安全信息缺失事故致因理论的初步研究

为更好解释事故致因,在分析已有事故致因理论的基础上,分析了安全信息与事故致因因素之间的联系,认为安全信息是各种致因因素的信息化表述,安全信息缺失将直接或间接导致事故的发生并影响事故的发展.继而用安全信息的概念统一人、物、环境、能量和管理等事故致因因素,提出了安全信息缺失的概念和安金信息缺失事故致因理论.新理论认为安全信息缺失是造成事故发生的主要潜在原因,也是导致事故扩大的主要原因,避免关键性安全信息的缺失是预防事故发生和防止事故扩大的重点.建立了新理论的理论模型和可用于定量风险评价的数学模型.该理论为事故有效预防和系统风险评价提供了一种新思路和方法.     

人体生物力学模型建立及在汽车安全中的应用

汽车的发明给人类社会带来了巨大进步和便利,但同时引发的交通事故造成大量的人员伤亡与经济损失.本论文采用医学CT/MRI扫描获得人体主要组织的几何参数,采用有限元仿真分析工具建立人体有限元生物力学模型,结合文献已有的组织材料实验与尸体实验对模型进行仿真验证,模型验证参考了尸体实验数据进行了正面碰撞和侧面碰撞的仿真验证,碰撞中接触力、胸骨位移量、力-位移响应与实验吻合较好.开展了汽车方向盘与胸部碰撞的仿真应用研究,方向盘冲击作用于人体的生物力学响应与损伤特性符合真实事故中的变形规律,能再现肋骨骨折及内脏损伤,模型可应用于汽车碰撞事故中人员的损伤评估研究.     

基于图像式行驶记录仪的汽车-自行车交通冲突特性研究

汽车与自行车事故在我国交通事故总数中占有重要比例。为了研究汽车与自行车交通冲突／事故特性，本文选用50辆出租车，利用图像式汽车行驶记录仪在北京市开展了为期一年的交通冲突调查，从冲突类型、冲突时间、冲突地点及交通控制方式、冲突车速及交通流、驾驶员视线遮挡等方面综合分析汽车一自行车冲突特性，研究结果对道路交通安全管理、道路设计及事故预防技术具有重要的意义。     

分布式驱动HEV自适应无迹卡尔曼车速估计

针对四驱混合动力汽车,为改善其电子稳定性系统(electronic stability program,ESP)车速估计的精度和鲁棒性,考虑后轮毂电机转矩精确可测可控,以及前轮驱动转矩可推算的特点,结合ESP系统既有的传感器输出信号,提出了分布式自适应无迹卡尔曼车速估计算法.首先,建立了四驱混合动力汽车动力系统及动力学模型,其包括驱动系统模型、7自由度车辆动力学模型和Burckhardt轮胎模型.其次,考虑模型的时变及强非线性特性,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法设计了主/子滤波器.一方面通过对量测噪声的自适应,改善了UKF算法量对量测信号干扰的鲁棒性;另一方面将主/子滤波器结果进行融合,并用融合后结果重置了各滤波器,提高了车速估计精度.最后,搭建了四驱混合动力汽车Carsim-Simulink联合离线仿真平台和硬件在环仿真试验平台,分别开展了双纽线、低速双移线两种驱动工况的离线仿真和硬件在环仿真试验.试验结果表明,所提出的分布式自适应无迹卡尔曼车速估计算法不仅估计精度较高,而且也有着较强的自适应性和鲁棒性能.     

交叉敏感情况下多传感器系统的动态特性研究

讨论了具有交叉敏感的传感器组成的多传感器系统的动态特性及其对系统检测精度的影响. 提出了将该多传感器系统看作一个线性滤波器与一个无记忆非线性函数的串联系统, 即Wiener系统, 把后续的信息融合系统看作一个无记忆非线性函数与一个线性滤波器的串连, 即Hammerstein系统. 在静态标定的基础上, 用盲解卷积技术求得Hammerstein的线性滤波器系数矩阵. 针对盲解卷积技术复现信号幅值不确定性的缺点, 提出了一种根据逆滤波器系数矩阵与静态标定的线性矩阵的同一性校正滤波器系数矩阵的方法, 以获得多传感器系统的近似逆向动态模型, 提高了多传感器系统在实际检测过程中的检测精度, 降低了动态检测结果失真度, 满足了实际情况的需要. 最后的仿真结果表明, 输入信号频率接近采样频率1/10时, 用盲解卷积技术获得的幅值复现误差是未经过动态补偿的幅值复现误差的1/20, 是各传感器单独动态补偿后幅值复现误差的1/2, 快速性提高了2倍. 金属氧化物半导体甲烷传感器的动态补偿结果表明, 在温度阶跃响应下, 补偿后的甲烷检测误差小于补偿前的1/2, 因此这种方法拓宽了多传感器系统的带宽.     

采用交流能源的低功耗DCVSL电路研究

从改变CMOS电路中能量转换模式的观点出发，研究利用渐变功率时钟的低功耗CMOS电路设计. 首先讨论钟控功率信号的代数表示及有关性质，然后归纳采用直流能源的互补CMOS逻辑门转化为采用交流能源的钟控CMOS门电路的设计过程. 在此基础上进一步提出采用交流能源的DCVSL电路设计. 采用正弦功率时钟的PSPICE模拟证实了钟控DCVSL电路具有正确的逻辑功能及低功耗工作的特点. 最后提出了一种将钟控信号转换为标准CMOS逻辑电平的接口电路并用计算机模拟验证了它的有效性.     

大数据背景下的信号处理

宽带信号、高维信号、高分辨信号以及多传感器组网技术的快速发展，使得信号采集数据增长率高于数据存储增长率和信号处理速度增长率，信号处理进入了大数据时代．本文指出了大数据背景下的信号处理的关键问题．对于多传感器组网具有的多样性和复杂性的海量信号数据，必须进行信息融合．本文介绍了信号融合的主要模型方法，分析了信息融合技术的发展趋势．智能传感网技术能降低对信号处理和通信容量的要求，有效地在大数据中提取有价值数据．本文给出了智能传感器的基本结构，阐述了智能传感器的计算方法．结合大数据容量信号对高速实时处理的要求，介绍了高速数字信号处理芯片以及高性能硬件平台发展现状，展望了高速信号处理核心技术的发展动向．     

用矢量天线阵列实现相干Chirp信号多参量联合估计

提出一种采用矢量传感器（天线）阵列联合估计相干Chirp信号初频,调频斜率,2维到达角和极化的算法.通过分数阶Fourier变换估计信号的初频和调频斜率,并用之构造了新的相关矩阵以抑制噪声.利用到达角和电磁极化矢量的特点,解决了由于信号相干带来的自相关矩阵奇异问题.为提高估计精度,采用了扩展阵列间距的L型均匀天线阵列,并提出了在信号相干情况下,解除角度估计模糊的算法.通过仿真,将此算法与常用的空间平滑算法进行了比较,证明了该算法的有效性.     

编者按

信号与信息处理是信息科学与技术的一个十分重要的部分，只有通过信号与信息处理才能将从传感器中获得的信号与信息变成我们所需的结果．与很多科学领域不同，信号与信息处理一方面有着本身的基础问题研究，而另一方面又有在其他科学领域的应用问题．正是这两者美妙的结合，才使得信号与信息处理在过去20年里有了蓬勃辉煌的发展，各类新理论、新技术与新应用层出不穷．     

泡沫铝汽车碰撞吸能器仿真分析

提出了在汽车保险杠和前纵梁之间安装泡沫铝吸能器的方案,并对此结构进行了总体设计.采用 CATIA ANSYS DYNA3D联合建模求解技术对汽车碰撞进行了仿真分析,得出了安装泡沫铝吸能器前后汽车质心加速度曲线、吸能曲线及车体应力分布图.结果表明,应用泡沫铝汽车碰撞缓冲吸能器可提高汽车的安全性.本研究为泡沫铝在汽车中的应用提供了参考依据,也为汽车满足轻质、节能、环保、安全等方面的需要提供了新途径