Model predictive control with constraints for a nonlinear adaptive cruise control vehicle model in transition manoeuvres

A vehicle following control law, based on the model predictive control method, to perform transition manoeuvres (TMs) for a nonlinear adaptive cruise control (ACC) vehicle is presented in this paper. The TM controller ultimately establishes a steady-state following distance behind a preceding vehicle to avoid collision, keeping account of acceleration limits, safe distance, and state constraints. The vehicle dynamics model is for continuous-time domain and captures the real dynamics of the sub-vehicle models for steady-state and transient operations. The ACC vehicle can execute the TM successfully and achieves a steady-state in the presence of complex dynamics within the constraint boundaries.     

旧路改造期间运营安全评价

旧路改造期间不断交施工,交通量较大,应对其运营安全预先分析评价。通过对沿线设施预先危险性分析可知,危险因素等级均为Ⅱ级,并提出防范措施。通过对改建期运营预先危险性分析可知,危险因素中车辆伤害、起重伤害等级为Ⅲ级,对可能造成人员重大伤亡及设施严重破坏的灾难性事故,应立即采取防范对策。     

行人头部与车辆碰撞中旋转速度对颅脑组织响应影响

为了探究旋转速度在行人头部与车辆碰撞中对颅脑组织响应影响,对46例真实交通事故进行了运动学重建获得行人头部与车辆碰撞线性、旋转速度分布特征,并依此建立了头部与风挡、发动机罩碰撞有限元仿真模型,分析了头部旋转速度在不同线性速度和碰撞位置下对颅脑应力应变响应影响特征.结果表明:在行人头部与风挡碰撞中,当线性速度小于40 k...     

车载网络安全的系统设计研究及关键技术开发

本文介绍了车载网络安全的系统设计研究及关键技术开发,以应对黑客通过网联攻击车辆,建立智能网联汽车车内网络信息安全交互模型;分析“外部网络环境”与“车内ECU群体”之间进行“信息资源”交互过程中的安全风险,研究其对车内网络信息安全的破坏机理;利用基于密码学理论研究车内网络安全通信协议的设计方法,解决车内网络在智能网联汽车环境下面临的信息安全问题。     

智能汽车自动紧急转向避撞的跟踪控制方法对比研究

为了提高智能汽车的主动安全性,提出3种不同的自动紧急转向避撞跟踪控制方法。首先建立汽车避撞简化模型,对制动、转向及两者相结合的3种不同避撞方式进行对比分析。其次,为深入研究汽车避撞过程中的实际响应,建立包含转向、制动及悬架3个子系统耦合特性的底盘18自由度统一动力学模型,并进行相关试验验证。随后构建智能汽车自动紧急转向避撞控制框架,对五次多项式参考路径和七次多项式参考路径的横摆角速度和横摆角加速度进行对比分析。接着以线性2自由度转向动力学模型为参考对象,对最优控制四轮转向、最优控制前轮转向、前馈与反馈控制相结合的前轮转向3种不同的跟踪控制系统分别进行设计。最后,以汽车底盘18自由度统一动力学模型为研究对象,对上述3种避撞控制系统进行仿真试验对比分析。研究结果表明：与制动避撞相比而言,转向避撞所需的纵向距离有较大降低,随着车速的增加和路面附着系数的越低,效果越明显;七次多项式参考路径比五次多项式参考路径的避撞过渡过程更为平缓,当实际车速与控制器所用车速不一致时,前者避撞性能表现更优;最优四轮转向控制系统在高、低2种不同附着路面都具有较好的避撞效果,最优前轮转向控制系统次之,而前馈与反馈相结合的前轮转向控制系统在低附着路面上则表现出严重的失稳。     

汽车防追尾碰撞数学模型研究

为了提高车辆在高速行驶状态下的主动安全性能,研究了处于追尾行驶状态的本车与前车的运动学特征;针对前车的不同运动状态分别推导出了跟车距离的计算模型并分析了模型中3个关键参数的随机性和动态性,对制动迟滞时间提出了基于模糊推理的确定方法,对本车制动减速度和前车的运动加速度提出了比较实用的动态测算公式;另外,研究了防追尾碰撞的控制与执行,建立了动态调整安全制动停车距离的神经网络模型,提出了基于危险裕度判别的安全控制方法。     

智能汽车对无信号交叉口行人的避撞控制

针对智能汽车在无信号交叉口对横穿行人的避撞问题,研究了主动转向避撞控制策略。基于多层模型预测控制方法,采用分层控制策略设计局部规划层控制器与全局跟踪层控制器,在此基础上根据交叉口处汽车与行人的轨迹特征计算人车碰撞剩余时间,改进传统人工势场法构造避撞函数,规划出既能规避交叉口内存在碰撞风险的行人又能使偏差最小的局部避撞路径,并使智能汽车在满足多项动力学约束时准确跟踪参考路径,通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台,结合广东省2006—2018年交通事故数据库选取对交叉口人车碰撞有显著影响的因素,设计仿真场景进行仿真分析。结果表明：智能汽车能在多个初始点完成对参考路径的跟踪,控制器对不同速度和附着条件有较高的鲁棒性,高速低附着场景中,智能汽车横向加速度小于0.4 g、质心侧偏角小于2°、前轮侧偏角小于2.5°,各约束量满足舒适性和平稳性条件;4个典型交叉口场景中,智能汽车以不同速度直行或转弯通过交叉口,均能识别横穿行人中存在碰撞风险的行人实现主动转向避撞。     

云南省高速公路气象灾害风险特征分析与应对

利用2013年～2015年云南省15条主要高速公路气象灾害风险普查和2016年高速公路气象敏感度调查数据,研究了云南省高速公路主要气象灾害风险特征、灾害成因,并提出了应对措施。研究结果表明:(1)云南省高速公路气象灾害隐患点主要集中在昆明、曲靖、楚雄、玉溪、普洱、文山和昭通北部等地区,从区域分布看,曲靖的隐患点数量最多为16个,从路段看,G56杭瑞高速隐患点数量最多为30个;(2)路面结冰、大雾、强降雨和团雾是影响云南省高速公路的主要气象灾害,占总数的94.4%,道路结冰是造成交通部门封路的主要气象灾害,占云南3年总封路次数的58.1%;(3)云南高速公路交通气象灾害主要是由于独特的地形、干湿分明的季节变化和相应的天气系统造成的;(4)制定了云南省高速公路气象灾害预警指标,并提出行车建议。     

基于文本挖掘的地铁施工安全风险事故致险因素分析

地铁工程项目是典型的高风险大型复杂项目,施工安全风险事故多发且引发因素众多。为明确施工过程中存在的致险因素,为安全风险事故的预控提供依据,选取2002—2015年国内151例地铁施工安全风险事故报告,借助R语言和文本挖掘的方法,分别对事故报告进行分词处理、特征项选择、向量空间模型构建、共现规律识别,并利用词云和网络结构图等方法可视化文本挖掘结果;从中发现地铁施工安全风险事故的6项关键致险因素和23项一般致险因素,并以关键致险因素为基础构建致险因素集合,为地铁施工安全风险事故的预控提供参考。     

基于OWA与灰色聚类的城市轨道交通PPP融资风险评价方法研究

针对城市轨道交通PPP融资成本高、投资回收期长、不确定性因素多等特点导致整个融资过程充满风险,且难以进行科学的评价,进而增加风险评价难度的问题,提出基于OWA与灰色聚类的城市轨道交通PPP融资风险评价方法。首先从全寿命周期角度构建城市轨道交通PPP融资风险指标体系。然后基于OWA算子对专家决策数据按照降序的方式重新排序,消除极值带来的不利影响,加权得出指标的权重值。最后考虑指标的灰色性、信息不完整性,构建灰色白化权函数实现指标信息的透明化,完成对PPP融资风险的聚类分析。应用构建的模型对郑州地铁1号线一期工程PPP融资风险进行评价,认为该地铁工程PPP融资风险等级高,应重点关注前期策划、社会资本、政策环境、设计质量、成本超支、建设质量、残值7个主要风险指标的控制,以期为该项目融资风险管理提供建议,并进一步丰富城市轨道交通PPP融资风险的评价方法。