Bus travel time prediction using a time-space discretization approach

The accuracy of travel time information given to passengers plays a key role in the success of any Advanced Public Transportation Systems (APTS) application. In order to improve the accuracy of such applications, one should carefully develop a prediction method. A majority of the available prediction methods considered the variation in travel time either spatially or temporally. The present study developed a prediction method that considers both temporal and spatial variations in travel time. The conservation of vehicles equation in terms of flow and density was first re-written in terms of speed in the form of a partial differential equation using traffic stream models. Then, the developed speed based equation was discretized using the Godunov scheme and used in the prediction scheme that was based on the Kalman filter. From the results, it was found that the proposed method was able to perform better than historical average, regression, and ANN methods and the methods that considered either temporal or spatial variations alone. Finally, a formulation was developed to check the effect of side roads on prediction accuracy and it was found that the additional requirement in terms of location based data did not result in an appreciable change in the prediction accuracy. This clearly demonstrated that the proposed approach based on using vehicle tracking data is good enough for the considered application of bus travel time prediction.     

基于遗忘递推最小二乘与自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计

针对无迹卡尔曼滤波(UKF)在噪声不确定及工况复杂情况下锂电池荷电状态(SoC)估计精度低的问题,提出基于自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)的估计方法.建立了基于二阶RC等效电路模型的锂电池状态方程,采用遗忘递推最小二乘(FFRLS)参数辨识方法,将Sage-Husa自适应滤波算法与UKF相结合对系统噪声协方差进行实时更...     

层状地基中水平受荷桩-土相互作用试验

为了深入研究侧向受荷桩的承载特性及抵抗变形的能力,结合实际工程中天然土体的成层特性,开展了侧向受荷桩的室内模型试验,研究了不同粒径土层厚度及相对密实度对桩土相互动态耦合作用的影响,并结合PIV图像技术,分析了桩周土体位移场的发展趋势,为水平受荷桩的设计提供了理论依据。试验结果表明：①土体刚度与较小粒径土层的厚度呈正相关关系,而较大粒径砂土层厚的增加则对整个桩土体系的刚度产生了弱化作用;②当桩顶位移相同时,随着较小粒径砂土层厚的增大以及相对密实度的提高,土抗力随之增大,在深度为5~6倍桩径范围内达到最大值,且相对密实度对土抗力的影响更大;③水平受荷桩的桩前和桩后砂土表面均形成了一个纺锤形的位移影响区域,且此区域与水平加载方向的最大夹角随土层条件和相对密实度的变化很小,其值均为45°左右;④在相同的桩顶荷载下,砂土相对密实度的增大约束了桩体的运动趋势,使得桩体的水平位移减小,例如,当桩顶荷载均为30 N,密实度为0.5时桩前砂土的最大位移影响范围比密实度为0.3时普遍减少了约1倍桩径的距离;⑤桩身弯矩值随着较小粒径土层厚度的增大而增大,最大弯矩约出现在0.15 m深度（5倍桩径）处;随着砂土相对密实度的提高,桩身弯矩也逐渐增大,最大弯矩所在的位置逐渐上移。     

基于自适应模型预测的智能汽车横向轨迹跟踪控制

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确定工况下的轨迹跟踪性能。分析了路面附着系数和垂向载荷对轮胎侧向力的影响,基于平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法,设计了利用侧向加速度和横摆角速度作为测量变量的前后轮胎侧向力估计器。利用轮胎侧向力线性计算值与估计值的差值计算得到侧偏刚度修正因子,设计了前后轮胎侧偏刚度的自适应修正准则,进而提出了一种基于时变修正刚度的AMPC控制方法。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环测试平台,对AMPC控制的有效性和实时性进行了验证。研究结果表明：在不同的路面附着情况和车辆行驶状态下,AMPC控制都能够降低横向位置偏差和航向角偏差,有效提高车辆的轨迹跟踪精度,其控制效果明显优于基于恒定侧偏刚度的标准MPC控制。尤其在低附着工况下,标准MPC控制会因为线性轮胎力的计算误差过大而导致车辆在轨迹跟踪时严重失稳,而AMPC控制通过估计轮胎力修正侧偏刚度依然能够保证车辆稳定有效的跟踪参考轨迹。所提出的AMPC控制在保证控制精度的同时具有良好的实时性,对智能汽车控制系统的设计与优化具有重要参考价值。     

磁性天线数字化全向图合成方案设计*

为了解决磁天线接收信号存在盲区的问题,提出一种可以用希尔伯特滤波器来完成的宽带甚低频水下通信全向接收新方法,完成数字化全向接收的理论推导。在未知信号载波频率的条件下,可实现对信号进行宽带移向,从而完成磁性天线数字化全向合成。仿真结果表明,设计方案合理可行,可用于宽频带信号全向天线的数字化合成。     

船舶电网谐波优化治理设计

针对很多船舶开始使用变频设备,电网的谐波已经超出船级社规定范围的问题,根据谐波计算结果,对超标的谐波进行优化计算,以选择恰当的滤波器容量,既满足规范要求,又让治理成本投入最低。     

多目标优化算法在舰船天线布局中的应用

针对现有的单目标优化算法在天线优化布局应用中的不足,提出一种基于多目标粒子群优化(MultiObjective Particle Swarm Optimization,MOPSO)算法的天线优化布局方法。将该算法与数值计算方法相结合,建立多目标、多变量协调控制的复杂平台上的天线优化布局数学模型。在此基础上,使用FEKO软件建立某型战舰的仿真分析模型,具体分析舰载短波通信天线的优化布局过程。     

船用捷联惯性导航系统在线误差校正算法设计及仿真*

针对捷联惯性导航系统的长期精度不能满足舰载应用的问题,设计了利用罗经的航向信息及多谱勒计程仪的速度信息,通过卡尔曼滤波,在线校正捷联惯性导航系统误差的软件算法,并进行了计算机仿真。     

基于惯性导航/地磁的水下潜器组合导航定位方法

针对水下潜器长时间水下航行的隐蔽性且定位精度不高的问题,提出了一种基于惯性导航/地磁的组合导航系统。建立了惯性导航/地磁组合导航系统模型,并且利用卡尔曼滤波算法对系统进行滤波。最后通过仿真实验表明,该组合导航系统能够有效弥补单惯性导航系统精度发散的不足,提高了导航精度,实现了水下潜器的精确导航。     

不锈钢尾渣用作基层材料的抗冲刷与模量试验研究

以满足路用强度要求的三灰（石灰、粉煤灰、不锈钢尾渣）碎石混合料的配合比为基础,将三灰碎石混合料的抗冲刷性能及模量与传统二灰碎石混合料进行比较。试验结果表明,在合理的掺量范围内,三灰碎石的性能要略优于二灰碎石,确定了其在各种道路等级条件下的适用范围。