电动车IVMT系统的研究与开发

面对制约电动车监控、防护规模化应用的问题,提出一种新型融合机制的智能车载监控终端(IVMT)系统.以ARM Corter-M3内核作为终端处理器,采集车辆姿态、车轮状态、钥匙电门以及GPS位置数据,结合CDMA网络无线传输技术,实现了实时准确监测电动车的安全状态信息,在发现异常时向服务平台、车主发出警报,还可接受远端指令进行锁电机操作,提高了对电动车的可控性,从而极大地降低了车辆被盗的可能性.     

基于TCN的网络化旅客列车轮对状态在线监测系统

旅客列车是一个复杂的大动态系统,轮对是旅客列车机械故障的多发部位,为及时有效地防范和预警列车轮对故障,在分析我国旅客列车基本结构、安全装备情况的基础上,以列车轮对状态在线监测为基础,设计了基于TCN的网络化旅客列车轮对状态在线监测系统,并给出其具体实现方案.系统由列车在线状态监测与故障诊断主机、车辆级状态监测分机和各车载设备监测模块组成.每节车辆由车辆级状态监测分机通过MVB将车辆内部各状态监测模块联结成为监测网络,利用WTB将全列车的车辆级状态监测分机连为一体,构成一个完整的、基于TCN标准架构的列车状态监测与故障诊断系统.为开展列车上其他机械部分、电气部分等的故障诊断构建了一个TCN标准的网络平台.图6,参15.     

用于车辆分类的多传感器车型特征融合算法

为避免单一地磁传感器进行车型识别时存在的误差,结合自主研发的地磁传感器网络,提出一种基于多传感器的车型特征融合算法.该算法通过计算传感器网络内不同车型特征信号的相关关系来确定车辆运行状态,并利用最大似然法则结合皮尔逊相关系数进行数据融合,以获取更加准确的车辆特征信号,为现有车型分类方法提供更加准确的输入参数.实际道路试验表明,与现有单节点分类算法相比,文中算法对中大型车辆的分类准确率可以提高17.5%.     

基于EMD载货汽车动态载荷信息处理技术

为在载货汽车安全状态监测中获取真实稳定的载荷状态信息,对基于位移传感器的车辆载荷状态动态检测装置实时采集到的电压信号进行了处理. 根据载货汽车动态载荷信号的特点,以经验模态分解(EMD)算法为基础,去除传感器信号中的低频动态载荷,从而获得稳态的车辆载荷信息. 基于LabVIEW软件的编程功能,实现了对载货汽车动态载荷信息的处理及结果显示. 通过不同载重量、速度、路面环境条件的实车道路试验的验证,系统测量结果误差小于5%,满足实时监测车辆载荷状态的要求.     

基于轮胎半径自适应的智能车辆组合定位

定位系统是智能车辆环境感知系统的重要组成部分。设计了智能车辆轮胎半径自适应在线估计算法以提高车辆速度估计精度,从而在GNSS(Global Navigation Satellites System)不可用时提升IMU(inertial measurement unit)/WSS(wheel speed sensor)组合定位系统的精度。首先,在GNSS信号良好时,考虑车轮动态设计了多模型融合的轮胎有效滚动半径自适应算法,以准确估计轮胎有效滚动半径;然后,基于自适应误差状态卡尔曼滤波设计了多传感器融合组合定位算法。实车试验结果表明,所设计的算法在初始轮胎半径有不足2%的误差时,丢失GNSS 40s可将定位精度提高30%以上。     

高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性分析研究

准确分析重载车辆在高速公路超长爬坡路段的行驶状态,能够保证车辆的主动安全控制,当前车辆形式状态安全稳定性分析大多采用单一集中卡尔曼滤波方法,存在容错性差的弊端,稳定性和可靠性不高。为此,从新的角度对高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性进行分析,通过失稳角对行驶状态安全稳定性进行分析,依据弯道路段事故特征分析重载车辆出现侧翻与侧滑的现象,得出高速公路路面情况、坡度和转弯半径对重载车辆行驶状态安全稳定性有影响的结论。引入加速度干扰概念,以更加有效的分析重载车辆行驶安全稳定性。实验结果表明,所提方法能准确分析重载车辆行驶状态的安全稳定性。     

非线性自回归模型在轨道车辆转向架运行状态辨识中的应用

提出一种基于非线性自回归模型(GNAR模型)的轨道车辆转向架运行状态辨识方法。对不同状态的转向架系统输出信号建立GNAR模型,通过模型特征量,辨识系统不同状态,实现转向架运行品质实时动态监测。在ADAMS/Rail平台下的虚拟样机仿真实验说明了该方法的有效性和可行性,GNAR模型的特征量能够体现车辆转向架系统运行状态信息变化,用于判别其是否偏离正常功能,通过对这些特征量的监测和辨识,可以保证车辆系统的运行安全。     

高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性分析

准确分析重载车辆在高速公路超长爬坡路段的行驶状态,能够保证车辆的主动安全控制。当前车辆形式状态安全稳定性分析大多采用单一集中卡尔曼滤波方法,存在容错性差的弊端,稳定性和可靠性不高。为此,从新的角度对高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性进行分析,通过失稳角对行驶状态安全稳定性进行分析;依据弯道路段事故特征,分析重载车辆出现侧翻与侧滑的现象,得出高速公路路面情况、坡度和转弯半径对重载车辆行驶状态安全稳定性有影响的结论。引入加速度干扰概念,以更加有效的分析重载车辆行驶安全稳定性。实验结果表明,所提方法能准确分析重载车辆行驶状态的安全稳定性。     

基于卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着估计

建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,设计了基于联邦卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计算法与基于扩展卡尔曼滤波理论的路面附着系数估计算法,使车辆状态估计与路面附着估计相互联系、闭环反馈、同时进行.选择典型工况,应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真实验对车辆状态算法和路面附着估计算法进行了验证.结果表明:文中算法能够实现对车辆状态及路面附着系数的准确估计.     

目标对载机准确定位的数据融合方法的分析

主要研究在机载光电跟踪系统中，红外传感器和传统的雷达传感器测量信息的融合c基于Kalman滤波的数据融合理论，建立目标对载机准确定位的物理模型和极坐标下的数学模型，研究观测值加权融合算法、观测状态向量合并和状态估值融合反馈3种算法，并进行了协方差分析比较，通过仿真实验表明：观测值加权融合算法的性能更优于其它两种算法。     

福银高速高边坡实时安全监测系统

如何有效地避免公路边(滑)坡灾害对公路和人身安全的威胁,是摆在人们面前的一项重要研究课题.传统的边坡监测通过人工定时读取数据,汇总得到边坡的安全状态,不能及时准确地对边坡状况进行预测,而且观测人员要在现场昼夜值守,值守人员的生命安全得不到保障.实时有效的边坡综合监测防护系统,能及时捕捉灾害发生前的特征信息,通过有线或无线方式将监测数据及时发送到监测中心.通过数据分析软件进行处理,及时做出山体边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报,更加准确、有效地监测灾情发生,并能提高公路使用寿命、降低维护费用.因此提高对滑坡预测预报水平对保障人民生命财产安全具有重要意义.本文通过福银高速边坡安全监测系统的设计、实施,对边坡安全监测进行了总结分析.     

跨道监控系统设计与应用

设计了一套基于视频的机动车跨道违章监测系统,系统的硬件平台由工控机,摄像机组成.首先由平均算法得到良好的动态背景图像,并由Hough变换法提取车道线;在车辆检测过程中提出了背景差法与边缘提取法相结合,车道线辅助识别的两次目标轮廓提取算法,从而获得完整准确的运动目标轮廓;在违章判别中提出了简易准确的跨道违章判别算法;最后使用均值漂移算法对运动车辆进行跟踪,并结合卡尔曼滤波器预测车辆在下一帧的位置.通过实际道路测试,该系统具有一定的实时性、准确性和智能性,可应用于智能交通监控领域.     

矿井瓦斯监测多传感器信息融合模型

分析了矿井瓦斯监测中存在的对传感器的影响因素多等单个传感器本身所不能解决的问题,提出了利用多传感器信息融合技术来增加系统的信息利用率、提高整个系统的精度、可靠性和容错能力的方法。在讨论矿井瓦斯监测的信息源的基础上,确定了瓦斯监测多传感器信息融合的结构模式,利用状态空间方法对此结构模式进行了描述,建立了瓦斯监测系统多传感器信息融合的状态空间模型。采用人工智能方法,建立了多传感器信息融合的模糊神经网络算法模型,实验结果表明,该模型是有效的。     

基于无线传感器网络的车辆检测算法

利用磁干扰原理,无线传感器网络可以对车流量、车速等进行实时监测,逐渐被用于智能交通领域。本文深入研究了车辆磁干扰的特征及其提取方法,提出了一种自适应状态机车辆检测算法。实验表明该算法可以达到对车辆的准确检测。     

基于无线传输技术的野外桥梁远程健康监测及安全评估系统

针对在野外偏远山区桥梁无法运用常规监测方法和设备问题,提出了运用无线传输技术实现对桥梁的远程监测,并以封侯沟大桥为例,介绍了桥梁健康监测系统的各项功能及关键技术。该监控系统经多年运行,在安全评估结果指导下对大桥进行及时维护,使大桥仍保持了健康的使用状态,有效保证了车辆的安全通行。     

智能视频分析的车辆异常行为检测方法

针对目前车辆异常行为检测中的检测实时性问题,提出了一种基于智能视频分析技术的车辆异常行为检测方法。车辆出现异常行为时车辆位置变化、速度变化及运动方向变化较大。通过背景差分法检测运动车辆,并采用均值漂移算法跟踪运动车辆,获取车辆位置、速度、运动方向等车辆异常行为判别参数,对3种判别参数的状态函数加权融合检测车辆行为。为验证该算法的有效性,将对真实交通场景中采集的交通视频进行车辆运行状态检测实验。实验结果证明该算法能及时有效地检测出交通场景中的车辆异常行为。     

基于Retinex理论的图像增强算法的车辆主动安全技术

车辆主动安全技术监测系统中在遇到复杂道路、夜间环境及弱光照的情况下图像很容易受到驾驶员个体、光照变化等要素的影响,使算法精确性大大降低,为提升图像处理算法的精确性,通过分析Retinex理论的图像增强技术能够对图像低频部分进行提取,并借助多尺度Retinex(MSR)算法补偿图像光照,融合梯度图像即可得到全新图像,实验结果表明,基于Retinex理论的图像增强算法可以更好的呈现道路和驾驶员面部特征,使弯道线检测的鲁棒性大大改善,便于开展图像处理工作.     

车辆的爆胎监视与控制系统

为解决车辆高速爆胎给车辆带来的安全性问题,采用仿真与场地试验相结合的方法,研究了爆胎车辆的运动特征,设计了爆胎监视与控制系统.该系统能够在爆胎发生后及时捕获爆胎信息,在车辆陷入失稳状态之前采取制动稳定措施,维持车辆的稳定性.系统使用胎压值与胎压下降梯度进行双路判断,以缩减爆胎监测潜在的滞后时间.爆胎后的制动减速度通过模糊控制算法,考虑横摆角速度与车速的综合状态给出.试验表明:系统能够有效保持车辆高速爆胎后的行驶稳定性,防止车辆失控.     

电气设备状态监测与故障诊断系统的研究

电气设备状态监测与故障诊断系统是整个电力系统状态检修的重要组成。本文阐述了一个电气设备状态监测与故障诊断系统的结构组成及功能,并着重介绍了变压器状态监测及故障诊断实现的方式。本系统利用在线及离线测量技术获得电气设备试验数据,并通过对试验的数据分析,获取设备的绝缘状态及可能存在的故障。     

拱桥吊杆荷载效应光纤光栅监测与安全评定

以四川峨边大渡河下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,针对吊杆健康监测与安全评定问题,详细介绍了该桥吊杆车辆荷载效应光纤光栅监测系统的组成,基于监测结果的车辆荷载效应分析的理论与过程,以及吊杆安全评定准则和该系统试运行状况及其监测结果.试运行结果表明,该系统可以有效地监测车辆荷载效应,依据其监测结果统计得到的车辆荷载效应及安全评定结果更贴近实际.