基于安全域的局部路径规划优化算法

为了对传统最优轨迹生成算法进行优化,提出"安全域"这一新概念,旨在客观表征车辆行驶过程中车、人、路等交通要素对行驶安全的影响.提出量化安全域参数的方法并成功应用于传统最优轨迹生成算法的优化,优化方法是在传统最优轨迹生成算法代价函数的基础上,考虑主控车辆周围动态环境的安全因素,把轨迹控制周期内每一时刻主控车辆与其他交通参...     

既有桥梁车辆荷载模型的研究

基于车辆通过既有桥梁是在人员进行采集荷载信息很早之前就已经发生,认为用平衡更新随机过程可以更好地描述车辆通过既有桥梁的过程.以平衡更新随机过程为数学模型,建立了理想车队.根据理想车队推导出车队影响线面积最大值函数、特定车队单独通过影响线概率分布和特定车队总重分布的表达式,结合数值分析方法得出给定评估期车辆荷载的最大值概率分布.最后通过实例分析了该荷载模型,为既有桥梁车辆荷载模型的研究提供了参考.     

应急车辆出行前救援路径选择的多目标规划模型

针对城市中应急车辆的救援路径优化问题,分析了基于交通信息中心的应急车辆最优路径的多目标属性,给出了随机网络中各属性的量化计算方法,以最小化出行时间,最大化行程时间可靠度为目标,考虑了通行可靠性、安全性、道路条件限制等因素,建立了应急车辆出行前最优路径选择的多目标规划模型.模型所求得的解是综合最优路径,反映了应急车辆路径选择的目标需求,克服了以往直接等同于图论中最短路径的缺陷,给出了算法,通过算例验证了模型的合理性和有效性.     

车辆跟踪中的背景初始化与更新方法研究

对常见的背景初始化及更新方法进行了分析,提出了改进的背景更新方法.采用四邻域帧差的方法减小噪声的影响,同时基于形态学种子填充技术消除由于车辆表面存在大的灰度均匀或局部与路面灰度接近产生的"孔洞"现象.在此基础上对逐渐修正的背景更新方法进行改进,利用背景差和相邻帧差的方法确定车辆的运动区域,针对不同区域采用不同的更新方法进行更新,提出了新的背景更新方法.实验结果表明,在保持近似背景更新速度下,该方法优于传统的2种方法.     

基于动态稳定域的车辆横纵向稳定性协同控制

车辆底盘横纵向稳定性控制是车辆安全的重要方面之一。针对车辆在稳定区域内横纵向参数特征，基于动态区域的稳定性分析和相应的稳定性控制器设计了横纵向协同稳定控制方法。首先，基于车辆传统基础稳定域建立了稳定性分析方法；其次，构建了适用于不同车辆工况的动态稳定域，使得稳定域无需针对不同的转向角和车速等重新估计；在此基础上，设计了稳定限幅控制；最后，以滑模面为稳定域边界设计了一种动态滑模控制器，使车辆状态始终维持稳定状态。通过Matlab/Simulink与CarSim的联合仿真，在高速转向和双车道变道场景中验证所提出的横纵向稳定控制方法的有效性。     

基于次优控制的汽车主动悬架道路友好性研究

为分析随机次优控制对汽车主动悬架系统道路友好性的影响,基于简化的二自由度四分之一汽车振动模型,设计了悬架系统的随机最优和次优控制器.采用Matlab/Simulink软件建立车辆主动悬架系统仿真模型,并对被动悬架、最优控制悬架和次优控制悬架的道路友好性进行仿真比较.结果表明,合理设计的随机次优控制悬架的道路友好性与最优控制相当或接近,且优于被动悬架,具有更好的工程应用价值.      

Simulation Analysis of Heavy-duty Vehicle Dynamic Load under Road Excitation in Time Domain and Spatial Domain

为研究时间和空间频率路面激励下重型车辆动载特性,将车辆的轮胎、钢板弹簧视为柔体,橡胶垫块、限位块简化为具有非线性刚度和阻尼特性的力元,采用多体动力学仿真软件SIMPACK建立刚柔耦合的车辆整车虚拟样机,并采用有理函数功率谱密度的谐波叠加法建立空间域和时域路面激励数学模型,创建一个时域和空间域路面激励下车辆行驶动力学模型,仿真计算了车辆各轴轮胎的法向作用力和车轮法向动栽系数.结果表明:不同车速下,时域和空间域路面激励下得到的轮胎法向作用力的变化规律和大小均不相同,而且轮胎法向作用力最大值出现的位置也不同;中、后轴车轮法向动栽系数变化规律基本相似,但前轴车轮法向动载系数变化规律不同.研究结果可为轮胎动载荷计算、验证、预测提供参考依据.     

基于AMMFO优化的MAFPF车辆跟踪方法

针对粒子滤波算法的在车辆跟踪应用中跟踪精度较差及样本贫化问题,提出了一种利用自适应变异更新策略飞蛾扑火优化的多特征粒子滤波车辆跟踪算法。首先,利用目标纹理与颜色特征的互补性,融合两种特征来提高粒子滤波算法在复杂场景跟踪的稳定性。其次,改进飞蛾扑火算法的更新机制,将自适应权值引入飞蛾的螺旋更新策略,并使随机变异策略与其交替更新,增大算法的搜索空间,使得算法更快速地搜索到全局最优。最后,根据阈值分层样本粒子,并使适应变异更新策略飞蛾扑火优化低权值粒子的分布状态,避免样本贫化现象发生。实验表明,本文算法能够在低样本粒子数下有效地提升粒子滤波算法的性能,并在车辆受到阴影、遮挡、尺度和角度变化等复杂背景下,仍能稳定精确地跟踪目标车辆。     

基于共享模式的网联自动驾驶车辆路径规划研究

物联网、大数据、移动互联等新一代信息技术在自动驾驶方面的运用,为交通信息化和智能化带来了新的发展契机.作为集约型的城市交通发展模式,共享出行已成为学界关注的热点问题.在共享模式和自动驾驶协同发展的时代背景下,提出了随机需求下考虑用户等待时间的网联自动驾驶共享车辆路径规划模型.为验证模型的有效性和鲁棒性,在虚拟网格式路网中设计应用算例,基于优化工具Gurobi对模型进行求解,确定最优的网联自动驾驶车辆规模及最优车辆服务路径,并与个体最优情况下的出行成本及能耗进行对比.研究结果表明,共享模式能大幅度减少车辆数,降低系统总体成本及能耗,在提高车辆使用率和可持续性方面效果显著.     

基于侧向稳定性的圆曲线路段设计指标研究

车辆在附着系数较小的圆曲线路段转向时,轮胎会处于非线性区内工作,此时基于线性理论的侧向稳定性分析方法会产生较大误差.建立6自由度非线性车辆系统模型,分析其处于非线性域与线性域下不同的特性状态,得到不同车速、路面附着系数下使车辆系统处于临界状态的圆曲线路段半径、超高设计指标.对线性域与非线性域内的车辆系统分别采用基于线性...     

跨海桥梁全寿命周期可靠性管理框架

结构的抗力及荷载效应都是随时间变化的随机过程,具有大量的不确定性,因此,大型结构在全寿命周期内的性能也具有时变性,单纯依靠设计来保证结构的安全性是不够的,还需综合考虑检测、维护等策略。为保证结构在全寿命周期内的安全性和最优经济性,以时变可靠度分析为基础,通过抗力的不断更新,对结构作全寿命周期的经济分析,建立了大型跨海桥梁结构全寿命周期的可靠性管理框架。该框架体系要求决策者由静态思路转向动态思路,并强调耐久性模型的建立及其更新,以达到最佳的结构可靠性管理。     

道路标线图像分割方法研究

采用最佳阈值法、最大类间方差法、最小误差法分别对多幅典型的破损道路标线图像进行分割,通过分析对比确定用最小误差法分割道路标线图像效果较好.但是采用最小误差法分割道路标线存在无法正确分割出细节的缺陷,为改善图像的分割效果,进一步探讨并决定采用基于最小误差的动态阈值法对道路标线图像进行分割.通过对比全局阈值法和动态阈值法的优缺点,并结合两者的优点,提出了动态阈值结合全局阈值的方法分割道路标线图像,取得较好的效果.     

基于试验数据的大跨度拱桥有限元模型修正

为了获取菜园坝长江大桥的基准有限元模型,结合Kriging代理模型和一种改进的粒子群优化算法,利用荷载试验数据对其初始有限元模型进行修正。首先,叙述模型修正和Kriging模型基本理论,在基本粒子群算法中引入交叉变异计算,提出一种改进的粒子群算法,并通过测试函数对改进的粒子群算法进行验证;其次,简要介绍菜园坝长江大桥荷载试验、荷载试验结果及初始有限元模型;最后,根据敏感性分析选定6个待修正参数,通过试验设计得到频率和位移关于修正的参数的样本,并建立有限元模型的Kriging代理模型以预测结构响应;以频率和位移的试验值和计算值残差为目标函数,分别利用基本粒子群算法和改进的粒子群算法在修正参数的设计空间内寻找目标函数的最小值,并对比分析模型修正的结果。结果表明：测试函数表明改进的粒子群算法具有较好的稳定性和成功率,并能获得更为精确的优化结果;建立的Kriging代理模型均方根误差较小,可以替代有限元模型预测结构频率和位移;经过模型修正,菜园坝长江大桥前5阶频率计算值与试验值相对误差均控制在5%之内;除个别测点外,位移相对误差均控制在10%以内;相比基本粒子群算法,改进的粒子群算法获得了更小的目标函数值,修正后的频率和位移的相对误差更小。     

桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正

为获得桥梁结构的基准状态，考虑测试和结构参数的不确定性，将区间分析、仿射算法引入响应面有限元模型修正方法中，建立了一种新的桥梁结构有限元不确定模型修正方法。在讨论结构特点及力学行为的基础上，选择了待修正结构参数和结构响应后，采用均匀试验设计方法获得试验样本，同时结合多样本的有限元分析，采用F检验法得到结构响应的显著性参数。基于有限元模型修正的响应面方法，构建结构的响应面替代模型后，引入区间分析算法的自然拓展，将响应面模型拓展为区间响应面函数，同时采用仿射算法解决区间分析的区间扩张问题，构建桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正方法，并采用遗传算法进行区间优化求解。另外，针对区间响应面有限元模型修正的具体需求，提出了区间响应面函数的两步验证方法。用斜拉桥振动台模型桥梁在不同工况下的测试模态参数和斜拉索索力，对其进行有限元模型的不确定修正，实现了实测响应与有限元计算响应间误差的最小化。区间响应面函数的两步验证证实了参数修正范围和结构响应的有效性和正确性，修正后结构纵向、横向、竖向的一阶，二阶频率以及索力的实测响应均在计算响应范围内。验证结果表明：所提有限元不确定模型修正方法，能有效实现桥梁结构有限元模型的修正。     

基于SOC自适应分阶的动力锂电池两步优化快速充电策略

快速高效的充电方式对于推动汽车电动化,加快以石油为主导的传统交通能源向绿色低碳能源转型,实现中国"双碳战略"的目标具有重要意义。针对充电时间和充电损失的平衡优化问题,提出了一种基于SOC自适应分阶的两步优化多阶恒流充电策略。为实现充电过程的优化分阶,利用改进的二分K-means算法对基于内阻曲线的采样点集进行聚类,实现了充电区间关于内阻变化和分布特征的自适应划分。基于分阶优化结果,采用改进的非支配排序哈里斯鹰优化算法(INSHHO)求解优化电流对应帕累托前沿。利用Logistic混沌初始化及自适应t分布突变算子对哈里斯鹰模型(HHO)进行改进,进一步提升算法的全局寻优能力。最后通过充电对比试验,将优化多阶恒流充电策略与恒流恒压策略(CC-CV)和均分多阶恒流充电策略在不同充电时间条件下进行充电性能对比。结果表明:在充电时间保持一致的条件下,提出的优化多阶恒流充电策略较恒流恒压策略和均分多阶恒流充电策略的充电欧姆损失最大分别减少1.03%和0.3%;在温升表现上,优化多阶恒流充电策略较均分多阶恒流充电策略的充电温升最多降低了0.82℃。     

联合模态柔度和静力位移的桥梁有限元模型修正方法

利用商用软件ANSYS提供的零阶和一阶优化算法,通过1个仿真简支梁有限元模型修正算例,比较了不同目标函数的有限元模型修正效果,提出了一种联合动力模态柔度和静力位移的有限元模型修正方法,并将这种方法运用于一座加固后的刚架拱桥的有限元模型修正,建立起了该桥加固后的基准有限元模型。结果表明:利用修正后的刚架拱桥有限元模型计算的静、动力特性与实测结果吻合良好,这种联合静、动力的有限元模型修正方法具有比较好的模型修正效果,修正后的桥梁有限元模型可以服务于桥梁健康监测和安全评估。     

车牌识别算法的研究与实现

介绍一种基于KL变换的车牌识别算法。算法主要由车牌分割和车牌字符识别组成。车牌分割算法利用车牌的纹理特征和形状特征来定位车牌，并采用投影的方法和先验知识实现车牌的倾斜校正和字符切分；车牌字符识别算法采用一种最优变换，KL变换来提取字符图像的特征值和特征向量，并通过计算待识别字符与各样本字符特征值的欧氏距离来实现对该字符的分类。试验结果表明此方法是正确的。     

在役混凝土桥梁非平稳抗力劣化模型建立与更新

为建立在役混凝土桥梁结构构件非平稳随机抗力劣化模型,并通过后验更新解决劣化模型与实际结构劣化特征的匹配问题,首先,联系在役混凝土桥梁结构实际劣化特征,基于Gamma随机过程推导并建立了初始抗力劣化模型,对初始模型所存在的问题进行探讨;其次,以初始模型吸收融合结构近期实际劣化状态为原则,以结构特定时刻劣化状态的确定为基础,构建了初始抗力劣化模型的后验更新流程;再次,联合非确定性层次分析法（NAHP）与实数遗传算法（RGA）建立了基于定期外观检测数据的特定时刻抗力劣化系数评定方法,为确保该评定方法为初始抗力劣化模型更新提供准确可靠的劣化数据,采用室内模型梁加载试验对所建立评定方法的准确性、适用性进行验证;最后,以一座在役25年的混凝土桥梁为例,基于所建立的分析方法框架,阐述了其一片内梁抗弯承载力劣化模型的建立与后验更新过程。结果发现：基于特定时刻抗力劣化系数评定方法所得到的劣化系数分析结果与试验值的误差介于2.83%~6.24%之间,由该方法所得到的特定时刻抗力劣化系数可应用于初始劣化模型的后验与更新,经过初始劣化模型的后验与更新,所得到的后验模型由于吸收了结构近期的实际劣化状态,在抗力劣化进程描述方面较初始模型具有更高的准确性和更好的匹配性。     

基于子结构的大型桥梁有限元模型修正方法

实际桥梁结构的整体有限元模型修正时自由度和单元数量较多,待修正参数多,有限元模型修正精度和效率低。为了提高有限元模型修正的效率,提出基于子结构的有限元模型修正方法。子结构方法是化整体分析为局部分析的方法,与直接修正大型桥梁有限元模型相比,子结构方法只需要计算每个子结构少量低阶模态,得到整体结构的特征解及特征解灵敏度,形成模型修正的目标方程和灵敏度矩阵,进而缩短模型修正时间。将基于子结构的模型修正方法用于怒江特大桥主桥(上承式钢桁拱桥)有限元模型修正,结果表明:修正后桥梁的前10阶频率与桥梁的模拟实测频率值相吻合,且模型修正时间仅为传统整体方法的56%。     

基于环境振动测试的润扬斜拉桥索塔的有限元模拟

提出了大跨斜拉桥索塔有限元模型的阶次误差、结构误差和参数误差的分层次修正方法。根据润扬斜拉桥索塔的设计图纸,在索塔有限元模型的阶次误差分析和结构误差分析基础上,确定了索塔单元划分的数目和梁柱节点刚域的计算参数。在此基础上,采用基于灵敏度分析的模型参数修正方法,结合索塔动力特性的测试结果对索塔的初始有限元模型进行了动力修正。模型修正与验证结果表明,索塔模型参数的修正必须考虑梁柱节点刚域的影响以及修正参数的上、下限值约束。修正后的润扬斜拉桥索塔模型能全面、正确地反映索塔结构的动力特性,可作为索塔结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。