可拓知识库的构建

提出采用关系数据库构建可拓知识库，利用可拓学中物元、事元来描述知识中的信息单元及其联系，对信息单元相关性进行评级，利用关系数据库的特点能对可拓知识库进行查询、插入、删除、更新操作，采用程序推理式的语言描述知识，使计算机能自学习，实现人工智能构建可拓知识库。     

锚喷支护设计专家系统的研究

锚喷支护设计专家系统（ＰＴＥＳ）是在广泛收集国内外锚喷支护设计的理论知识和广大支护专家群体丰富设计经验的基础上，结合国家标准锚喷支护设计规范，应用专家系统技术研制而成的。它是一个以人－机对话为主，具有多模块、多功能的智能化程序设计软件。它能模仿人类专家的思维方式和思维过程，最终根据工程类型、地质条件、围岩类别、工程断面形状和尺寸等因素确定工程的支护形式和支护参数。     

基于OOCPN结线分析和反向推理的城市轨道交通牵引供电系统故障诊断方法

基于面向对象的思想和有色Petri网理论,构建库所的令牌,描述城市轨道交通牵引供电系统中组成结点的元件、开关及结点的含源性质,进而建立城市轨道交通牵引供电系统结线分析的OOCPN(Object-Ori-ented Colored Petri-Nets)模型。求解该模型可确定城市轨道交通牵引供电系统的故障域;然后结合专家经验以及牵引变电所综合自动化系统轮询到的保护动作信息,通过反向推理遍历搜索该故障域,对故障元件进行定位;根据专家推理规则以及城市轨道交通牵引变电所内的保护配合关系,判断开关的拒动行为。以城市轨道交通牵引供电系统馈线短路且馈线开关拒动为例进行验证,结果表明:提出的城市轨道交通牵引供电系统故障诊断方法能够实现对故障元件的准确定位和开关拒动行为的判断。     

铁路线路单元质量管理信息系统框架探讨

铁路行业的高速发展向铁路线路管理提出了更高要求,亟需信息系统辅助管理。通过研究分析国内外铁路线路信息管理系统现状,明确线路单元优化划分和养护维修计划优化制定是系统的发展方向。依据公路单元划分的方法,探讨铁路轨道单元划分的原则和方式,研究"秩和检验法"划分线路单元的具体步骤,总结轨道单元划分管理的实际应用效果。参考国外铁路线路信息管理系统的框架搭建形式,结合单元管理思想探讨系统各模块功能,搭建线路检测、单元划分、计划制定、实施效果反馈的连续性管理框架,并在计划管理模块中采用案例推理技术(CBR),设计两次推理过程,建立检测数据与对策源案例的联系,优化养护维修计划制定方法,为铁路线路的管理提供决策支持。     

考虑道路因素的智能车辆纵向运动决策与控制研究

针对智能车辆纵向运动时的交通道路适应性问题,考虑路面附着系数和前车运动速度等因素,研究了智能车辆纵向运动决策与控制方法。论文研究了基于车头时距的纵向运动决策方法并建立不同驾驶行为的目标车速模型,运用变论域模糊推理算法设计了目标加速度模型。基于纵向动力学模型,运用自适应反演滑模控制算法建立了驱动控制器和制动控制器。对高附着系数路面和低附着系数路面的行驶工况进行仿真试验验证,结果表明,在不同的附着系数路面和前车变速行驶条件下,智能车辆能实时、合理地决策目标车速、目标加速度,实现安全、高效、稳定的跟驰。     

模糊逻辑推理在消除交通流诱导负效应中的应用

针对交通流诱导可能产生的负效应问题,提出了诱导负效应消除的原理和模糊逻辑推理方法。在原理设计中,考虑了出行者的出行行为对网络交通流分配的影响;在实现方法上,应用模糊推理技术对分流交通量进行了预测,并设计了路线交叉口信号灯配时方案调整的模糊控制算法,模拟结果验证了模糊逻辑推理技术的有效性。研究表明:交通流诱导负效应的产生主要是由于信息条件下的道路出行者路线选择行为的不确定性引起的,而且交通流诱导与控制同时进行是消除交通流诱导负效应产生的关键。     

磁导航车体运动数字控制系统数学模型研究

探讨磁导航车体运动数字控制系统的数学模型。用实验方法建立磁导航车体运动数字控制系统典型环节的时间连续数学模型,结合车体运动机械操纵环节的传统数学模型建立整个控制系统的时间连续数学模型。利用Z变换方法把控制系统时间连续数学模型转换成离散数学模型,引入数字控制系统典型环节的数学模型,建立磁导航车体运动数字控制系统的离散数学模型。设计数字控制系统的二次型最优控制器并进行计算机仿真。仿真分析结果验证了数学模型的有效性。     

船舶甲板智能抛丸机器人设计

为解决在船舶外场涂装阶段除锈和拉毛施工效率低、质量不稳定、环境污染严重等问题,设计一款用于船舶甲板的智能抛丸机器人。简介该型机器人系统组成,阐述其抛丸分系统、除尘分系统和越障辅助机构的硬件设计及其软件设计,并设计手动遥控和自主导引操作方式。实船测试结果表明,该型机器人可满足船舶甲板除锈清理的工作要求。     

智能网联车环境下高速匝道汇入车流轨迹优化模型

为了解决传统匝道控制车流汇入时车辆需要减速至停止，从而造成延误时间过长的问题，提出了一种智能网联车环境下的高速匝道汇入车辆轨迹优化的两阶段优化模型，其中，第1 阶段优化车辆进入匝道口的时序；第2 阶段基于第1 阶段的最优时序，优化车辆轨迹. 根据所构建的模型设计了一种启发式算法优化车辆通过匝道冲突区域的时序，然后结合 GPOPS工具优化车辆的轨迹.为了验证所提出方法的有效性，将所提出的方法应用到20 min 随机到达的车流，进行仿真实验.实验结果表明，与先进先出的方法相比，本文所提出的方法能够使总延误减少59.7%，总油耗减少10.5%，说明该方法能够实现车辆以较高的速度通过匝道冲突区域，有效地减少了车辆汇入延误，同时也节约了油耗.     

Distributed MPC for cooperative highway driving and energy-economy validation via microscopic simulations

Traffic congestion and energy issues have set a high bar for current ground transportation systems. With advances in vehicular communication technologies, collaborations of connected vehicles have becoming a fundamental block to build automated highway transportation systems of high efficiency. This paper presents a distributed optimal control scheme that takes into account macroscopic traffic management and microscopic vehicle dynamics to achieve efficiently cooperative highway driving. Critical traffic information beyond the scope of human perception is obtained from connected vehicles downstream to establish necessary traffic management mitigating congestion. With backpropagating traffic management advice, a connected vehicle having an adjustment intention exchanges control-oriented information with immediately connected neighbors to establish potential cooperation consensus, and to generate cooperative control actions. To achieve this goal, a distributed model predictive control (DMPC) scheme is developed accounting for driving safety and efficiency. By coupling the states of collaborators in the optimization index, connected vehicles achieve fundamental highway maneuvers cooperatively and optimally. The performance of the distributed control scheme and the energy-saving potential of conducting such cooperation are tested in a mixed highway traffic environment by the means of microscopic simulations.