基于改进遗传算法的车车直接通信毫米波喇叭天线研究

现有车载天线不适用毫米波通信系统,因此亟须研究适用于车车通信系统的毫米波天线。首先,对比现有喇叭天线的特点,确定圆锥喇叭天线为车载天线,通过等效源法求得天线的远场辐射方向图,根据设计要求确定天线的中心频率和增益;其次,基于传统经验公式和电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,得到天线的特性参数,通过仿真结果对比得到喇叭天线的开口直径和波导尺寸对天线电压反射系数的影响;最后,利用改进遗传算法对天线进行结构优化,使得波导尺寸和开口直径参数达到最优。结果表明:在天线主频率下,优化后的天线增益为22.2 dB,电压驻波比为1.01,并有较好的方向性,满足车车直接通信系统中车载天线具有较高增益和较强端射能力的要求。

基于Dinkelbach-Quadratic算法的高速铁路通信能效优化功率分配研究

为了提高高速铁路通信能量效率,提出一种基于Dinkelbach-Quadratic变换的迭代算法来解决高速铁路通信下行链路的功率分配问题。通过在小区内部署远程天线单元构建高速铁路通信分布式天线系统模型,基于完美信道状态信息(CSI)和列车内接入点反馈的最小速率要求建立能效优化模型;基于所建立的非凸优化模型,采用Dinkelbach变换将分数形式的非线性规划问题转换为求差形式;利用Quadratic变换特性对目标函数进一步展开;采用交替迭代的方法完成能效最优的功率分配。仿真结果表明:所提算法在满足最小传输速率和最大发射功率的同时,可以兼顾系统能量效率和频谱效率;随着发射天线数量和接收中继数量的增加,系统性能也有明显提升,相比传统算法系统的能效和频谱效率至少提升5%。

具有未知时变参数城轨列车的精准停车鲁棒控制

列车运行情况复杂多变,使得列车质量、基本运行阻力及线路状况等参数难以精确获得且随着列车运行存在明显的时变特性。列车模型参数的不确定性和时变特性会对列车的精准停车性能产生重要的影响。在动车组多质点动力学模型的基础上,根据Lyapunov再设计方法设计了一种非线性列车鲁棒控制器。该控制器将系统中的不确定性因素视为等价干扰,并设计相应的鲁棒补偿项。根据参数的先验区间,设计的鲁棒补偿项能够抑制模型估计误差,使得列车的位置和速度跟踪误差快速收敛,最终实现精准停车的控制目标;同时,也证明了系统的最终一致有界稳定性。最后,选取城市轨道交通场景进行仿真验证,仿真结果表明:本文提出的控制方法在列车模型参数未知且时变情景下也能实现对期望停车曲线的快速、精确追踪,表现出较强的鲁棒特性。

计及动力部分损失的动车组精准停车自适应模糊控制

列车执行器未知故障引起的动力部分损失、列车模型参数不确定和未知外界干扰可能会造成停车精度降低进而影响运行效率,为解决上述问题影响下的动车组速度跟踪和精准停车问题,考虑设计一种输入饱和的自适应控制方案。首先,考虑列车的非线性,建立执行器复合故障下的多质点列车动力学模型,使用存在有界逼近误差的光滑非线性函数来逼近饱和函数,并根据中值定理将非仿射系统转换为仿射系统。其次,基于动车组故障模型,结合自适应模糊逻辑系统和反步法设计一种不需要执行器故障信息的自适应模糊容错控制器,利用自适应模糊逻辑系统逼近系统中未知外部干扰、模型不确定项等系统函数,并通过使用范数估计方法使得每个模糊逻辑系统只需要一个自适应参数,降低系统自适应更新律的复杂度。然后,根据李雅普诺夫稳定性定理证明闭环系统所有信号均有界,并且通过选取适当的控制器参数可保证跟踪误差收敛到原点附近任意小的邻域内。最后,选取CRH5型动车组作为控制对象进行仿真试验。仿真数据显示:控制器可以确保动车组平稳运行,同时使得最终停车误差在±0.5 cm以内,并且控制输入始终在受限范围内。仿真结果说明所设计的控制器可以在执行器复合故障和输入饱和同时存在的情况下完成预期控制目标并有效抑制外界干扰与模型不确定的影响。

基于摄像头识别路径的智能车系统设计

为实现智能车路径自主识别,设计一种路径识别系统.针对采集信息量大、对外界干扰噪点处理不完善的缺点,利用自适应动态阈值图像处理算法对采集的信息进行还原、滤波,计算出最佳路径.系统中硬件设计通过摄像头采集道路信息,以MK60N512VLQ100(K60)为核心控制器,并使用Bluetooth无线通信技术进行在线调试.在线测试结果表明,自适应动态阈值图像处理算法在智能车路径识别中具有明显的优势,通过该算法对图像进行有效的处理,可以增加智能车对路径的跟随性能.

T2T和T2G混合网络中的功率分配算法

现有功率分配算法大多基于理想信道状态信息(CSI)实现性能优化,在列车对列车(T2T)双移动端通信场景中并不适用.针对城市轨道交通系统T2T和车地(T2G)混合网络场景,引入CSI反馈延时,研究非理想状态时仍可保障通信质量的功率分配算法.考虑单蜂窝用户复用单T2T用户对情况,以T2G用户传输速率总和最大化为优化目标,构建多约束条件下的功率分配模型.首先,根据分步思想将非凸模型简化为最优分配功率计算和最佳复用用户匹配2个子模型;其次,利用线性规划分析可行域内目标函数的最优解及最优值,并通过二分法求解最优分配功率;最后,筛选出可行复用对集合后,利用匈牙利算法进行二分图匹配.仿真结果表明:该算法兼顾城市轨道交通系统中T2T通信中断概率约束和T2G用户传输速率,且可实现1.0 ms内的CSI反馈延时.

基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析

高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析是保证列车安全、高效运行的技术手段之一。抽象出胶济线GSM-R网络结构,利用故障树分析法,根据各个网络节点的可靠度,计算出整个系统的可靠度。胶济线GSM-R网络覆盖采用单网交织冗余覆盖方案,铁路沿线基站设置的比较密集,根据故障树定量分析法,求出顶事件发生概率的近似值,根据某厂家提供的相关产品参数,得到GSM-R网络主要单元节点的可靠度预测值。

一种基于模糊逻辑的CTCS-3级列控系统越区切换算法

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统中,越区切换是保证列车运行的安全、提高运营质量的关键技术之一.在系统分析GSM-R通信网络在越区切换中的信号传输过程以及每个过程时延的基础上,提出了基于提高运营时间的两种改良建议.重点研究了一种基于模糊逻辑技术的改进快速切换算法,并通过具体数据分析了算法性能.研究表明,此算法可以大大降低切换时延且不会增加运营时间,是一种适合CTCS-3级列控系统的较好切换算法.

基于模糊逻辑算法的GSM-R越区切换算法

GSM-R网络的越区切换是实现GSM-R网络不间断通信的核心技术之一,由越区切换时延造成的掉话约占总掉话数的40%,且通信质量低.在系统分析GSM-R网络的信号传输过程以及时延成因基础上,提出基于模糊逻辑算法的GSM-R网络越区切换算法,以提高切换速度、降低切换时延并提升GSM-R网络的通信质量.仿真结果表明,该算法可以有效地降低切换时延及掉话率,提高了系统的通话质量.

基于MCGS与PLC的道岔融雪监控系统的研究

道岔融雪监控系统采用MCGS(Monitorand Control Generated System,简称MCGS)与PLC相结合的方法实现对道岔自动化、智能化的加热管理.本文使用MCGS组态软件技术进行上位机组态设计,实现参数设置、数据查询、控制模式选择等人机交互功能,系统选用PLC作为下位机进行设计实现系统的自动化管理.

CSD在GSM的网络保密通信中的应用

随着GSM网络的通信技术已经成熟,信息数据的保密成为十分重要的问题。本文主要讨论了保密通信的概念、密钥管理方式,描述了一种利用CSD信道来实现GSM手机中的数字加密通信方式。

基于MIMO通信注水功率分配算法的信道容量研究

在城市轨道交通车辆段场景下,列车的通信需求巨大。针对传统城轨车地通信网络分配资源时未考虑接收端信道状态信息的问题,设计了一种多输入多输出通信注水功率分配算法。首先,分析城轨中基于长期演进的分布式控制系统车地通信网络结构和资源分配模式;其次,基于实际通信需求建立优化模型,利用拉格朗日乘子法求解注水算法的最优分配功率;最后,建立多输入多输出通信注水功率分配算法的通信模型,并推导其信道容量以及功率分配值。仿真结果表明:相比等功率分配算法,注水算法可以明显提高城轨车地通信网络的信道容量,且具有更小的误比特率;多输入多输出通信注水功率分配算法能够进一步提升信道容量,但当信噪比达到一定值后,这种增益逐渐逼近等功率分配算法的信道容量;考虑列车的实际结构,设计可选用的最佳收、发天线组合为4发4收。

我国经济欠发达地区城市交通问题分析及改善策略

文章基于经济欠发达地区的城市,通过分析其存在的主要问题,以解决问题和城市发展为目的,提出改善交通问题的策略,旨在为经济欠发达的城市在解决交通问题方面提供一定的参考。最后以西和县为例,说明了理论方法的可行性。

RIS辅助高铁毫米波通信的信道估计算法

为了解决高铁毫米波无线通信信道估计导频成本过高等问题,提出一种利用可重构智能表面(RIS)辅助的毫米波通信系统信道估计方案。在该方案中,首先利用卡尔曼滤波器(KF)对信道进行预测,基于高铁毫米波信道前后时刻的相关性得到信道状态信息(CSI)的估计值;其次,基于正交匹配追踪(OMP)算法对高铁毫米波稀疏信道进行恢复,得到RIS的最佳反射矩阵;最后在数据传输阶段,根据最佳反射矩阵调整RIS的幅度和相位来控制无线传输环境,从而提升高铁毫米波无线通信信道的传输性能。仿真结果表明,与传统的最小二乘(LS)算法、最小均方误差(MMSE)算法、OMP算法相比,KF-OMP算法在时变信道中表现出更优越的性能。

基于虚拟同步发电机控制的光/储/燃料电池微电网能量管理

为提高微电网自主参与电网运行和管理的能力,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)控制的光/储/燃料电池微电网。针对逆变器VSG控制与前级分布式电源及附加储能单元的协调配合问题,以储能荷电状态(SOC)为依据,分别设计了光伏和燃料电池VSG的能量管理策略,使微电网响应电网需求参与一次调频且提供惯性的同时,实现了光伏发电的最大功率输出、燃料电池发电的燃料平衡调节以及储能单元SOC的安全可控。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,验证了所提能量管理方案能够实现VSG控制与分布式电源及储能的协调配合,在并/离网下都能保证微电网安全可靠运行。

改进的遗传算法在Canny算子阈值选取中的应用

Canny算子因其信噪比高、定位准确以及单边响应的优势,常常用于图像的边缘检测,而双阈值检测中阈值的选取会影响图像边缘提取的效果,为了获得边缘检测的最佳阈值,引入了一种改进的遗传算法.该方法从遗传算子和操作策略两个方面对基本遗传算法作出改进,重点设计了种群进化的适应度函数,使用该方法确定图像边缘连接的最佳阈值,以获得图像的边缘检测效果图.仿真结果表明:采用改进的遗传算法确定的阈值所得到的图像,边缘细节丰富,定位准确.

流动务工妇女艾滋病访谈式教育干预效果评价

目的:评价面对面访谈式干预对流动务工妇女进行艾滋病健康教育的效果,探索对特殊人群进行公共卫生干预的策略及措施。方法:分层整群抽取兰州市3所高校学生作为干预者,由其对所在地流动务工妇女以面对面访谈形式进行艾滋病相关知识的宣教。被干预者在干预前后分别填写统一问卷。结果:干预后干预对象对艾滋病基本知识、传播途径的正确认知均有提高;面对面访谈形式的接受率由干预前31.3%上升为干预后的75·6%(P<0.05);94·4%的干预对象表示要将学到的知识传授给他人。结论:流动务工妇女对面对面访谈式干预接受率高,干预有效。

基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略

模块化多电平换流器的子模块电容电压均衡是其稳定运行的关键,传统电容电压均衡策略计算量大,器件平均开关频率高。提出一种基于变基准值比较的电容电压优化均衡控制策略,由最近电平逼近调制计算出当前投入模块的数目,并根据投入模块个数调节基准值,以此基准值为分界点将子模块电容电压序列分为两组,采用随机置乱算法对组内元素排序,根据桥臂电流方向,确定组间排序先后次序,最终确定投入模块信息。同时,通过电容电压优化函数选取合适的电容电压允许偏差阈值及调节因子,实现对器件平均开关频率和电容电压一致性的优化控制;在MATLAB/Simulink中搭建基于MMC的三相逆变器仿真模型,验证所提策略在取得良好均压效果的前提下,降低计算量,同时降低器件平均开关频率。

论我国森林保护的现状及对策

我国是世界上林业有害生物发生危害严重的国家之一。做好森林保护工作已成为保护我国森林资源．维护生态安全的一项长期而艰巨的任务。本文就我国森林保护的现状进行分析，并进一步提出解决的对策。