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模糊PID变结构自适应算法在无人车转向电机矢量控制中的应用

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电机与控制学报 2024年第7期28卷 152-159页

作者：李建市潘世举娄静涛李永乐徐友春陆军军事交通学院军事交通运输研究所天津300161

针对无人车线控转向系统电机矢量控制问题,提出一种模糊PID变结构自适应控制算法。依据电机模型推导出滑模变结构控制的趋近律和控制律,为避免控制器设计过程中对系统参数的依赖,采用PID控制器替换滑模变结构控制中的等效控制量。使用... 详细信息

针对无人车线控转向系统电机矢量控制问题,提出一种模糊PID变结构自适应控制算法。依据电机模型推导出滑模变结构控制的趋近律和控制律,为避免控制器设计过程中对系统参数的依赖,采用PID控制器替换滑模变结构控制中的等效控制量。使用模糊方法分别对PID控制器的参数和趋近律参数进行动态调整,使其具备自适应能力以及降低或消除系统状态接近滑模面时的“抖振”现象。利用李雅普诺夫理论证明了本文方法的全局稳定性。仿真实验结果表明,无论系统在阶跃响应还是正弦响应工况下,模糊PID变结构自适应控制方法在系统响应速度和对负载波动的抑制方面都明显优于模糊PID方法和传统的滑模变结构方法。

关键词：无人车线控转向永磁同步电机模糊推理滑模控制矢量控制

基于平纵组合的山区高速公路连续下坡路段行车安全评价方法

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 78-90页

作者：张驰王茜茹向宇杰高艳阳冉光炯长安大学公路学院陕西西安710064 道路基础设施数字化教育部工程研究中心陕西西安710064 九江市交通运输局江西九江332018 四川智慧高速公路科技有限公司四川成都610094

受制于地理和经济条件,山区高速公路在建设中不可避免会存在连续下坡路段,其中平纵组合路段对车辆稳定性和安全性提出了更高的要求。为分析山区高速公路连续下坡平纵组合路段的行车安全,利用西南山区高速公路数据,以80 km/h的设计速度,... 详细信息

受制于地理和经济条件,山区高速公路在建设中不可避免会存在连续下坡路段,其中平纵组合路段对车辆稳定性和安全性提出了更高的要求。为分析山区高速公路连续下坡平纵组合路段的行车安全,利用西南山区高速公路数据,以80 km/h的设计速度,在连续下坡路段的不同位置、不同平纵组合工况构建了驾驶仿真实验。根据驾驶者的心理数据、车辆速度变化数据和横向偏移数据推出综合评价指标;将综合评价指标与平曲线半径和纵坡进行相关性分析;再通过累计频率图划分评价阈值;提出了基于平纵组合的连续下坡路段行车安全评价方法,并依托评价方法提出了连续下坡路段坡顶、坡中和坡底位置的平纵组合设计建议值;并以西南山区某高速公路为例对该评价方法进行了应用与验证。研究结果表明:该方法能为高速公路连续下坡路段的行车安全评价提供有效的参考依据。

关键词：道路工程高速公路连续下坡平纵组合行车安全评价方法

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电动汽车集中型充电站选址定容模型

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 204-212页

作者：杨亚璪宾涛重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点实验室重庆400074

针对充电和换电等单一模式的盲目建设,规划不集中带来的资源利用率低与部分充电需求得不到满足等问题,本文提出一种考虑充电和换电与移动充电的多种充电模式下集中型充电站选址与定容方法。首先,分析不同类型电动汽车的充电行为特性,模... 详细信息

针对充电和换电等单一模式的盲目建设,规划不集中带来的资源利用率低与部分充电需求得不到满足等问题,本文提出一种考虑充电和换电与移动充电的多种充电模式下集中型充电站选址与定容方法。首先,分析不同类型电动汽车的充电行为特性,模拟得到规划区域的充电需求分布;然后,基于最近距离原则采用排队论方法计算电动汽车充电损耗成本,优化移动充电设备自充电时刻,求得电动汽车自充电成本;最后,以集中型充电站建设维护成本、用户损失成本及设备自充电成本总和最小为目标建立选址定容模型,结合某城市部分实际道路网为研究区域,采用遗传算法求解模型,确定规划区域内集中型充电站建设数量、位置及不同设备的配置数量。结果表明:规划区域内建设8座集中型充电站总成本达到最低,充电需求车辆数量与充电功率变化对集中型充电站成本均有较大影响,且优化移动充电设备自充电调度管理,可降低集中型充电站高峰时期32.62%的电网负荷,提高了电网稳定性。

关键词：交通工程充电站选址定容遗传算法集中型充电站电动汽车移动充电

沂水县浅层地下水水化学特征及人体健康风险评估

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环境科学学报 2024年第3期44卷 177-188页

作者：李立伟许庆陈秀增李宜蓉临沂市沂水县环境监控中心临沂276400 沂水县交通运输局临沂276400

地下水是山东省沂水县及其周边地区饮用水和灌溉用水的主要来源.厘清地下水化学特征及其水质状况,对防止其恶化和区域性开发利用与保护具有十分重要的意义.本研究基于沂水县全域447个地下水样本的层次聚类分析,采用Piper三线图和Gibbs... 详细信息

地下水是山东省沂水县及其周边地区饮用水和灌溉用水的主要来源.厘清地下水化学特征及其水质状况,对防止其恶化和区域性开发利用与保护具有十分重要的意义.本研究基于沂水县全域447个地下水样本的层次聚类分析,采用Piper三线图和Gibbs图等图形方法揭示了研究区域地下水化学特征及其演变机制,并通过熵权水质指数(EWQI)对地下水水质进行了评估.结果表明,各聚类模块中地下水整体水质优良,符合国家饮用水水质标准.Na^(+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和F-的变异系数较大,且NH_(4)^(+)-N、SO_(4)^(2-)、F-以及Cl^(-)对地下水水质的贡献较大,约占55%.地下水水化学类型以HCO_(3)-Mg·Ca为主,影响地下水化学演变的主导因素为岩石风化和溶解.成人的健康风险结果显示,仅Cluster C和Cluster B中存在非致癌风险超过1.0(HI>1)的可接受限值的地下水样本,且其比例均低于20%(分别为18.84%和6.52%),而儿童的这一比例在Cluster C和Cluster B中也较高,且所有聚类模块中均存在HI>1的样本.地下水的非致癌风险在Cluster C和Cluster B中较高,且口服摄入是影响研究区成人和儿童健康风险的最重要途径.地下水水质评价和健康风险评估为区域地下水的可持续发展和污染防治提供了理论参考.

关键词：地下水水化学特征形成机制健康风险评估沂水县

基于随机参数Logit的中小城市居民出行方式选择建模

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吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 461-468页

作者：庄焱董春娇米雪玉张小雨王菁北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044 华北理工大学唐山市空地智慧交通重点实验室河北唐山063210

为了给中小城市交通规划与管理提供新思路和新方法,分析了中小城市居民出行特征,考虑居民出行方式选择的异质性,构建了基于随机参数Logit的中小城市居民出行选择模型,引入了对交通工具舒适性要求等心理潜变量因素,并采用反映潜变量与指... 详细信息

为了给中小城市交通规划与管理提供新思路和新方法,分析了中小城市居民出行特征,考虑居民出行方式选择的异质性,构建了基于随机参数Logit的中小城市居民出行选择模型,引入了对交通工具舒适性要求等心理潜变量因素,并采用反映潜变量与指标变量之间关系的结构方程模型标定了参数。结果表明,由结构方程标定潜变量的随机参数Logit模型预测准确率均高于95%,说明结构方程模型具有良好的参数标定效果,构建的随机参数Logit模型具有较好的拟合度。模型效用函数中,行车时间的系数为随机参数,与出行者的个人特征变量、出行特征变量和心理潜变量有关。其中,到公交站台的步行时间对出行效用的影响程度最大,每增加1单位,时间价值减少48元。此外,不同出行方式对行车时间的边际效用不同,超过45 min后,公交车的边际效用由增转减。可见,考虑个体心理潜变量等异质性的随机参数Logit模型能够刻画中小城市居民实际出行方式选择行为且对出行特征机理的解释性更强。

关键词：城市交通出行方式选择随机参数中小城市结构方程边际效应

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道路交通排放对周边环境影响的分析——以兰州市安宁区学府路为例

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环境工程技术学报 2024年第4期14卷 1225-1231页

作者：张启阳王花兰聂挺李若菡兰州交通大学交通运输学院

探究城市道路中机动车污染物的排放对周边环境的影响,对环境治理起着至关重要的作用。通常通过分析污染物的影响因素,来建立排放模型。根据研究尺度的不同,将应用较广泛的模型进行划分,并对模型原理、应用及存在不足等方面进行归纳和总... 详细信息

探究城市道路中机动车污染物的排放对周边环境的影响,对环境治理起着至关重要的作用。通常通过分析污染物的影响因素,来建立排放模型。根据研究尺度的不同,将应用较广泛的模型进行划分,并对模型原理、应用及存在不足等方面进行归纳和总结。为了探究学府路道路污染状况,选取COPERT模型进行污染物排放量的测算,并使用ANSYS软件模拟了道路交通排放对学府路周边环境的影响,得出了污染物地图。结果表明:学府路工作日内4项主要大气污染物NO_(2)、CO、PM_(2.5)、PM_(10)排放量分别为67.7、269.1、15.1和22.8 t。数量占10.0%的轻型货车排放贡献较大,分别占机动车NO_(2)和PM排放总量的50.5%和69.1%。通过模拟值与实测值的对比发现,COPERT模型对于中观尺度的研究具有较好的支撑。

关键词： COPERT模型大气污染物道路交通微环境排放扩散模拟机动车

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基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 157-165页

作者：赵东升赵鹏姚向明杨中平张伯男北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学电气工程学院北京100044

传统“三阶段”“四阶段”工况序列的列车操纵模式难以满足城市轨道交通复杂线路条件下的列车节能运行需求,本文提出一种基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化方法。将物理区间离散为多个等距离子区间,建立工况序列与子区间之间的映... 详细信息

传统“三阶段”“四阶段”工况序列的列车操纵模式难以满足城市轨道交通复杂线路条件下的列车节能运行需求,本文提出一种基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化方法。将物理区间离散为多个等距离子区间,建立工况序列与子区间之间的映射关系,以区间总牵引能耗和运行时间最小化为目标构建列车节能操纵策略多目标优化模型。为提高模型求解效率,改进非支配排序遗传算法的交叉算子和距离算子,通过离散仿真求解列车节能操纵策略集。以福州地铁1号线的两个典型区间为对象进行案例分析,结果表明,相比传统操纵模式,优化后列车牵引能耗平均降低约19%。本文方法通过合理选择算法参数能够有效构建适应不同线路条件的运行工况序列,生成秒级运行时间划分下的列车节能操纵策略集。

关键词：城市交通列车节能操纵多目标优化运行工况序列复杂运行环境

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多源数据融合驱动的城市快速路交通状态划分

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 213-220,231页

作者：谷远利杜恒陆文琦北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044 香港科技大学土木与环境工程系中国香港

为提升交通状态划分效果,本文提出一种基于负激励项的改进模糊C均值聚类(BNITFCM)交通状态划分模型。该模型在原有FCM(Fuzzy C-Means)模型基础上考虑了交通流样本点权重以及交通流参数权重对聚类效果的影响,并引入隶属度负激励项、交通... 详细信息

为提升交通状态划分效果,本文提出一种基于负激励项的改进模糊C均值聚类(BNITFCM)交通状态划分模型。该模型在原有FCM(Fuzzy C-Means)模型基础上考虑了交通流样本点权重以及交通流参数权重对聚类效果的影响,并引入隶属度负激励项、交通流权重负激励项、交通流样本点权重负激励项使聚类结果呈现类内高耦合、类间低耦合的特性。在此基础上,对样本点进行加权处理,用加权欧氏距离描述样本点之间的关系。通过拉格朗日乘子法得出模型的迭代公式并通过该迭代公式对模型进行求解。针对大多交通状态划分方法参数特征维度低的问题,本文以经过多源数据融合获得的速度、速度标准差、流量、密度和道路满载度构建高维特征输入。以数值仿真实验检验了BNIT-FCM模型在分类准确性方面的表现,结果表明,BNIT-FCM模型较FCM模型和改进模糊隶属度FCM模型(IFMD-FCM)的ARI(Adjusted Rand Index)分别提升了4.17%和3.56%。以深圳市北环大道卡口和浮动车数据的交通流为研究对象,实验结果表明,BNIT-FCM模型对比FCM模型以及IFMD-FCM模型的轮廓系数分别提升了4.12%和4.07%;同时,BNIT-FCM模型采用多源融合数据的速度及其标准差比单独采用卡口数据和单独采用浮动车数据的速度及其标准差的轮廓系数分别提升了29.67%和54.13%。

关键词：城市交通交通状态划分改进FCM聚类模型多源数据多维特征

基于时空双维度的公路交通基础设施与经济发展关系

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第4期44卷 119-129页

作者：郭琳刘浩志周育名莫振涛交通运输部规划研究院北京100028 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410014

为揭示省际视角下公路交通基础设施投入与区域国民生产总值(GDP)增长之间的关系,以湖南省14个市州2004~2022年的市级面板数据为例,构建了协整模型和空间计量模型,分析湖南省区域公路交通基础设施投入与经济发展的协整关系,以及基于多种... 详细信息

为揭示省际视角下公路交通基础设施投入与区域国民生产总值(GDP)增长之间的关系,以湖南省14个市州2004~2022年的市级面板数据为例,构建了协整模型和空间计量模型,分析湖南省区域公路交通基础设施投入与经济发展的协整关系,以及基于多种空间权重下的空间溢出效应,分析湖南省经济协调发展的影响因素。研究结果表明:在对面板数据的协整分析中发现,GDP与公路交通基础设施投入之间具有长期均衡稳定的关系,等级公路里程和公路交通基础设施投资对本区域的经济增长没有正向的促进作用;若忽略空间权重矩阵的作用,会放大交通基础设施投入对区域经济增长的贡献;全省区域内生产总值存在显著的空间自相关性,且在经济距离权重下的空间自相关性最为突出,但省内资源的过度集中造成了城市空间自相关性减弱的现象;在邻近空间矩阵Wij_cont和经济距离矩阵Eij_eco下,公路交通基础设施投入对经济增长的影响效应显著为负,这可能与省域内交通水平与经济发展的不均衡有关;在2种空间权重矩阵下,资本存量和劳动力水平均对经济发展有正向影响,且影响系数比重较大。研究结果可为中国中西部相似交通特点的地区提供参考,为合理确定区域公路交通基础设施的规划提供一定的依据。

关键词：交通工程公路交通基础设施区域经济协整模型空间计量模型空间溢出效应