“早熟”现象的出现。工程实例计算表明,该方法是进行土钉支护结构优化设计的有效方法。     

Root mean square optimization criterion for vibration behaviour of linear quarter car using analytical methods

In this paper, a linear two-degree-of-freedom quarter car model is used to derive a number of analytical formulae describing the dynamic behaviour of passively suspended vehicles running on a harmonically bumped road. The linearity of the system allows us to analytically investigate the steady-state response characteristics. We derive analytical expressions for the root mean square (RMS) of the sprung mass absolute acceleration and relative displacement. This paper demonstrates the shortcomings of existing classical optimization methods. Hence we introduce a new optimization method based on minimizing the absolute acceleration RMS with respect to the relative displacement RMS. The RMS optimization method is applied for the symbolic derivation of analytical formulae featuring the best compromise among conflicting performance indices pertaining to the vehicle suspension system, i.e., sprung mass acceleration and working space. The proposed optimization technique is utilized to find the optimal damping and stiffness curves for the main suspension. The RMS optimal values are used to create design charts for suspension parameters, which are very useful particularly in the presence of physical constraints such as a limit on relative displacement. We introduce a numerical example to illustrate the optimality of the obtained solutions.     

基于 Midas 有限元下的大跨斜拉桥成桥索力优化

为了深化对大跨斜拉桥成桥索力优化问题的认识,根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则,阐述各类方法的求解思路与优化过程。大跨斜拉桥成桥索力优化,仅靠一种方法完成索力优化是不够精确的。通过论述斜拉桥合理成桥状态的基本原则,介绍了常用的几种成桥索力优化方法。首先选择最小弯曲能法获得初始索力,并使用影响矩阵法进行二次优化,对成桥索力状态进行叙述。基于大型有限元软件Midas Civil建立斜拉桥模型,以合理成桥状态为控制目标,对背景桥梁成桥索力进行优化。     

汽车动力总成悬置支架的优化设计

汽车动力总成悬置支架是动力总成悬置系统的安全件和功能件，它的结构强度影响汽车的安全性，其一阶固有频率对车内噪声有较大的影响。以某轿车动力总成悬置支架为分析对象，阐述了对悬置支架优化设计时。设计空间与非设计空间确定、拓扑优化与形状优化的过程等。优化结构与试验结果的对比分析表明．建立的悬置支架优化设计方法对悬置支架的设计计算分析是有效的。     

基于多目标遗传算法的高速公路多目标路面养护决策优化

高速公路多目标路面养护决策优化是高速公路路面养护决策优化未来发展的趋势,也是目前研究的热点。针对传统数学规划方法用于高速公路多目标路面养护决策优化的不足,引入了目前在多目标优化领域应用较多的带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ。将NSGA-Ⅱ应用于高速公路多目标路面养护决策优化问题中,仿真结果表明其性能优于传统的数学规划方法,具有广阔的应用前景。     

基于Synchro的交叉口渠化、相位及配时协调优化

为缓解城市交通拥堵,对邯郸市一个单点交叉口进行晚高峰交通流量调查。根据所获数据,运用Synchro软件对现有交叉口信号配时方案进行仿真优化。基于现状仿真结果提出一种将交叉口渠化并增加左转相位,且利用Webster模型对信号配时重新进行计算的协调优化方案,并将其输入Synchro中以进行仿真评价。研究结果表明:使用Synchro软件进行配时优化可提高交叉口服务水平,而协调优化可使交叉口服务水平及ICU服务水平均得以提升;协调优化效果比直接对交叉口进行信号配时优化的效果更为明显。