基于灰色-马尔科夫理论的沥青路面性能预测研究

结合灰色理论短期预测优势以及马尔科夫预测模型无后效性特点,建立基于灰色-马尔科夫理论的组合预测模型,研究沥青路面性能衰变规律。以重庆某高速公路历年RQI检测数据为例,用MATLAB计算RQI灰色预测值并验证模型的精度;通过灰色预测方程反算使用年限序列,并建立马尔科夫状态转移矩阵,对RQI进行预测。结果表明:灰色预测模型对RQI预测精度达到一级,预测结果可靠性较高;根据灰色-马尔科夫模型,预测RQI衰变规律,对比单一的灰色预测模型,灰色-马尔科夫组合预测模型精度更高,更适用于路面性能的长期预测。     

应用灰色马尔科夫模型预测路面使用性能

为了提供更加准确的路面使用性能预测方法,提出了一种基于灰色模型并用马尔科夫链进行修正的灰色马尔科夫模型。结合工程实例对该方法的实用性和准确性进行检验,结果表明:灰色马尔科夫模型能够在已知历史资料的基础上对路面使用性能进行比较准确的预测,且和单一的灰色GM(1,1)模型相比具有更高的预测精度。     

公路货运量灰色模型-马尔可夫链预测方法研究

将灰色系统理论与马尔可夫链相结合，首次提出了灰色模型-马尔可夫链预测公路货运量的方法；并结合“十五”期间中国公路货运量和公路货运市场的发展趋势的预测分析详细阐述了该方法的具体应用。首先建立GM(1，1)灰色动态拟合模型，并以此作为公路货运量发展变化的动态基准线模型；在此基础上应用马尔可夫链确定系统状态转移概率矩阵，通过系统状态的划分、样本值与模型拟合值之间的残差及其标准化离差等指标的分析计算，最终以概率形式分析和预测公路货运量的发展变化区问。理论分析和实践都表明，该法不但预测结果更可靠，而且能够对公路货运市场的发展趋势进行宏观的把握，有利于决策者的决策行为。     

基于TTR和LTR的轻型客车侧翻预警及仿真

针对某轻型客车的非绊倒性侧翻机理进行了分析,提出了基于TTR和LTR的车辆侧翻预测方法,并建立了Truck Sim和Simulink的联合仿真模型,利用该模型对轻型客车在鱼钩工况下的侧翻性能进行了仿真。仿真结果表明,所建立的侧翻预警系统能适时地对轻型客车进行侧翻预警,且在鱼钩工况下TTR=0.4时的预警最可靠。     

非线性耦合模型在桥梁桩基沉降预测中的应用研究

通过对桥梁桩基的沉降预测,能有效地评价和判断桥梁的稳定性,为现场施工提供一定的指导依据。同时,系统性的预测方法能有效提高预测精度,因此,将灰色模型和BP神经网络进行耦合,建立了桥梁桩基沉降的初步预测模型,再利用马尔科夫链建立误差修正模型,实现桥梁桩基沉降的分阶段预测。该模型发挥了灰色模型“累加生成”灰色序列的优点,增加了沉降数据的规律性,又充分利用了BP神经网络和马尔科夫链的非线性预测能力,具有系统性强、全面性高等优点。同时,利用2个实例进行验证,结果表明实测值和预测值较吻合。其中,实例1平均相对误差为1.37%,实例2的平均相对误差为1.39%,两实例的预测结果差异不大,具有较高的预测精度,验证了所提预测模型的有效性。     

基于灰色-马尔可夫模型的道路PCI预测方法

本文利用马尔可夫模型修正传统灰色GM(1,1)模型的残差,建立基于时间序列的路面PCI动态预测模型;并利用MATLAB软件开发了灰色-马尔科夫链预测模型框架,实现了路面PCI滚动动态预测。将预测模型应用到某高速公路PCI预测中,结果表明该模型的预测能力强,比传统灰色GM(1,1)模型的预测精度更高,能满足实际工程需求。     

基于气压制动的重型车防侧翻控制策略研究

为提高重型车的侧翻稳定性,建立了包含串联双腔制动阀、继动阀、ABS调节阀及制动气室的真实气压制动系统模型,分析气压制动的动力学特性,考虑制动与侧翻运动耦合,建立包含侧向运动、横摆运动、簧载质量和非簧载质量侧倾运动的重型车非线性动力学模型,提出重型车防侧翻的优化模型预测控制策略,计算侧倾角和横摆角速度误差及目标函数,得到最优气压制动踏板位移控制序列,实现了差动制动防侧翻控制。选取典型侧翻工况进行了实例分析,结果表明,提出的控制策略可弥补气压制动响应延迟的影响,提高重型车的防侧翻能力。     

基于模糊马尔科夫链的钢筋混凝土桥梁劣化预测

建立基于模糊马尔科夫链的钢筋混凝土桥梁劣化预测模型,对桥梁结构劣化等级的划分及模糊劣化状态的确定方法进行阐述。针对马尔科夫链应用的关键问题一状态转移概率矩阵的确定,提出基于对状态转移概率优化反演的简化逆阵方法。通过某桥梁工程劣化预测实例,验证该方法的有效性。     

基于粒子群改进灰色马尔可夫模型的公路路基沉降自适应预测

针对公路路基沉降具有随机性和复杂性的特征,提出了一种粒子群改进灰色GM(1,1)-马尔可夫模型的路基沉降自适应预测方法。利用马尔可夫模型修正传统灰色GM(1,1)预测模型的残差,并提出粒子群算法来计算最优的马尔科夫链残差模型的白化系数,开发了路基沉降的粒子群灰色马尔科夫链自适应预测模型框架。以某公路路基沉降实测值为例,对比分析了其他两种改进灰色模型方法,结果表明本文算法误差均值仅为1. 48%,比其他两种方法分别降低了64%和29%,且精度等级达到一级。随着公路路基沉降数据量的增加,本文提出的模型预测精度进一步增加,自适应能力强,具有良好的推广性。     

灰色-马尔科夫理论在隧道围岩变形预测中的应用

简要介绍灰色模型与马尔科夫链的基本原理与操作步骤,分析GM-MC模型与隧道围岩位移的关系,以此建立隧道围岩拱顶位移的GM(1,1)与GM-MC预测模型。基于工程实例为研究背景,对不同模型下隧道围岩位移的预测预报数据进行对比分析,结果表明,GM-MC预测模型在对围岩位移的预测中优于GM(1,1)模型,并与实测值有较高的吻合度,能满足工程实际需求。     

基于零力矩点指标和侧翻时间算法的车辆侧翻预警

为进行车辆侧翻预警,建立了车辆3自由度模型,并仿真得到车辆的响应;引进了零力矩点(ZMP)作为车辆侧翻指标,根据3自由度模型得到的响应,计算ZMP的位置。分析结果表明,与常用的侧翻预警指标——横向载荷转移率(LTR)相比,采用ZMP指标,不仅能同样准确地表述车辆侧翻的状态,且在一侧车轮离开地面时,能精确地获取车辆ZMP的坐标,利于侧翻控制。再结合侧翻时间(TTR)的算法,则能预测未来3s内车辆侧翻的可能性,实现车辆侧翻预警。最后通过硬件在环试验,验证所提出的侧翻预警方法的有效性和可靠性。     

铁路路基沉降变形组合预测模型优化

由于传统灰色模型在预测波动性较大的数据时精度不高,提出一种改进的动态GM-Poisson-Markov组合预测模型。利用非等间距加权矩阵与无偏优化对灰色模型进行改进,通过原始序列的动态更新实现模型的参数更新,在此基础上与泊松曲线模型建立一种组合预测模型,并利用马尔科夫链进行残差修正,得到改进的动态GM-Poisson-Markov组合预测模型。利用汉巴南铁路路基沉降变形监测数据进行实例分析,将预测结果与泊松、灰色模型、非等间距无偏灰色模型以及组合模型预测结果进行对比分析,结果表明：模型对铁路软土路基沉降变形可取得较好预测效果,提高了预测精度与稳定性。     

基于马尔科夫链的高速公路机电设备寿命预测研究模型

利用机电设备的历史故障数据及故障概率,基于马尔科夫链的理论,研究高速公路机电设备故障预测情况,提出了基于马尔科夫链的高速公路机电设备寿命预测研究模型。高速公路机电设备的运行状况和诸多因素相关,存在大量的不确定性和随机性,不同的高速公路机电设备故障概率和设备寿命一般符合浴盆曲线理论,将机电设备的大量历史故障数据转化为极限概率问题,可以判断机电设备的使用寿命和有效寿命。首先运用马尔科夫链的相关理论计算并得出转移概率、极限概率和时间滚动窗口的设备状态之间的关系,掌握设备故障的变化规律;然后根据浴盆曲线理论结合马尔科夫链的方法对转移概率和极限概率进行分析判断设备的有效寿命,并根据极限概率和故障累计次数预测设备的使用寿命。通过应用马尔科夫链的方法对故障概率趋势图的研究建立了一种新的寿命预测模型;并选取高速公路车辆检测器设备进行历史故障数据分析,验证了该预测模型的有效性和实用性。在高速公路机电设备的维护中利用该寿命预测研究模型,判断设备的寿命情况,并预测机电设备的故障发生趋势,可为高速公路机电设备的维护和更新提供决策依据,指导未来设备维修工作的重点,同时评估设备的运行状态可以有效保障系统的正常运行。     

一种基于车辆运动状态估计的商用车侧翻预警方法

以商用车侧翻预警系统的开发为目标,提供一种实用的侧翻预警方法,提高车辆安全性。分析具备应用条件的车辆传感器,通过侧翻特性和侧翻相关车辆状态响应特性的分析,提出基于车速和转向的侧向运动状态估计方法,并设计基于转向盘转角和侧向加速度的侧翻预警融合算法,用于侧翻预警系统开发。     

基于马尔科夫链的公交站间行程时间预测算法

公交站间行程时间具有明显的时段分布特征,且公交车辆是典型的时空过程对象,其运行具有状态转移性。为了准确预测公交站间行程时间,在应用马尔科夫链预测公交站间行程时间基础上提出其改进算法。通过大量公交GPS数据构造不同时段下具体线路站间行程时间的马尔科夫状态转移矩阵,并对站间行程时间进行状态推导,采用移动误差补偿法对马尔科夫预测值进行动态修正,改进原有的马尔科夫预测算法。以广州市BRT线路B1的实际运行数据对算法进行了验证,结果表明,移动误差补偿改进算法优于基本马尔科夫算法及 BP模型,同时该改进算法还具有实现过程较简单。      

基于全量理论的客车侧翻一步碰撞快速算法

提出了一种客车侧翻一步碰撞快速算法,利用该算法对某款长12 m的公路客车典型车身段进行了侧翻碰撞模拟,并与LS-DYNA仿真及侧翻试验结果进行了对比,结果表明,侧翻一步碰撞快速算法可以较好的预测客车结构的侧翻安全性能,其模拟结果与其它两种方法之间的误差小于15%,模拟时长约为LS-DYNA仿真的1/10,在基本保证计算精度的同时使得计算效率大幅提升。     

马尔科夫残差修正灰色理论模型在连续梁桥施工监控中的应用

为了监控过程中的方便快捷,常会略去设计参数敏感性分析及其修正过程,导致灰色理论模型调整施工误差时不能符合预测要求,需要对该模型进行改进。将马尔科夫链应用于预测误差的残差序列中,对该序列再预测。结合日兰高速公路梁山连接线郓城新河大桥主桥施工控制的具体实践,通过模型计算的预测值与实测值进行对比,应用马尔科夫残差GM(1,1)修正预测误差。分析结果表明:该方法在施工控制中安全可行,该实际工程满足合龙精度的要求,成桥线形逼近设计线形。     

半挂式液罐车防侧翻控制策略开发

针对罐内液体晃动与车辆运动之间的耦合作用导致半挂式液罐车侧倾稳定性低,易发生侧翻等问题,本文中提出了半挂式液罐车的防侧翻控制策略。采用等效单摆模型模拟罐内液体晃动的动态过程,并进行参数辨识,进而建立了半挂式液罐车整车动力学仿真模型。基于半挂式液罐车6自由度线性简化模型设计了LQR防侧翻状态反馈控制器,并通过差动制动产生附加横摆力矩。利用所建立的半挂式液罐车仿真模型进行仿真,对比了有、无控制的转向盘转角阶跃工况状态响应。结果表明,所建控制策略可有效防止半挂式液罐车侧翻。     

砼运输车转弯临界侧翻速度研究

依据砼运输车自身结构特点，将砼的质量与搅拌筒的质量分割出来，建立了两种行驶状态下砼运输车转弯时的临界侧翻的物理模型和数学模型；推导出两种行驶状态下砼运输车转弯时的临界侧翻速度公式，对其公式进行了模拟仿真，得到了砼运输车在两种行驶状态下转弯时的安全稳定性区域，确定了不同参数对搅拌运输车侧倾稳定性影响的理论依据。     

公路货运量灰色模型—马尔可夫链预测方法研究

将灰色系统理论与马尔可夫链相结合,首次提出了灰色模型—马尔可夫链预测公路货运量的方法;并结合"十五"期间中国公路货运量和公路货运市场的发展趋势的预测分析详细阐述了该方法的具体应用。首先建立GM(1,1)灰色动态拟合模型,并以此作为公路货运量发展变化的动态基准线模型;在此基础上应用马尔可夫链确定系统状态转移概率矩阵,通过系统状态的划分、样本值与模型拟合值之间的残差及其标准化离差等指标的分析计算,最终以概率形式分析和预测公路货运量的发展变化区间。理论分析和实践都表明,该法不但预测结果更可靠,而且能够对公路货运市场的发展趋势进行宏观的把握,有利于决策者的决策行为。