公路基础设施状态监测无线组网时基同步批量校准方法研究

时间同步是无线传感网络的一项重要支撑技术,在大多数无线传感网络时间同步算法中,以一个校准好的传感器节点的时钟为基准,未校准的传感器节点的时钟与该校准好的传感器节点的时钟进行同步,这很容易受到意外事件的干扰。本文主要研究一种批量校准传感器网络(BC-TPSN)算法的时间同步协议。该算法基于TPSN算法,主要针对TPSN的时频偏移进行校正。在层间同步阶段,使用双向消息交换的同步机制实现层间的同步。在层内同步阶段,采用改进的双向消息交换同步机制完成层次结构内部节点的同步。本文将基于无线传感网络节点的时基同步批量标定方法应用于公路基础设施状态监测。可以同时标定和统一节点的时基,提高精确同步组网的性能。     

无线传感执行网络中协作机制的研究

无线传感执行网络是在无线传感器网络基础上，引入若干执行器节点衍生出来的一种新型网络模型；其关键技术就是无线传感执行网络中的协作机制以及适用于无线传感执行网络的标准协议栈。针对其协作机制研究了适用于传感器与执行器间有效协调的事件驱动的分簇方法，以及适用于执行器与执行器间有效协调的基于合同网的决策方法。     

模糊贴近度算法在煤矿安全监测WSN系统中的应用

由于无线传感器网络具有传输通信量和传感器电源能量有限的特点,高效的数据融合节能策略成为现在无线传感网络研究热门技术之一。对于塔山矿井平台监控的复杂环境,应用无线传感器网络技术来采集矿井巷道内的数据并将数据发送给汇聚节点。而汇聚节点的数据处理方式是延长网络生命周期重要一环,为了提高汇聚节点数据传输的准确性和高效性,本文研究采用了一种高效的无线传感器网络数据融合算法。基于模糊贴近度原理,结合相对复合权重的概念,提出了基于模糊贴近度的数据融合算法。实验通过对比测温数据的平均值与模糊贴近度融合后的温度值相比较,误差较小,且误差数据偏离的越大,使用该算法的效果更优于普通的算数平均法。     

基于OMNeT++的Leach协议的仿真研究

文章对无线传感器网络路由协议进行分析探讨和仿真。在研究典型的层次化路由协议Leach算法的基础上，将其与多帧通信相结合，并对传感器网络的各种参数进行分析。在OMNeT＋＋平台上对Leach协议下无线传感器网络诸参数如能量、帧数、Sink节点位置等进行了仿真，并对仿真结果进行比较分析，得出一轮多帧策略的有效性。     

无线传感器网络的安全结构研究

本文提出一种三层无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)的安全数据通讯结构,该结构使网络能在敌对的环境中正确地工作;为了确保网络的安全性,我们定义一个在整个网络中支持三种类型密钥的管理方案;考虑到能量和传感器节点硬件的限制,提出低复杂度的数据加密和证明法则.这种结构满足了无线传感器网络的能量有效和安全性要求.     

费里比公路大桥长期无线结构健康监测

作为桥梁管理系统的一部分,传感器网络能够为检测和评估桥梁状况提供数据支持.无线传感器网络(WSN)相对于传统传感器网络在传感、布线、安装成本和可扩展性方面具有发挥巨大优势的潜力.然而.无线传感器网络在电源、数据带宽和稳定性方面存在缺陷.在费里比公路大桥(3跨钢筋混凝土桥)上安装的无线传感器网络由7个节点和1个网关组成,...     

多模式混合动力汽车控制策略研究

针对目前混合动力汽车结构的优缺点及发展现状,提出一种双电机双离合器混合动力结构,在该结构下可实现多种驱动形式,综合各模式优势,可充分利用发动机、电机及电池特性,尽可能地节省能耗.在该混动结构下搭建了基于逻辑门限值和基于ECMS的瞬时优化能量管理策略,仿真及试验分析表明,基于ECMS的瞬时优化能量管理策略与基于规则的策略...     

基于AUTOSAR规范的车载FlexRay Nm研究

为确保汽车总线Flex Ray网络通信的可靠性和安全性,在研究AUTOSAR网络管理规范及Flex Ray总线特点的基础上,针对AUTOSAR网络管理在故障处理和新节点加入处理方面的不足,研究节点状态转换条件,通过发送添加故障检测位的网络管理数据协议单元,实现故障检测;通过节点发送带标志位的Repeat消息,以避免新节点加入后,总线一直存在Repeat消息发送。最后采用CANoe软件进行仿真,验证该方法的可行性。     

智能交通系统中WSN定位算法研究及仿真模型

本文研究了适用于智能交通系统中的无线传感网络定位算法。该算法引入多径误差效应和高斯白噪声效应,建立基于噪声的RSSI车辆定位算法。本文分析了不同高斯白噪声值和不同信标节点密度对车辆定位误差的影响,引入卡尔曼滤波来减小噪声对信号和定位误差的影响,对比了滤波前和滤波后的系统定位误差值,最后开发了带有混合噪声和滤波算法的智能交通系统定位仿真模型,对车辆定位情况进行了模拟。该仿真结果对后续智能交通系统的设计和系统实施提供了设计依据,具有一定的参考价值。     

无线传感器网络桥梁健康监测系统时钟同步设计

基于无线传感器网络构建了桥梁健康监测网络系统,为了实时检测和获取桥梁状态信息,研究了无线传感器网络桥梁健康监测系统中传感器节点间数据传输的时间同步问题.同时通过时钟同步算法仿真,验证了自适应式时间同步算法在无线传感器桥梁健康监测系统中的有效性与可靠性.仿真结果表明,非对称式自适应时钟同步算法能够较好地实现时钟同步并对桥梁的健康状况进行实时监测.     

Enhanced selective forwarding scheme for alert message propagation in vehicular <Emphasis Type="Italic">ad hoc</Emphasis> networks

Vehicle-based applications were recently introduced to improve traffic safety and efficiency. These applications are classified into either safety-oriented or non-safety-oriented applications. Safety-oriented applications are typically provided by means of vehicle-to-vehicle (V2V) communications to support reliable and fast alert message propagation to all surrounding vehicles when an emergency occurs on the road. In vehicular ad-hoc network (VANET) broadcast-based packet forwarding is typically preferred for the propagation of urgent traffic-related information to all reachable nodes within a specified dangerous region. However, this approach may cause broadcast storm problems, which can lead to serious contention between transmissions from adjacent nodes. In this paper, we propose an alert message propagation scheme that is based on selective forwarding and aims to i) minimize the number of rebroadcasting nodes and ii) guarantee reliable and fast alert message delivery to all reachable nodes. Our scheme was evaluated using two different highway scenarios. The simulation results demonstrated that the performance of the proposed scheme was better than that of existing broadcast schemes in terms of the message delivery latency, the message delivery ratio, and the message rebroadcasting ratio.     

基于CAN总线的停车位检测器设计与实现

为提高停车位信息采集的实时性与可靠性,利用CAN总线通信技术设计并实现1种感知停车场车位空满状态的检测器.提出车位检测器总体技术架构与硬件组成,分析软件设计流程、车位检测优化算法、以及通信报文协议,并给出具体实现方案.通过对100个设备节点进行组网测试,结果表明:检测器的车位状态判定准确率大于98%,车位信息报文上传时延小于1.5ms,丢包率小于1%.      

面向车联网多点协作联合传输的安全认证与密钥更新方法

未来基于车联网的车路协同和自动驾驶场景要求车-车/车-路等网络通信在保证数据安全的前提下，具备低时延、高可靠的特性，从而保证车辆的行驶安全以及车/人的信息安全。LTE-V2X作为车联网通信方案之一，LTE的多点协作联合传输（Coordinated Multiple Points-Joint Transmission，CoMP-JT）技术不仅可以减少车辆在高速行驶过程中进行基站（Evolved Node B，eNB）切换时的通信中断，还能通过多个基站的协同传输来辅助提高网络的数据传输性能。然而当前LTE标准中的安全密钥管理方案无法满足多点协作联合传输过程中的密钥管理场景。针对该问题，提出一种可用于LTE-V2X车联网通信中多点协作传输切换的安全密钥生成与更新算法。该算法由车辆生成基站切换请求并使用随机数、共享密钥、目标基站公钥对切换请求进行加密、广播；基于密码学特性，目标基站不仅可基于私钥从密文请求中计算出共享密钥，还可以计算得到后续的会话密钥；车辆则可以基于目标基站位置信息、生成请求时的随机数计算出会话密钥，从而实现在只需要1次密钥传输的前提下，达成车辆与基站之间的密钥共享和密钥更新，并从密码学角度针对该密钥生成与更新算法进行验证分析。研究结果表明：在LTE-V2X多点协作传输时的基站切换过程中，该算法能够确保车辆与基站进行后向/前向密钥分离的安全认证以及会话密钥建立；与传统方案相比，所提方法可减少26.4%的基站切换过程中引入的通信时延，基站信道负载均仅为传统方案的1/2，并且随基站小区范围内车辆数目增加，基站的信道负载也仅线性增加，提升了该算法在LTE-V2X车联网场景中的适用性。     

集合规划方法在航线网络枢纽选址上的应用

研究带有容量限制的单分配多枢纽网络选址问题,将问题简化为带有容量限制的聚类问题。通过节点之间的距离以及各个节点的需求量,根据聚类分析原理,采用集合规划的方法对问题进行建模,运用自然约束语言NCL,在POEM平台上对模型进行编程求解,并通过实例将计算结果在地图中可视化。运用模糊聚类方法对多枢纽选址位置进行分析。     

基于复杂网络理论的城轨线网抗毁性对比分析

为分析不同规模轨道交通路网面对突发事件的抗毁性能,选取中国10个典型城市的轨道交通网络,采用复杂网络理论分析模拟攻击下网络的抗毁程度.利用Pajek软件构建Space-L拓扑空间抽象路网,设定定量化评价指标,系统分析随机攻击、累计节点蓄意攻击下网络的抗毁性;利用改进网络效率公式分析单节点蓄意攻击下单一节点的失效对网络的...     

考虑驾驶风格的电动公交车能耗灰色关联投影-随机森林预测模型

为探索驾驶员驾驶行为与电动公交车能耗之间的关系，采用随机森林算法建立电动公交车能耗预测模型。为克服驾驶行为特征参数和样本数据的随机性对电动公交车能耗预测模型的负面影响，运用灰色关联投影法计算各驾驶行为特征参数的灰色关联度以及各样本数据的投影值，筛选出与能耗具有高关联性的驾驶行为特征参数作为模型的输入变量，以及相似度较高的样本数据作为训练集和测试集。同时，引入了与能耗具有显著相关性的驾驶风格变量以进一步提升模型的预测能力，运用K-means聚类方法将驾驶风格分类并得到驾驶风格标签。将驾驶风格标签和筛选后驾驶行为特征参数作为输入变量，单位里程能耗作为输出变量，基于筛选后的数据集建立了考虑驾驶风格的电动公交车能耗灰色关联投影-随机森林（GRP-RF）预测模型。基于广州市某线路电动公交车运营数据对模型进行检验，并运用该模型分析加速、制动和运行3种典型场景下相应驾驶行为特征参数对电动公交车能耗的影响。结果表明:该模型预测能耗的均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）分别为0.001 8 kW·h/km和3.42%。相比于不考虑驾驶风格的GRP-RF模型和随机森林模型，该模型的RMSE分别降低了35.71%和48.57%，MAPE分别降低了38.82%和46.81%。研究结果表明:加速、制动和运行阶段的平均能耗分别为1.066，0.903 7，0.955 2 kW·h/km；为使各阶段能耗在相应均值以下，加速阶段应控制加速踏板开度在55%以内；制动阶段应控制制动踏板开度在25%以内；运行阶段应控制车速在40 km/h以内。      

考虑禁行路线路网的最优路径求解

为了解决含有禁行路线路网中的最优路径求解问题．研究了含有装行路线路网的特点．建立了数学模型。通过路网转化法把含有禁行路线的路网转化为不含禁行路线的路网．降低了最优路径求解的难度。采用邻接结点关系矩阵和邻接结点权矩阵表达路网中结点和路段的拓扑关系，减少了路网的存储空间。用动态邻接结点关系矩阵和邻接结点权矩阵对经典的Dijkstra算法进行了改进，节省了计算机存储空间、提高了计算效率．并给出了基本算法。将所研究的路网转化方法和改进的Dijkstra算法应用于所研发的车辆诱导系统软件，并进行了实际测试。测试结果表明．府用该方法能够在含有禁行路线的路网中求解最优路径．且运算效率较高。     

纯电动汽车双电机单行星排动力系统构型设计与分析

纯电动汽车是当前缓解能源危机与环境污染问题的理想方案之一。然而，现阶段纯电动汽车的推广和发展却受到续驶里程较短等瓶颈问题的制约，难以得到有效普及。为了克服上述问题并进一步提升纯电动汽车的最大续驶里程和综合行驶性能，提出一种纯电动汽车双电机单行星排动力系统构型方案及其系统分析方法。采用一种表征动力源部件与机械耦合机构节点之间内约束关系的通用矩阵式拓扑设计方法，系统探索基于基础构型方案的所有可行性备选构型，获得各备选构型的输出特性，并自动生成备选构型的拓扑结构表达式和动力学模型。采用基于动态规划算法的全局最优控制策略对所有备选构型的最佳经济性和最佳动力性能进行仿真，通过比较备选构型的性能以筛选获得综合性能出色的双电机单行星排动力系统构型。研究结果表明：通过该方法对备选构型的最优能耗经济性与极限最优动力性能进行仿真测试，共获得25种满足能耗与动力性能筛选条件的构型；以单电机驱动构型方案作为参考构型，最终得到5种最优能耗经济性与最优动力性能均优于参考构型的优化构型方案解集，其中具有最佳经济性和动力性构型的0~120 km·h^-1极限加速时间为10.973 1 s，最优能耗经济性为13.610 6 kW·h·100 km^-1；该方法能够有效筛选获得经济性和动力性能优异的纯电动汽车双电机单行星排动力系统构型，进一步提升纯电动汽车的最大续驶里程和综合行驶性能。     

基于实际运行工况的电动商用车能耗仿真与参数优化

在商用车电气化趋势下,如何准确研究车辆参数对能耗的影响,制定优化方案以降低能耗、提升续航里程成为影响电动商用车未来发展的重要问题。为此,应用短行程法构建目标车型的实际运行工况,采用ADVISOR车辆仿真器,以整车质量、滚阻系数、附件功率等5项车辆参数为变量,以设计优化区间为参数调整范围,开展实际运行工况下的能耗仿真,获得实际运行工况场景下各车辆参数与百公里耗电量的数量关系;在此基础上,通过分析各参数优化百分比与百公里耗电节省量的关系,构建体现各项参数能耗敏感性的节电系数;基于敏感性分析结果,对预计优化效益较高的参数进行优化,并对各优化方案进行成本-收益分析。研究结果表明：相较于“新欧洲驾驶循环”(New European Driving Cycle,NEDC)工况,实际运行工况下的能耗仿真结果与实际能耗相对误差降低超过10%;按能耗敏感性由高到低对各车辆参数排序,依次为整车质量、传动效率、滚阻系数、风阻系数、附件功率;各参数优化方案中,采用铝制白车身、配备低滚阻轮胎和热泵空调具有正面静态收益;利用实际运行工况进行能耗仿真可得到更符合目标车型实际能耗的仿真结果,以该仿真结果为基础的能耗敏感性分析和参数优化具有良好的实际指导意义。     

基于能量流分析的纯电动汽车电耗优化研究

能量流分析研究是了解车辆能量利用情况和优化车辆经济性的有效方式,针对于某款纯电动汽车电量消耗偏大的问题,设计了纯电动汽车能量流测试方案,完成了主要部件性能对标测试分析;通过理论分析建立了影响电量消耗的数学模型和基于价值因子的优化参数选取方法;基于CRUISE电耗仿真分析模型,分别从电驱动系统效率提升、滚阻优化、提升制动...