交通事故车速估算的不确定因子方法

道路交通事故包含很多种不确定的因素, 根据这些因素推断车辆碰撞前的速度具有较大的不确定性, 无法得到一个准确值。提出一种用于车速估算的不确定因子方法, 即采用不确定度理论, 通过适当选择不确定度对车速计算结果影响最大的参数作为不确定因子, 根据其不确定度推算车速的不确定度和取值范围。分别选取轮胎与路面间的摩擦系数、被撞车碰撞前速度等参数作为不确定因子, 给出了该方法在动能和动量等车速算法中的应用。     

基于模型预测控制的CACC系统通信延时补偿方法

为确保通信延时条件下协同式自适应巡航控制(CACC)系统的弦稳定性,利用模型预测控制(MPC)和长短期记忆(LSTM)预测方法,研究CACC系统中车辆协同控制下的通信延时补偿方法;基于车辆队列四元素架构理论,构建了包括车辆动力学模型、间距策略、网络拓扑和MPC纵向控制器的系统模型,并综合考虑2范数和无穷范数弦稳定性条件,提出了CACC车辆队列混合范数弦稳定性量化指标,最终形成协同式车辆队列建模与评价体系;设计了一种利用前车加速度轨迹(PVAT)作为开环优化参考轨迹的MPC方法,即MPC-PVAT,通过综合考虑队列的跟驰、安全、通行效率和燃油消耗等性能指标,使目标函数趋于最小代价,从而得到当前时刻的最优控制量,并利用庞特里亚金最大值原理对所设计的优化问题进行快速求解;在MPC-PVAT基础上,提出一种基于长短期记忆(LSTM)网络的通信延时补偿方法,即MPC-LSTM,将跟驰车辆的传感器信息输入LSTM网络来预测其前车的运动状态,从而缓解短暂通信延时对车辆队列稳定性的影响。仿真测试结果表明：MPC-LSTM可容忍的通信延时上界大于1.5 s,比MPC-PVAT提升了0.8 s,比线性控制器提升了1.1 s;在基于实车数据测试中,当通信延时增加到1.2 s时,MPC-LSTM的弦稳定性指标相比MPC-PVAT提升了20.33%,与线性控制器相比稳定性提升了39.35%。可见,在通信延时较大的情况下,MPC-LSTM对通信延时具有很好的容忍性,从而有效地保证了CACC车辆队列的弦稳定性。     

适用于非线性对象的神经元非模型控制方法

改进了神经控制器的输入信号处理函数，设计出一种非线性转换器，能有效提高神经元非模型控制器对非线性对象的适应能力。仿真试验表明，新的神经元控制器能有效地克服非线性的不利影响，具有响应快速和强鲁棒性，对过程参数的变化和负荷干扰都有较好的自适应能力。同时该控制器保留了简单，实用，无需对象模型等优点，能方便地应有竽具有非线性的工业过程控制。     

基于无人机激光点云数据改进的棱柱法土方量计算方法

传统的土方量计算方法存在精度不高、效率低等问题,而利用无人机激光点云数据可以有效地解决这些问题。新近开发的基于无人机激光点云数据,快速、准确地计算土方量的软件——Digital Map,以宜春至井冈山高速公路宜春三阳至新田段新建工程为例,使用无人机获取试验区的三维点云数据,使用Digital Map软件计算土方量。结果表明,采用改进的棱柱法计算得到的结果既高效又与已知的总体土方量信息更接近,即更精确;同时在数字地面模型(digital terrain model,DTM)的基础上,更准确地描述了自然地形信息。该方法使用设计面的DTM,因此不受场地高差限制,适用于大部分复杂、真实的施工现场;且快速、准确,对于会产生海量数据的无人机激光点云效果尤其明显。     

基于模型预测控制的公交信号优先控制方法

针对现有公交优先信号控制技术在控制基础、控制目标、控制方法等方面存在的问题,提出了基于模型预测控制的干线协调控制方法,建立了相应的控制模型。为验证控制实施效果,以南京龙蟠路为原型,对公交信号进行优先仿真情景设计,采用粒子群算法求解,结果表明,优化模型比传统模型在社会车辆与公交车辆平均延误等方面表现更优异。     

基于神经网络稳定自适应的欠驱动水面船舶编队控制方法

考虑具有不确定动态和外界环境干扰的欠驱动水面船舶编队控制问题, 提出一种基于领导/跟随和目标跟踪机制的神经网络稳定自适应控制方法。基于目标跟踪误差设计了运动学跟踪控制器, 推导出跟踪误差的动力学方程, 并利用自适应神经网络估计动力学方程中的不确定项, 构造了神经网络稳定自适应动力学跟踪控制器。应用Lyapunov稳定性理论和串接系统稳定性定理设计了船舶控制器, 并计算了自适应律, 在线调整神经网络权值, 保证编队控制闭环系统跟踪误差一致最终有界。以3艘船舶组成的编队为例, 对控制方法进行了仿真验证。在曲率半径为3倍船长的圆形跟踪路径上, 转向角误差小于15°, 队形跟踪误差的F-范数小于1m;在直线跟踪路径上, 转向角误差小于1°, 队形跟踪误差F-范数小于0.1m。     

公交线路配车问题的不确定双层规划模型

为合理优化公交线路配车,考虑现实中公交站点乘客数量不确定性因素,引入不确定理论构建公交线路配车的不确定双层规划模型. 上层目标为公交运营企业的收益最大化,下层目标为乘客出行时间和费用总成本最小,约束条件是政府要求的服务水平、乘车率,通过 MATLAB进行编程求解. 以南昌市210 路公交为例,利用所构建的不确定双层规划模型对早高峰07:00-08:00 配车进行优化,在给定80%乘车率的约束条件下,单方向配车数量由26 辆减少到23 辆,减少11.5%;优化后高峰小时乘客总加权成本相比优化前小幅增加0.5%,基本持平;高峰小时该线路的利润比优化前增加了112 元,提高29.6%. 结果显示,利用所构建模型优化早高峰小时线路配车效果明显. 该研究为公交运营者考虑现实中不确定因素更合理地优化线路配车提供了理论支持.     

基于模型预测控制的智能汽车轨迹跟踪方法比较

针对智能汽车轨迹跟踪问题,基于模型预测控制原理分别采用运动学模型和动力学模型为预测模型,通过对非线性系统进行线性化和离散化处理,根据约束条件、目标函数设计了2种轨迹跟踪控制器。基于Carsim与Matlab/Simulink联合仿真平台,在不同附着系数、不同车速下进行典型轨迹跟踪仿真试验。结果表明:不同工况下,2种模型预测控制器都有良好动态跟踪特性,动力学模型的跟随效果和控制平滑度略优于运动学模型。     

塑料排水板打设深度的质量控制

为加快饱和软土地基处理中的排水固结,在中苏浙皖高速公路浙江段一期工程的实践中,全部采用了带刻度的可测深式塑料排水板,并提出了提高其可测率的一系列措施,有效地控制了塑料排水板的打设深度及其质量。     

港口航行环境安全组合评价模式

为解决对同一事物采用不同的安全评价方法而产生的结论多样性问题,提出了组合评价模式。以中国沿海10个港口的航行环境安全程度为例,采用主成分分析法、因子分析法、TOPSIS法、模糊综合评价法和灰色综合评价法,得到了5组不同的排序结果,再用序号总和理论与众数理论对这5种方法所得结果作组合处理,得到惟一排序结论。该结论与客观实际相符,优于任何单一方法的排序结果,得到了船长们的认可,表明使用组合评价模式,有助于弥补单一评价方法的缺陷。     

道路表面水膜厚度预测模型

针对道路表面的坡面水流受降雨和坡面粗糙程度的影响, 是一个高度非线性空间分布的过程, 一般模型很难精确描述。建立了基于人工神经网络的道路表面水膜厚度预测模型, 以降雨强度、坡度、坡长和坡面的粗糙程度为输入层, 水膜厚度为输出层, 隐含层为6个神经元, 通过试验数据的训练, 确定了网络的权重和阈值。应用结果表明该模型预测的水膜厚度与测量值的相关系数为0 98, 误差平方和为3 08, 这说明该模型用于道路表面水膜厚度预估是可行的。     

煤炭运输网络鲁棒控制模型及应用

结合煤炭运输网络的本质特征,从结构不确定、时间不确定性和运输能力不确定性方面系统分析了煤炭运输网络的不确定性,并构建具有这三种不确定性的煤炭运输网络状态方程,进而建立煤炭运输网络的鲁棒控制模型,从而实现煤炭运输网络中,煤炭流量的均衡与稳定.最后以山西煤炭运输网络为例,验证了煤炭运输网络鲁棒控制模型的正确性与有效性.     

基于汽车安全状况的CST控制方法

为建立汽车制动系统的工作状态与螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统之间的联系,提高汽车安全性能的整体水平,提出了基于汽车安全状况的螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置(CST)控制系统思想.即以单片机控制技术为核心,对汽车制动系统的安全性进行实时检测,判断制动系统安全状况,利用毫米波雷达实时监测本车与前方车辆(或障碍物)之间的距离,运用行车安全距离模型以确定本车的安全状态,一旦发现制动失效和制动不良,或距离超出安全范围时,则立即将螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统推出至全伸状态,以应对可能发生的危险.当制动系统完好或安全隐患不复存在时,则螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统自动回缩,实现根据汽车所处的安全状况自动确定螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统工作状态.     

基于Monte Carlo方法的路堤震害风险概率评价

以连云港-霍尔果斯高速公路K1125+470处路堤为研究对象, 在路堤震害损伤判别、路堤结构形式和地震动输入确定的基础上, 采用增量动力分析和概率性地震需求分析相结合的方法绘制了路堤震害易损性曲线, 评价了路堤震害易损性; 将路堤震害风险概率定义为场地地震危险性与路堤震害易损性的卷积, 并提出相关计算方法; 研究了场地地震烈度概率分布模型和地震烈度与地震动峰值加速度转换关系, 提出了未来50年内地震动峰值加速度的概率分布函数; 基于Monte Carlo方法进行了无挡土墙和有挡土墙路堤的震害风险概率评价, 验证了挡土墙对提高路堤抗震性能的积极作用。研究结果表明: 当地震动峰值加速度达到0.6g时, 无挡土墙路堤超越严重损伤的概率为65.910%, 达到0.8g时, 超越严重损伤的概率为99.995%, 说明无挡土墙路堤的震害易损性较高; 未来50年内无挡土墙路堤发生严重损伤和毁坏的风险概率为29.07%, 发生基本完好和轻微损伤的风险概率为31.97%;未来50年内有挡土墙路堤超越严重损伤的风险概率比无挡土墙路堤低7.9%, 发生基本完好和轻微损伤的风险概率比无挡土墙路堤高12.14%, 说明挡土墙可以显著降低路堤震害风险; 以路堤未来50年发生毁坏的风险概率40%为风险可接受度对路堤进行抗震设计和加固。     

基于动态概率网格和贝叶斯决策网络的车辆变道辅助驾驶决策方法

提出了一种车辆变道辅助决策方法, 向驾驶人提供变道行为决策; 构建了由车载GPS、相机传感器和雷达组成的行车环境信息传感装置, 利用非采样B样条曲线模型对车道线建模, 通过控制点位置求解与搜索策略实现车道线的检测、跟踪与类型识别; 根据车道线信息确立有效行车区域, 并建立了一种动态概率网格的行车环境几何模型, 对有效行车区域进行紧凑型表征; 考虑了车辆对行车环境表征结果可靠性的影响, 根据高斯分布将车辆位置信息映射到动态概率网格中, 计算了每个行车单元的占用概率; 将车道线信息与网格单元占用概率作为初始节点状态参数, 输入贝叶斯决策网络, 估计概率网格单元的占用状态, 量化输出当前行车环境表征结果以及不变道、向左变道、向右变道3种变道决策的期望效用值, 通过计算各决策的期望效用值比率确定最优变道决策。试验结果表明: 在场景1中“向左变道”决策的期望效用值最大, 为0.70, 视为最优决策, 在其动态概率网格中, 右侧车道线“实线”状态参数为100.00%, 因此, “向右变道”决策效用期望值最小, 决策系统输出的最优决策“不变道”符合中国交通法规, 也表明检测车道线类型的必要性; 场景2的“不变道”和“向右变道”决策期望效用值分别为0.43和0.44, 比率接近1, 无法判断最优决策, 驾驶人可根据经验决定是否变道。     

无信号平面交叉口安全服务水平计算模型

为了客观评价公路平面交叉口的安全状况, 提出了交叉口安全服务水平基本概念, 分析了影响无信号交叉口安全服务水平的客观因素, 给出了安全服务水平评价方案, 分别构建了基于机动车、非机动车、行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素的修正模型, 并由此提出无信号平面交叉口安全服务水平计算模型。根据多个无信号交叉口数据, 把安全服务水平分为1~4级, 并验证了安全服务水平模型的合理性。验证结果表明: 应用安全服务水平计算模型得到实例交叉口危险度为200.7, 安全服务水平为3级, 符合交叉口实际的安全状态, 因此, 交叉口安全服务水平模型能够有效评价交叉口的安全性。     

城市交叉口交通控制模型的退化研究

针对交叉口交通控制模型在理论研究中效果明显,在实际应用时经常出现模型失配的问题,本文提出交通控制模型的模型退化概念.构建具有多控制变量的交叉口交通控制模型,分析导致模型退化的原因并给出退化路径,利用OSP(Open Simulation Platform)在线交通仿真平台对交通控制模型退化的各阶段模型的典型控制策略进行...     

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针对公共交通系统,基于巡航控制的思想,本文提出一个新的可变跃迁概率元胞自动机（CA）模型. 模型中假设公交车辆并非唯一追求以最大速度行驶,而是根据期望车头距动态调整车辆向前移动的速度,实现了公交线路上车辆之间的相互合作以及协调行驶行为. 通过数值模拟实验表明,该模型可以再现公交集簇前行的现象,引入新的控制策略后,模型改善了车辆在公交线路上的时空分布,疏散了公交车辆集簇行驶的状况,进而在很大程度上提高了公交系统内车辆运行的平均速度并且降低了平均等待乘客数. 结果表明,新的控制策略可以提升公交系统的运行效率,具有一定的现实指导意义.