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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 996-1006页

作者：都雪静王宁张杰裴玉龙东北林业大学交通学院哈尔滨150040

针对半挂汽车列车在寒区山地公路危险路段行驶会发生折叠、甩尾和侧翻的问题,以国内某款半挂汽车列车为研究对象,基于汽车动力学理论建立六自由度半挂汽车列车动力学数学模型;运用Truck-sim完成半挂汽车列车整车模型和危险路段模型的建... 详细信息

针对半挂汽车列车在寒区山地公路危险路段行驶会发生折叠、甩尾和侧翻的问题,以国内某款半挂汽车列车为研究对象,基于汽车动力学理论建立六自由度半挂汽车列车动力学数学模型;运用Truck-sim完成半挂汽车列车整车模型和危险路段模型的建立,依据半挂汽车列车发生侧翻和横摆失稳的原理,确定了半挂汽车列车侧翻和横摆失稳的判定条件。以半挂汽车列车的理想状态参数和实际状态参数的差值为控制目标,借助Simulink建立了基于线性二次型调节器(LQR)控制算法和差动制动的半挂汽车列车防侧翻和横摆失稳控制策略;选取哈牡高速公路较为典型的危险路段,改变路面附着系数对应不同实际情况下的路面,通过Truck-sim与Simulink联合仿真进行场景重构,对本文控制策略进行仿真试验。结果表明:在哈牡高速公路K398-K406段S形弯道公路上,路面附着系数为0.1、0.25和0.35时,能够实现牵引车侧倾角最大值减小0.05°、0.04°和0.1°,半挂车侧倾角最大值减小0.04°、0.01°和0.1°,路面附着系数为0.35时,减小幅度最大,分别为40%和23.26%。在哈牡高速公路K273-K274段弯坡路上,路面附着系数为0.1时,控制策略有效阻止了车辆的侧翻,路面附着系数为0.25和0.35时,控制策略下侧倾角最大值减小0.04°和0.02°,对应减小幅度为16%和3.92%。控制策略能够有效降低牵引车和半挂车侧向加速度、横摆角速度及侧倾角的峰值,对侧倾角的控制尤为明显,可以避免冰雪天气下半挂汽车列车行驶在弯坡路时出现侧翻等危险事故。

关键词：汽车工程半挂汽车列车寒区危险路段横向稳定性控制策略

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基于游客感知价值的日照体育旅游产品优化研究

基于游客感知价值的日照体育旅游产品优化研究

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作者：秦玉龙曲阜师范大学

学位级别：硕士

近年来,健康的生活方式、体育运动、健身训练等各式各样的精神文化活动越来越受到大家的广泛关注,并且体育旅游被也越来越多的民众所欢迎。2020年召开的日照市委十三届九次全会,提出到2035年,将日照打造成体育名城和旅游名城。近年来,... 详细信息

近年来,健康的生活方式、体育运动、健身训练等各式各样的精神文化活动越来越受到大家的广泛关注,并且体育旅游被也越来越多的民众所欢迎。2020年召开的日照市委十三届九次全会,提出到2035年,将日照打造成体育名城和旅游名城。近年来,日照市积极发展体育旅游,探索出了很多成功的经验。本文在对体育旅游、游客价值感知的国内外研究现状进行了梳理,对日照市体育旅游资源进行了分析和评价,并且通过问卷调查、游客访谈的方式对日照市体育旅游资源的游客感知进行了研究,并根据研究结果提出了优化策略。通过以上研究,得出以下结论:第一,日照市拥有一定的旅游资源优势,区位交通优越、客源市场广阔、文化资源丰富,为日照体育旅游发展提供了重要支撑。但与此同时,日照体育旅游也存在一些限制性因素,如城市知名度较小、鲜明的旅游季节性、缺乏龙头项目和特色品牌等。日照市需借势休闲体育时代发展潮流,借力举办大型赛事等机遇,不断克服体育旅游人才缺乏、环境污染以及旅游市场容量小等问题,全力打造具有自身特色和优势的体育旅游品牌和产品。第二,从问卷调查结果来看,体育旅游游客男女比例大致趋同,主体人群是受教育水平较高、消费水平在中等偏上的中青年群体,游客重游率较低,忠诚度有待提高。第三,本文主要是从休闲娱乐价值、情感价值、情景价值、服务价值以及文化认知价值5个内容来分析旅客体育旅游体验感知价值。研究结果可以看出,游客关于日照体育旅游的休闲娱乐价值与情感价值比较认可,但对于情景价值、服务机制和文化认知价值的认可程度较低。这说明日照体育旅游的娱乐程度和情感获得使游客印象深刻,与此同时,情景享受、服务水平需进一步提升,文化底蕴需更深层次挖掘,以更好满足游客需求。第四,通过对比和调查研究,日照体育旅游还存在专业人才缺乏、基础设施有待强化、旺季交通不便等问题。综合分析,日照可从注重体育旅游多样发展、开发区域精品体育旅游路线、引进专业人才提升服务质量、扩大不同收入水平的目标游客、加大政策支持力度、加速体育旅游产业融合等六个方面进行优化提升。总之,本文采用实证研究的方式,对游客体育旅游感知价值进行了综合研究分析,为日照市体育旅游优化提升给出了合理化建议与方法,旨在为该地区体育旅游产品的可持续发展提供理论支持。

关键词：体育旅游旅游感知感知价值产品提升日照市

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引力理论框架下基于综合竞争力的自动驾驶拟人换道决策模型

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 66-80页

作者：裴玉龙傅博涵王子奇张杰东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 宁德师范学院信息与机电工程学院福建宁德352100

为有效刻画城市快速路中自动驾驶环境下的车辆换道决策机理,考虑主车与周边车辆的位置属性、驾驶风格属性及车辆运动属性对主车换道行为的影响,建立基于综合竞争力的拟人换道决策模型。首先,以邻近前车间距、邻近前车速度差及驾驶风格这... 详细信息

为有效刻画城市快速路中自动驾驶环境下的车辆换道决策机理,考虑主车与周边车辆的位置属性、驾驶风格属性及车辆运动属性对主车换道行为的影响,建立基于综合竞争力的拟人换道决策模型。首先,以邻近前车间距、邻近前车速度差及驾驶风格这3种因素作为自动驾驶车辆的拟人化换道意愿属性,量化表征主车的换道意愿;然后,基于人类决策中的悲观主义准则,分析换道过程中周边车辆与主车可能产生的竞争行为,利用车头间距比和驾驶风格差异提出潜在竞争强度概念;其次,考虑环境稳定性对驾驶舒适性的影响,提出“速度伪距”“加速度伪距”概念,衡量换道后的环境稳定性;最后,结合引力理论建立以车辆横向速度为求解目标的综合竞争力换道决策模型。在模型标定中,筛选Ubiquitous Traffic Eyes开源数据集,得到非强制换道片段数据,利用蚁群算法标定模型参数。采用随机排列交叉验证方法进行验证,以正确率为模型精度和泛化能力的评价指标,并将其与传统模型进行对比。结果表明,将训练与验证比设置为72%∶28%、65%∶35%、57%∶43%和50%∶50%时,平均正确率区间为87.67%~90.34%,说明该模型具有较强的鲁棒性和可行性,相比于传统模型,本文模型具有更高的预测精度,可为自动驾驶环境下车辆的车道选择提供依据。

关键词：智能交通换道决策综合竞争力自动驾驶横向速度轨迹数据

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基于激光三维的道路裂缝识别方法研究

基于激光三维的道路裂缝识别方法研究

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作者：李玉龙重庆交通大学

学位级别：硕士

随着中国经济的增长和高速公路网络的形成,高速公路的使用寿命也在不断延长。由于交通负荷的不断增长和道路的自然老化,导致路面损坏日益严重,其中裂缝是最常见的一种病害形式,这种病害不仅会降低道路寿命,更重要的是可能会威胁到行车安... 详细信息

随着中国经济的增长和高速公路网络的形成,高速公路的使用寿命也在不断延长。由于交通负荷的不断增长和道路的自然老化,导致路面损坏日益严重,其中裂缝是最常见的一种病害形式,这种病害不仅会降低道路寿命,更重要的是可能会威胁到行车安全,因此,有效的路面裂缝检测技术受到了广泛关注。当前路面裂缝二维图像检测存在深度信息缺失、环境影响和视角依赖性等方面的缺陷,而随着三维激光扫描技术的进步,为道路裂缝的检测提供了一种高效、精确的新方法,这项技术能够快速地对路面进行高分辨率的三维成像,从而精确地识别和测量裂缝等病害。本文通过PCL点云库、Cloud Compare软件和MATLAB工具对路面裂缝点云的采集、点云预处理、点云裂缝的识别提取以及三维裂缝的分类进行了深入研究。主要研究内容如下:(1)针对路面点云数据的采集工作,对以下四种设备进行了对比研究:车辙检测分析仪、BJSD-T4型激光隧道断面检测仪、ZEB-Horizon激光扫描仪以及KSCAN-Magic复合式三维扫描仪。详细阐述了这些设备的基本性能参数、工作原理及其操作流程,并对前三种设备在点云数据采集过程中存在的缺陷进行了分析,最终选定KSCAN-Magic复合式三维扫描仪作为点云数据采集工具,并且成功获取了40组高质量的沥青路面裂缝点云数据。(2)为了在保留点云数据结构特征的同时有效去除噪声,采用了体素化滤波与移动最小二乘法的结合作为预处理阶段的核心算法。以load-33裂缝点云为例,体素化滤波前后点的数量分别为240,000个点和60,000个点,实现了约75%的数据压缩比;移动最小二乘法在每个点的局部邻域内拟合一个平滑曲面,以此来剔除噪声点和平滑数据。通过预处理的方法得到了体素化和移动最小二乘法后的点云各40组,为后续的裂缝识别与提取工作奠定了数据基础。(3)针对三维裂缝的提取,对经过体素化和移动最小二乘法预处理后的两种点云数据,提出了一种基于距离差异的裂缝识别方法。该方法通过随机抽样一致性(RANSAC)算法、半径滤波以及回溯算法等步骤识别裂缝主要结构。此外,考虑到路面点云的曲率属性,还引入了一种基于法向量的裂缝识别技术,通过法向量区域生长算法实现点云的有效聚类分割。本文把这两种方法得到的裂缝进行融合:首先利用点云的距离差异捕捉裂缝的主体结构,然后通过法向量区域生长技术精细化裂缝的底部和边缘区域。结果表明,本文融合算法检测裂缝可以达到91.87%的精确率、90.73%的召回率和91.30%的F值,并且对三种方法下提取的裂缝进行综合分析表明,该融合方法的三个指标可以保持在90%左右且具有较好的稳定性。(4)针对现有规范在深度和长度评价方面的不足,本研究提出了一套基于三维裂缝深度、宽度和长度的裂缝分类体系。首先,通过MATLAB对三维裂缝进行二维投影,得到了裂缝的长度、宽度及深度信息,并基于这三个数值从单一维度对裂缝的严重程度进行评估。然后,为了客观评估深度、宽度和长度对裂缝破损程度的影响大小,研究采用熵权法对裂缝深度、宽度和长度进行权重值的计算,得到了10组点云数据的深度、宽度和长度权重分别为0.46、0.32和0.22,全部40组裂缝点云的权重为0.44、0.32和0.24,得到了深度的影响最为关键,宽度次之,长度最小的结论,并且裂缝深度、宽度和长度的权重值是一个变量,其与样本数据有着密切联系,数据集大小的变化会导致相应权重发现变化。最后,通过加权平均的方法,将长度、宽度和深度的权重结果进行综合,以此进行裂缝损坏程度的综合评价。研究结果证明,所提出的裂缝分类方法能够有效地实现裂缝的分类,证明了该方法在裂缝破损程度中的准确性和实用价值。

关键词：路面裂缝三维激光点云点云滤波裂缝提取裂缝分类

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基于电涡流效应的二维位移传感器结构优化与实验研究

基于电涡流效应的二维位移传感器结构优化与实验研究

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作者：吴玉龙重庆理工大学

学位级别：硕士

我国在高端装备制造、芯片制造、工业自动化和航空航天等领域发展迅速,对精密位移测量技术及平面二维位移传感器的研制需求也愈加迫切。目前的平面二维测量方法主要分两种,单一传感器测量法和两个单自由度传感器组合测量法。单一传感器... 详细信息

我国在高端装备制造、芯片制造、工业自动化和航空航天等领域发展迅速,对精密位移测量技术及平面二维位移传感器的研制需求也愈加迫切。目前的平面二维测量方法主要分两种,单一传感器测量法和两个单自由度传感器组合测量法。单一传感器测量法只需使用一个传感器即可完成平面二维位移测量,如平面二维光栅、二维容栅和电感式二维位移传感器等。使用组合测量方法需要将两个一维传感器正交安装,该方法的二维测量系统结构复杂,且易引入阿贝误差。本文以电涡流式直线位移传感器为研究基础,对基于自感原理的电涡流式二维位移传感器进行优化设计,提出基于互感原理的电涡流式二维位移传感器,并开展相关的实验研究。本文主要研究内容如下:(1)结合法拉第电磁感应定律、安培定律和基尔霍夫定律等电磁学理论,讨论交变磁场或运动磁场下金属导体产生的电涡流现象及其反作用机理;根据电涡流效应的特征,研究电涡流效应下的激励线圈阻抗变化,并分析利用自感、互感方式测量横向位移的优劣;研究矩形激励下的涡流场密度分布,构建互感型线圈的位移测量模型和等效电路模型。(2)提出了一种基于互感原理的电涡流式平面二维位移传感器,采用同轴双层的传感线圈设计,提高了检测线圈的信号强度,改善了信号质量,降低了信号处理难度;设计一种将金属反射导体双列式排布的传感器结构,将X方向和Y方向的测量独立,解决传统的电涡流式二维位移传感器在不同方向的信号串扰、解耦复杂等问题;构建传感器测量模型,对电涡流式二维位移传感器结构进行仿真验证。(3)根据二维位移传感器的测量需要,设计相应的硬件电路,开发相关软件程序,制作传感器样机。硬件电路主要分为三个功能模块:产生激励信号、采集感应信号和传输数据。软件系统部分主要由两部分构成:采集、处理并转换信号的下位机系统,接收并分析数据的上位机系统。(4)搭建用于平面测量的实验平台并开展实验研究;对优化后的电涡流式二维位移传感器开展初步实验和精度实验,进一步验证该结构在二维测量上的可靠性和准确性。最终实验结果表明,优化后的传感器样机在100 mm×100 mm测量范围内,X、Y方向的误差峰峰值分别为45.24μm和39.85μm,测量精度较优化前提高约50%。

关键词：平面二维测量电涡流效应结构优化电气系统实验研究

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