自适应期望跟车间距和行为习惯的驾驶人跟驰模型

为满足智能车辆的个性化需求，提高智能车辆人-机交互协同的满意度和接受度，构筑双层驾驶人跟驰模型框架，提出自适应驾驶人期望跟车间距和行为习惯的个性化驾驶人跟驰模型。首先，提取个体驾驶人跟驰均衡状态的数据，采用高斯混合和概率密度函数(Gaussian Mixture Model and Probability Density Function, GMM-PDF)建立第 1 层模型，即驾驶人期望跟车距离模型。然后，将期望跟车距离参数引入模型，基于高斯混合-隐马尔可夫方法(Gaussian Mixture Model and Hidden Markov Model, GMM-HMM)学习驾驶习性，建立第2层模型预测加速度，即个性化驾驶人跟驰模型。其次，研究不同高斯分量个数对模型效果的影响，对比双层模型与 Gipps 模型、最优间距模型(Optimal Distance Model, ODM)、单层模型及通用模型的性能。最后，8位被试驾驶人的自然驾驶行为数据验证结果表明：高斯分量数量与模型性能存在一定的正相关性；在最优高斯分量数量下，8位被试驾驶人在训练集上预测误差均值为0.101 m·s-2，在测试 集上为0.123 m·s-2；随机选取其中1位驾驶人的2个跟车片段数据进行模型计算，结果显示，加速度的平均误差绝对值分别为0.087 m·s-2和0.096 m·s-2，预测效果优于Gipps模型、ODM模型、单层 模型及通用模型30%以上，与驾驶人实际跟驰行为的吻合度更高。     

基于元胞自动机的竞争型换道模型

为研究车辆在换道过程中存在的互不相让、相互竞争的现象,运用元胞自动机理论,提出一种竞争型的换道模型。首先,将换道分为换道需求判断和换道实施过程两部分;然后,在需求判断中引入邻车道速度累积优势,在换道实施过程中引入竞争程度定义换道新规则;最后,在不同交通密度下对竞争换道模型进行仿真,并与自由换道和协作换道进行对比分析。结果表明：不同密度下协作换道模型得到的车流量和车辆平均速度均高于其他换道模型;在一定密度范围内,竞争换道得到的车流量和车辆速度比自由换道高;但当密度较高时,竞争换道对车辆的速度以及交通密度可能产生负面影响。这说明协作换道能提高车辆速度,有效缓解交通阻塞;而竞争换道对车辆速度的提升不明显,并且采用竞争换道对交通流有影响,有时可能会降低道路的通行能力。     

短时交通流预测模型

针对短时交通流变化周期性与随机性的特点,提出了新的混合预测模型,包含非参数回归模型与BP神经网络模型2种单项模型。非参数回归模型利用相关历史交通流数据,通过数据库匹配操作,确定预测结果,以充分体现交通流的周期稳定性。采用3层BP神经网络模型反映交通流的动态与非线性特点。采用模糊控制算法确定各单项模型的权重,并按不同权重有效组合成新的混合模型。采用西安市某路段30d的交通流量数据验证混合模型的预测效果。试验结果表明:该混合模型的平均相对误差为1.26%,最大相对误差为3.53%,其预测精度明显高于单项模型单独预测时的精度,能较准确地反映交通流真实情况。     

基于HCPN的列车运行调度模型分析

结合已有的列车运行调度模型,采用Petri网分析方法对列车运行调度模型在理论上进行了分析和证明,指出模型具有结构有界性、部分守恒性、活性等离散性质以及调度库所的作用,保证了模型的正确性和有效性．通过对模型的分析,得出列车运行调度问题的本质是一个最优控制问题．     

基于粒子群优化的高速公路网集成优化控制模型(英文)

应用非线性最优控制方法,研究了高速公路网的匝道控制和路径诱导的集成问题,构造了集成控制的最优控制模型.在模型中,以路网总耗时最小为优化目标,以METANET模型为网络交通流模型,考虑了控制变量的更新周期约束,采用粒子群优化技术求解优化模型.仿真结果表明:无控制时,路网总耗时为3 376 veh·h;仅实施匝道控制时,路网总耗时为3 005 veh·h;仅实施路径诱导时,路网总耗时为2 768 veh·h;集成控制时,路网总耗时为2 464 veh·h.可见,集成控制效果最优.     

Development and Theoretic Validation of Model of Drum Level Sloshing

In order to develop a feasible model of drum level sloshing, the mechanism of drum level sloshing was analyzed, and the model of drum level sloshing was developed on the Easy5 software flat. The thermodynamic property of the model was validated by using the reference model, which was set up by using the method of lump parameter. The results indicate that the model can precisely reflect the phenomena of thermodynamic property inside drum, and the numeric error is within 1%. And the hydraulic property of the model was validated by the analytical theory of liquid sloshing, and the results indicate that the hydraulic property inside drum can also be correctly reflected by the model, and the sloshing period error is within 5%. The important work was done for exploring modeling for drum level sloshing, research of drum level sloshing and precision controlling of drum level.     

UML状态图映射为Petri网模型的方法研究

UML广泛应用于软件建模,然而UML是半形式化的,这使得很难对其进行严格的语义分析和正确性验证。状态图作为UML动态描述机制的重要组成部分,同样存在这样的问题。Petri网作为一种图形化建模工具,具有严格的形式化语法语义,而且有很多成熟的分析方法。本文提出了将UML状态图映射为Petri网模型的方法,并结合实例对映射后的模型进行分析,验证了模型的一系列正确性。     

基于dSPACE平台的柴油机测控系统硬件在环仿真

为了降低柴油机测控系统的开发时间和费用,采用dSPACE硬件在环仿真平台,对柴油机测控系统进行了开发.采用BP神经网络改进了柴油机准稳态模型,使用Matlab/Simulink软件建立了TBD620V12型增压柴油机的改进准稳态模型,并检验了新增的爆发压力模型和滑油压力模型的精度.在dSPACE处理器中运行该仿真模型,并通过输入输出接口板及接口电路将测控系统与dSPACE平台连接,实现了测控系统与柴油机模型的闭环仿真.仿真结果与试验数据对比表明:相对误差小于3%,从而可用硬件在环仿真代替实机试验,缩短了测控系统的开发周期,并降低了开发成本.     

城市交通疏散救援的元胞自动机模型

分析了城市内部各向车流冲突造成的车辆延误对疏散与救援决策的影响,将交叉口控制参数引入到现有的基于元胞传输模型的应急疏散救援仿真模型中,建立灾时交叉口紧急控制下的应急疏散救援仿真模型.改进后的模型以规划周期内疏散与救援加权行程时间最小为目标,并引入反流策略.仿真结果表明:由于低优先级的车流G1和G2让行高优先级车流G3和...     

基于SIMPACK的磁悬浮车辆耦合动力学性能仿真模型

为了有效评价磁悬浮车辆动力学性能,引入SIMPACK仿真软件,根据磁悬浮车辆多体系统动力学拓扑关系图,建立了磁悬浮车辆-轨道-控制系统的耦合动力学模型,分析了试验结果和仿真结果。在模型中,磁悬浮车辆被视为多刚体,并具有两系悬挂系统,轨道被视为弹性欧拉梁,并考虑了磁悬浮车辆的控制系统性能。数值分析结果表明:梁的最大变形的计算值为1.5mm,试验值为1.6mm,车体的垂向加速度仿真结果与试验结果基本一致,利用仿真模型能较准确地预测耦合系统的动力学性能。     

基于运动学和动力学模型的无人驾驶路径跟踪控制器设计

设计了一种应用于无人驾驶控制的基于车辆运动学和动力学模型的路径跟踪控制器,包括运动学和动力学模型、路径跟踪控制模型、地图匹配模型和执行命令融合模型,使用实时车辆姿态信息进行转向角度预测,使用实时车辆定位信息进行反馈控制以消除系统干扰和模型误差。系统硬件包括车辆平台、嵌入式Mbed开发平台、Ubuntu系统运行平台和惯性导航系统,软件框架使用robotic operation system(ROS),使用rosserial服务连接嵌入式Mbed开发板与ROS。实车测试表明控制器系统达到设计目的。     

基于参考依赖法的出行者日常路径选择行为建模

为研究旅行时间不确定环境下出行者动态调节日常路径选择的行为特征,基于参考依赖行为理论建立了随机路网用户日常路径选择行为模型.引入了基于参考依赖的路径负效用,并设出行者每天的路径选择行为服从基于Logit模型的决策过程,给出了保持每日网络均衡的出行者日常旅行行为演化模型,分析了模型的稳定性,并利用相继平均法与Logit配流技术相结合的启发式算法进行求解.计算结果表明:路网的流量分布和出行者的参考点在一定的时间范围内将达到稳定状态,此时,传统的期望效用模型将低估总网络用户成本和高估由通行能力改善或拥挤收费政策所带来的收益,总量上达1%左右.     

基于GM-BP神经网络的交通量预测

针对城市道路交通系统的复杂性和随机性,应用灰色理论和神经网络知识,建立了基于灰色理论和BP神经网络的城市道路交通量GM-BP神经网络预测模型.随后运用该预测模型对城市道路的交通量进行预测,预测结果表明：GM-BP神经网络预测模型所得预测结果平均相对误差为1.17%,与单一的灰色新陈代谢预测模型相比具有预测精度高的优点.     

集装箱船舶支线运输航线优化算法

以枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量为基础,分析了轴-辐式网络运输模式。以船舶最小总航行时间为目标函数,建立了混合整数规划支线集装箱运输模型。通过设计巡回路线方法实现杂交和变异,更新了解的构成,运用遗传算法求解模型。计算结果表明:当船舶容量为150 TEU时,在160次迭代后,总航行时间为708.6 h,航线数量为8条;当船舶容量分别为100、150 TEU时,在150次迭代后,总航行时间为714.6 h,航线数量为9条;对枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量进行方差分析,F检验统计量的概率值均明显小于0.05;对支线船舶容量和运营成本进行敏感性分析,增大船舶容量能够减小航线数量和运行时间,但增大了运营成本,增大枢纽港船舶限制时间能够减小航线数量;考虑航行时间和运营成本,当船舶容量为150 TEU时最合理。     

环境目标下的路段交通结构优化模型研究

基于污染物排放因子与车速的函数关系、速度-流量回归模型,推导出了路段污染物总排放量的计算公式;运用道路资源时间占用率的概念,建立了道路运输效率的评价函数模型.运用多目标规划理论建立了环境目标下的路段交通结构优化模型,并给出了求解算法.该模型不仅考虑了交通结构对环境的影响,同时还考虑了交通结构对运输效率的影响.模型的最优解不仅能够满足交通需求,还能在减少道路交通对环境的负面影响的同时提高运输效率.     

未来气候变化对三峡入库径流影响分析

通过对大气环流模型的计算输出结果分析,利用分布式月水文模型分析未来气候情景下长江上游流域径流的可能变化趋势,进而分析三峡入库径流的变化情况。未来气候情景采用HadCM2模式。建立了分布式月水量平衡模型,模型的模拟精度较高,NASH效率系数达到85.34%。根据长江上游流域未来的气候情景,以降水、平均气温这两个因子作为模型输入,模拟分析未来气候条件下的三峡入库径流变化情况。结果表明:由于气候变化的影响,三峡未来入库径流量在未来30年内呈弱减小趋势,而60年后则呈增大趋势。     

海底混响统计特性的仿真和试验验证

基于混响统计特性的瑞利分布模型和K分布模型,推导并给出了基于物理散射的单基地海底混响数学模型,并分别采用CW和LFM信号对数学模型进行了仿真,对仿真数据进行了瑞利分布和K分布拟合检验,对湖试试验数据处理后进行了瑞利分布和K分布拟合检验,验证了海底混响数学模型和仿真方法的正确性.结果表明：K分布模型能更精确的描述海底混响的统计特性.     

大悬臂鱼腹式薄壁钢箱梁模型试验研究

介绍了大悬臂鱼腹式薄壁钢箱梁试验模型的制作及加载工况,并利用有限元分析程序ANSYS中的板壳单元SHELL63对模型桥梁进行了理论分析,给出了各控制截面的挠度和应力分布的实测和理论结果,实测结果和理论结果的对比表明,实测值和理论值吻合较好．实测结果及理论结果均表明,大悬臂鱼腹式薄壁钢箱梁存在明显的剪力滞效应,在设计中应充分考虑剪力滞的影响．     

质子交换膜燃料电池综合动态模型分析

为深入研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行特性,在既有PEMFC实验模型和机理模型相结合的基础上,利用MATLAB/SIMULINK工具建立了包括电压动态模型、氢氧气流供应动态模型和热力学动态模型的PEMFC综合动态模型;分析了不同负载和温度运行条件下PEMFC综合模型的动态特性;搭建了基于Ballard公司1.2 kW NEXA系统的测试平台,并利用测试平台对仿真模型进行了实验验证.研究结果表明:该模型能够较好地反映PEMFC的动态特性;实验与仿真误差:堆电压为2.06%、功率为0.36%,验证了所建模型的正确性.