车头时距混合分布模型

为描述车头时距分布特性,基于二分车头时距的基本思想,将行驶车辆状态分为跟驰状态和自由流状态,在分析其运行特征的基础上,建立了能同时描述这两类状态对应的车头时距分布特性的混合分布模型.应用实测数据,通过EM(expectation maximization)算法确定模型的相关参数,并结合参数取值分析了路段上、下游和不同车道内车辆行驶统计特征的差异性,最后,进行了实例验证.研究结果表明:混合分布模型在实验路段各处均可通过卡方检验;与负指数分布、爱尔朗分布和M3分布相比,混合分布模型对车头时距分布情况的拟合精度平均提高10%以上,且对快速路入口匝道通行能力的计算结果与实测值较为接近.     

三塔斜拉桥抗震性能非线性时程分析

以正在建设的一座大跨径3塔结合梁斜拉桥为研究背景,建立空间动力有限元模型,对E1和E2水平的三向地震作用下结构地震反应进行了非线性时程分析,并研究了行波效应对结构地震反应的影响.结果表明:该桥在两阶段设防的地震反应符合相关抗震规范要求,具有较好的抗震性能;主塔地震反应中,弯矩与应力分布规律有不一致的现象;行波效应对3塔斜拉桥中塔纵向地震反应的影响很小,对边塔的影响较大,且相对一致激励为不利影响,其随视波速的增大而减小;行波效应对主塔横向地震反应影响很小.     

基于Petri网考虑中介状态的机械系统失效相关可靠性分析

机械系统因其各子系统、各部件、各单元之间的相互复杂关系,容易受到自身结构与人为因素的影响,导致其发生失效,严重影响了机械系统的可靠性.在利用Petfi网模型对机械系统分析的基础上,并引入"安全-中介-失效"3级工作模式,从安全、中介、失效3个方面来反映机械系统的可靠(完全正常工作)、可靠与失效的中介过渡、失效(完全不能...     

基于反馈线性化的船舶自动舵动态滑模控制

针对船舶自动舵的航向控制问题,结合高阶滑模和动态滑模控制的设计思想设计了一种船舶自动舵动态滑模控制器.首先设计出包含舵机特性的船舶航向控制仿射非线性系统模型,其次通过状态反馈的方法将原模型变为等价的完全可控型线性化系统,然后设计出动态滑模控制器.仿真结果表明,所设计的动态滑模控制器不仅能很好的自动跟踪设定的航向,而且能有效的抑制系统的抖振现象,达到设计目的,为研究船舶自动舵控制提供一种参考.     

基于深度学习的驾驶员状态识别

提出了基于驾驶员脸部及周围信息的驾驶员状态检测方法。文章通过实车摄像头采集了驾驶员驾驶状态视频数据,利用Dlib和OpenCV库对采集的驾驶员图像进行脸部检测,基于驾驶员脸部数据建立了深度学习数据集,然后基于该数据集设计了一种卷积神经网络模型FaceNet,利用PyTorch深度学习框架在数据集上对模型进行训练,最终得到了有较高准确率的驾驶员状态检测模型,其可识别抽烟、睡觉、左手打电话和右手打电话四种驾驶员状态。     

Coupled vibration analysis of Maglev vehicle-guideway while standing still or moving at low speeds

Dynamic instability, that is, resonance, may occur on an electromagnetic suspension-type Maglev that runs over the elevated guideway, particularly at very low speeds, due to the flexibility of the guideway. An analysis of the dynamic interaction between the vehicle and guideway is required at the design stage to investigate such instability, setting slender guideway in design direction for reducing construction costs. In addition, it is essential to design an effective control algorithm to solve the problem of instability. In this article, a more detailed model for the dynamic interaction of vehicle/guideway is proposed. The proposed model incorporates a 3D full vehicle model based on virtual prototyping, flexible guideway by a modal superposition method and levitation electromagnets including feedback controller into an integrated model. By applying the proposed model to an urban Maglev vehicle newly developed for commercial application, an analysis of the instability phenomenon and an investigation of air gap control performance are carried out through a simulation.     

考虑沥青路面材料参数空间差异性的解析计算及影响分析

复杂服役环境下沥青路面的材料参数存在明显的空间差异性，具体表现为沿深度的模量梯度分布与非连续层间接触以及横观各向同性，实现其解析计算对现有的沥青路面力学响应分析及结构设计方法具有重要的参考价值。为此，从弹性力学基本方程出发，基于状态空间法，推导了具有指数模量梯度的横观各向同性弹性层状体系通解；在此基础上，基于波传递方法，将状态向量转换为波向量，并结合边界条件和层间条件，建立了考虑沥青路面材料参数差异性的多层路面结构解析解；然后借助MATLAB平台编制了数值计算程序，采用文献对比、BISAR程序以及有限元软件ABAQUS验证了该解析解的精度与效率；最后结合典型数值算例，阐述了该解析解在沥青Top-Down开裂和传统路面疲劳损伤分析中的应用。理论推导和数值计算结果表明：该解析解摆脱了弹性力学问题求解对应力函数的依赖性，并且借助波传播方法，避免了求解中正指数过大对求解精度的影响，并使得边界条件和不同层间接触关系的描述更加便捷；沥青路面材料参数的空间差异性不可忽视，沥青面层连续模量梯度会造成更大的路表拉应力和最大剪应力，进而加剧沥青路面的Top-Down开裂；而横观各向同性和层间接触状态间存在耦合效应，从而会加剧沥青路面的疲劳损伤。     

Non-fragile multi-objective static output feedback control of vehicle active suspension with time-delay

This paper presents an approach to design a delay-dependent non-fragile H_∞/L₂–L_∞ static output feedback (SOF) controller for active suspension with input time-delay. The control problem of quarter-car active suspension with actuator time-delay is formulated to a H_∞/L₂–L_∞ control problem. By employing a delay-dependent Lyapunov function, new existence conditions of delay-dependent non-fragile SOF H_∞ controller and L₂–L_∞ controller are derived, respectively, in terms of the feasibility of bilinear matrix inequalities (BMIs). Then, a procedure based on linear matrix inequality optimisation and a hybrid algorithm of the particle swarm optimisation and differential evolution is used to solve an optimisation problem with BMI constraints. Design and simulation results of non-fragile H_∞/L₂–L_∞ controller for active suspension show that the designed controller not only can achieve the optimal performance and stability of the closed-loop system in spite of the existence of the actuator time-delay, but also has significantly improved the non-fragility characteristics over controller perturbations.     

桥面物理除冰雪加热功率与环境因素关系分析

为解决化学融雪剂腐蚀桥梁结构和污染环境的问题，提出桥面敷设加热电缆方式除冰雪技术方案，以30m预应力混凝土T梁桥、沥青混凝土桥面为分析对象，进行了瞬态热分析和稳态热分析，系统研究了在桥面加热升温和稳态融雪节段加热功率与环境温度和环境风速的关系。经分析可知桥面加热过程可分为滞后、升温和稳态三个阶段，得出了一些有意义的结论，可为桥面敷设加热电缆除冰雪设计提供理论参考。