兼顾管理者需求和用户可接受性的交通诱导系统MPC设计

针对交通诱导系统中可变信息标志(VMS)的控制策略设计,该文在宏观Metanet交通流模型的基础上,研究了VMS诱导控制信号对驾驶员路径选择行为的影响,建立了路网诱导控制的状态方程模型。在模型预测控制(MPC)框架下设计了VMS诱导控制策略,以优化路网所有车辆的总旅行时间和VMS切换性能为目标函数,通过对诱导控制变量引入用户可接受约束,有效兼顾了交通管理者对系统最优的控制需求和交通用户对VMS推荐路径的可接受性。最后设计了基于禁忌搜索的双层并行求解算法对MPC诱导策略进行求解,利用并行计算保证MPC控制的实时性要求。仿真结果表明,该文设计的诱导控制策略能缓解路网拥挤,提高路网通行能力,对系统随机扰动具有较好的抗干扰能力。与基于系统最优的诱导策略和基于用户均衡的诱导策略相比,该控制策略不仅能满足管理者的控制需求,而且能均衡路网车流分布,减少交通用户的延误时间,提高用户对交通诱导系统的满意度。     

基于PXI总线和反射内存网的接口测试系统设计

针对飞行控制仿真系统测试过程中大量信号切换、采集、通断导致测试数据传输延迟的现象,提出了基于PXI总线和反射内存网的接口测试系统设计方法;阐述了基于PXI总线架构的硬件设计、基于LabView实时操作系统的软件设计和使用GE-5565反射内存卡建立的实时系统.运用该接口测试系统解决在实时状态下的信号管理问题,实验证明,该系统满足飞行仿真的使用要求.     

车路协同环境下信号交叉口车速引导策略

为降低车辆需停车通过信号交叉口的可能性,减少停车时间,针对在三、四线城市交叉口区域实时的车辆排队长度数据不易或无法获得这一实际情况,提出车路协同环境下的车速引导策略。搭建了车载交通灯提醒系统,并对安徽省芜湖市衡山路-凤鸣湖北路交叉口的交通灯进行了数据采集。在实际数据的基础上,运用VISSIM软件进行仿真验证,结果表明,在高峰和平峰流量时车速引导策略均能有效降低单车行程时间,平均降低比率分别为9.2%和13.0%,且改善效果在平峰流量时优于高峰流量时。该车速引导策略提高了信号交叉口的交通效率,为车路协同环境下车速引导的实际有效运用提供了思路。     

高速路网可变信息标志诱导的最优开关控制设计

针对高速路网中诱导策略的设计,以可变信息标志(Variable Message Signs, VMS)的开关切换为控制手段,把交通诱导归纳为一类最优开关控制命题.通过元胞传输模型建立实际路网模型,利用遗传算法求解,给出了一种VMS诱导策略的最优设计方法.仿真结果表明,设计给出的VMS控制律可以提高路网通行能力,缓解局部拥堵.特别是对路网流量分布不均衡的情况效果较好,路网总耗费时间可降低32.39%.     

RIS辅助的UAV与用户协同缓存策略

研究了智能反射面（RIS）和缓存辅助的无人机（UAV）中继通信系统方案,通过在UAV与用户之间搭建RIS反射信号,改善信道环境;在UAV与用户设备上部署缓存设备,预先存储热点内容,减轻无线回程链路的压力;以最大化用户服务成功概率为优化目标,建立缓存容量受限约束下的UAV与用户协同缓存放置策略优化模型,针对该非线性连续非凸约束优化问题,提出基于鲸鱼优化算法（WOA）的求解方法.仿真实验结果表明,使用RIS可以有效降低UAV通信中断概率,基于WOA的UAV与用户协同缓存最优放置策略优于现有其他两种缓存策略,能有效提高缓存命中概率,从而提高用户服务成功概率.     

基于电警数据的单点自适应信号控制优化方法

通过深入挖掘利用电警数据蕴含的交通流信息,提出了一种基于电警数据的单点自适应信号控制优化方法。研究对象为各进口道均布设电警设备的四肢交叉口,4个上游交叉口也布设有电警设备,能够获取前往目标交叉口的车流。首先,根据TOD时段上下游电警匹配历史数据,利用高斯混合模型估计各路段行程时间参数,进而标定基于截断正态分布的车队离散模型;其次,基于实时到达率预测值,以目标交叉口总延误最小为优化目标,建立整数规划模型对信号控制参数进行实时滚动优化,采用动态规划算法求解;最后,在不同需求场景下对该方法进行仿真验证。结果表明,路段行程时间均值与标准差的估计误差均小于3s,车均延误与排队长度较最优灯组配时分别减少34.2%和40.5%以上。与感应控制相比,该方法在高需求场景下改善效果更为明显,车均延误与排队长度分别减少12.9%和15.8%,在其他场景下也分别有2.6%和5.4%以上的改善。同时,滚动优化时长的增加也能带来控制效益的提升。     

事件驱动Q学习在呼叫接入控制中的应用

文章研究了计时报酬方式下最优呼叫接入控制问题,建立了系统的连续时间Markov决策过程(CTMDP),根据系统特征引入后状态Q值更新方法,给出呼叫接入控制问题基于事件驱动Q学习优化算法,并给出一个数值仿真实例;仿真结果表明,该算法比Q学习具有收敛速度快、存储空间小的优势;根据实验结果分析了在最优策略下业务拒绝率与业务特...     

车路协同系统仿真实时性优化方法

为了研究车路协同系统的仿真关键技术并构建车路协同系统仿真平台,针对车路协同系统仿真平台中的联邦成员间实时性问题,提出基于PTP(precision timing protocol)协议的高精度仿真主动时钟同步方法。讨论车路协同仿真联邦中各个联邦成员的时间管理策略,并基于时钟同步方法测试2种信息交互策略下的系统延时,提出车路协同系统的信息交互改进策略。仿真测试结果表明:平均同步时钟误差为5.69μs,有效解决了各个联邦成员间的时钟同步问题;仿真系统中1级和2级系统从节点平均仿真延迟为0.77,1.02 ms,较好满足车路协同系统仿真需求。     

采用模拟退火算法的电动汽车复合电源能量管理系统优化

针对电动汽车的混合式复合电源工作模式切换复杂、不利于不同工作模式的功率最优分配问题,提出基于模拟退火算法的复合电源能量管理优化方法。对混合式复合电源的工作模式进行分层讨论,建立能量管理系统的各部件损耗模型,基于不同层次设计能量管理策略。在分层能量管理策略的基础上,采用模拟退火算法降低系统的损耗。搭建混合式复合电源仿真模型和实验台进行仿真和实验。仿真和实验结果表明:在NYCC和EUDC路况下,混合式复合电源能量管理系统采用模拟退火算法优化比滞环逻辑控制的总损耗降低0.8%和1.1%。混合式复合电源能量管理系统采用模拟退火算法不仅能有效降低系统损耗,实现功率最优分配,而且能及时跟随功率需求,由超级电容提供或吸收峰值功率,保证电池安全。     

基于深度强化学习的快速道路入口匝道信号控制方法研究

匝道合流区是公路、快速路、隧道等快速道路的交通瓶颈.为缓解匝道合流区的交通拥堵，基于强化学习理论中的深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG）算法，提出了以匝道调节率和信号周期共同作为动作向量输入的匝道信号控制模型，该模型通过增设不定周期这一控制动作，拓展动作空间，使交通状态被模型更充分感知和学习，增加了模型的求解空间和优化能力，克服了只以固定周期为前提的动作输入致使输出方案并非最优解的问题.通过在SUMO中搭建仿真场景，测试所提出算法的有效性，并与其他算法进行了控制效果对比.结果表明，本文提出的模型C&R-DDPG可以显著提升效率和安全水平，对比无控制、ALINEA控制和只以匝道调节率为动作的控制，平均行程时间分别减少52.3%、31.6%、15.5%；平均延误分别下降66.3%、36.1%、11.5%；匝道平均排队长度分别减少30.2%、23.1%、9.1%；平均加速度平方和分别降低87.5%、77.7%、66.9%.     

信号交叉口智能电动汽车转弯车速引导策略

为实现智能电动汽车在信号交叉口节能、高效地转弯通行,基于目标引导车速相关联的电动车能耗模型,提出信号交叉口智能电动汽车转弯车速引导策略。针对需要加/减速引导通行的场景,借助车联网系统获取前方车辆和对向来车的运动信息及信号灯状态信息,结合自车运动信息综合分析确定出可使车辆不停车通过交叉口的速度引导范围,进而通过建立综合考虑车辆能耗和通行时间的多目标优化函数,运用NSGA-II算法在引导范围内寻求最优引导车速。以典型交叉口左转通行为例开展Matlab仿真实验,结果表明,采用加速引导策略时车辆能耗降低6.59%,通行时间减少71.11%;采用减速引导策略最高可使能耗降低6.07%,通行时间减少23.01%。实车实验结果表明,采用加速引导策略最高可降低能耗5.32%,通行时间减少68.12%;减速引导策略最高可使能耗降低5.14%,通行时间减少17.72%。     

车路协同下基于速度引导的双周期干道绿波协调控制方法

针对传统双周期干道绿波协调控制方法的不足,建立了一种新的双周期干道绿波协调控制模型,利用车路协同环境下车-车、车-路实时双向通信的特点,提出了一种基于加减速引导的双周期干道绿波协调控制方法,并结合算例对比分析了加减速引导前后车辆的通行效果。仿真结果表明:加速引导策略能够有效降低车辆的平均行程时间、平均延误时间与平均停车次数;减速引导策略则能够在保证平均行程时间与平均延误时间不增加的前提下,有效降低车辆的平均停车次数.     

考虑瞬时停车延误的信号灯闭环控制策略研究

提出一种基于瞬时停车延误的孤立交叉口信号灯闭环控制策略.以交叉口瞬时停车延误总量作为控制参量,其值达到阈值时实时切换交叉口信号灯状态,把信号灯绿灯信号分配给需求最高的道路,不再有信号灯周期的概念.在车流量400～800辆/h变化的情况下,进行了传统的Web-ster周期控制和新策略控制仿真对比实验.仿真结果表明:新策略控制条件下,车辆平均通行时间明显小于传统控制策略,在800辆/h的流量下,仅为传统策略的44%;该策略对控制阈值不敏感,当流量为800辆/h时,车辆平均通行时间最大相对误差仅为11%;该策略获得的多组平均通行时间具有较小的方差,当流量为800辆/h时方差仅为0.895s.     

一种新的考虑驾驶员疲劳的人机协同避障策略

人机协同驾驶系统在避障工况中， 针对驾驶员注意力不集中导致不能及时操控汽车的问题，设计一种考虑驾驶员特性的人机协同避障控制器. 以双驾双控人机共驾结构为基础，自动驾驶系统采用线性二次调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）控制车辆跟踪规划轨迹，基于最优预瞄侧向加速度建立驾驶员模型. 为了使驾驶权在避障过程中分配更加合理，使用驾驶模拟器采集疲劳驾驶数据训练BP神经网络来识别驾驶员疲劳操作行为，通过对空间碰撞危险度和驾驶员疲劳因子建模设计人机协同避障策略. 搭建Carsim、PreScan和 Simulink联合仿真平台进行高速工况下的避障仿真试验. 仿真结果表明，相较于传统方法，本文所提策略在静态障碍物避障过程中，侧向加速度、质心侧偏角和横摆角速度分别降低了8.9%、18.2%和11.1%，在动态障碍物避障过程中，相应的指标分别降低了51.5%、53.4%和50.6%，提高了车辆在避障过程中的稳定性.     

阈值改进蚂蚁算法在交通诱导中的应用

研究基于阈值改进的蚂蚁算法在交通诱导中的应用,并对动态交通网络条件下算法的优化效果进行仿真.改进算法将已知的行程时间信息作为阈值条件,在路径寻优中预先剔除部分路径,并引入“检查蚁”对已发现的路径进行定期检查与存储.利用R软件对改进前后的两种算法进行仿真分析,对两者的路径寻优结果对比研究.实验发现改进算法下路径检索的平均行程时间较标准蚂蚁算法下降9.57%,证明了基于阈值改进的蚂蚁算法的优化效果,能形成适应城市路网即时高效需求的交通诱导方案.     

电动物流车驱动电机冷却系统最优温度控制

为保障电动物流车驱动电机工作在安全温度区间内,需精确控制其冷却系统的输出功率,而常用的阈值触发控制方式未考虑驱动电机热损耗与冷却系统输出功率间的对立关系,导致冷却系统消耗总功率较高.文中通过分析总功率消耗与电机温度间的关系,提出了一种最优温度控制策略,将总功率消耗最低点对应的电机温度作为控制目标,并以此为依据实时调节电子风扇转速,降低冷却系统输出功率,使冷却系统的总功率消耗达到最低.以某型电动物流车驱动电机冷却系统为例,通过AMESim-Matlab联合仿真平台对该控制策略进行了仿真,验证了该控制策略的可行性;通过搭建实物试验平台对该控制策略进行了测试,试验结果表明应用该最优控制策略后,冷却系统的总功率消耗较阈值触发控制方式降低约3. 8%.     

基于仿真的可变导行信息有效性

为研究出行者在可变导行信息影响下的宏观行为规律,把出行者分为传统型、固定路径型、理性型、用户均衡型、系统最优型以及VMS(可变信息标志)型,基于VISSIM微观仿真器,利用COM接口开发了各类出行者的出行效益评价模型,最后以小型路网为例,针对VMS型用户进行可变导行信息的有效性评价。研究结果发现:基于仿真的模型可以对不同的可变导行信息进行有效性评价;相同交通需求下的有无对比表明,VMS的设置可以有效降低路网主要干道的行程时间,行程时间降低21%;不同交通需求下的有无对比表明,VMS信息可以提高路网的平均速度,路网平均速度提高约3.97%。     

航天器6维微振动力测试系统的设计与试验

为了测试不同状态下航天器各活动部件在低频及超低频区的6维微振动表现,设计了一种以压电传感器为核心的6维微振动力测试系统.通过标定及对软件的设计实现了传感器信号在空间上的实时采集、分析及处理等功能,并最终得到空间6维力.介绍了该测试系统的工作原理和动态标定方法,对该测试台进行了仿真及测试试验.结果表明,固有频率的仿真与试验结果前5阶的相对误差在5%以内,1阶频率大于400 Hz;力及力矩分辨率分别可达到0.1 N及0.01 N·m(SNR大于10);在频域上0~400 Hz范围内,该测试系统各通道的相对误差在7%以内.     

基于空时分组码的无线传感网协同传输系统的节能方法

研究了基于空时分组码的无线传感网协同传输系统节能传输的方法,提出了无线传感网单传输系统和基于空时分组码的协同传输系统性能的比较准则.针对无线传感器网络能源受限的特点,计算协同传输系统最优发射功率的门限电平.仿真结果表明,该门限电平在满足系统一定中断概率的条件下可以使无线传感器网络总传输功率达到最小.     

基于分数阶傅里叶变换的OFDM系统峰均比探讨

介绍了基于分数阶傅里叶变换的正交频分复用系统,推导了该系统中峰均功率比公式.探讨了该系统中使用选择映射法降低峰均比.在不同的分数阶域信号能量的聚集性不同,则其峰均比就不同;通过计算机仿真分析得到了在不同的分数阶数琢情况下系统的累积分布函数曲线,并与基于FFT的系统进行比较,实验结果表明当琢取最优值时,系统的峰均比互补累积函数性能优于基于FFT的系统性能.