新型轨道消防救援车模块化系统设计

为实现对各种复杂的轨道交通事故的有效救援,应对各种复杂的轨道交通事故,首先,通过文献检索,分析国内外现有轨道消防救援系统的现状及其发展趋势;然后,总结和剖析路轨两用车在山地城市轨道交通系统中的适用性及模块化改造的可行性;最后,提出一套适合山地城市轨道特点的新型轨道交通路轨两用消防救援系统。结果表明:路轨两用消防救援车符合轨道消防救援使用要求。系统采用高强度模块化以及装配式设计理念,配备有控制各种火灾工况的灭火及排烟系统、牵引绞盘、应急发电、医护用品等应急救援装备,能够针对性的应对密闭、浓烟环境下轨道事故救援工作,极大减少发生事故后造成的损失。

激光雷达与惯性测量单元同步融合下的园区三维建图

针对自动驾驶三维建图中存在的建图不准确以及位姿飘移的问题,利用激光雷达里程计消除惯性测量单元(Iner-tial Measurement Unit,nIMU)累计误差并通过IMU预积分去除激光雷达点云畸变,形成激光雷达与IMU的紧耦合建图系统;通过增加回环检测因子、激光雷达里程计因子以及IMU预积分因子进行后端图优化,旨在提升定位建图的全局一致性,减小位姿估计误差,降低累计漂移误差。最后,在学校园区实地场景以及利用开源数据集KITTI进行实验验证,实验表明,在选取的学校园区实地场景下,改进算法APE误差均值相较于原算法降低了11.04%,APE均方根误差较于原算法降低了17.35%;改进算法在KITTI数据集场景下平均APE误差下降了10.04%,均方误差方面相较于原算法平均下降了12.04%。研究结果表明,改进的建图方法能够有效提高建图的位姿估计精度与地图构建精度。

突发公共卫生事件下成渝城市群智慧化治理

突发公共卫生事件因成因复杂、种类多样、影响广泛等特点给城市群治理建设带来挑战。为解决成渝地区双城经济圈缺少行之有效的突发公共卫生事件预警与应急机制、公共卫生安全应急信息管理存在疏漏、突发公共卫生事件应急管理纵向链条过长、城市群社区智治水平有待提升、城市交通体系应对突发公共卫生事件能力不足等问题,构建成渝地区双城经济圈应急管理联动指挥机制,实现突发公共卫生事件管理智慧化,构建成渝一体化智慧城市政务系统,提高智慧城市群社区智治水平,实现基于新技术的智慧化交通治理等,从而不断提升成渝地区双城经济圈应对突发公共卫生事件的能力。

实时参数整定的无模型自适应控制算法及其在气体分馏装置的应用

现有无模型自适应控制(MFAC)算法中,4个模型参数λ,ρ,η,μ在控制过程中保持不变,导致伪偏导对控制进程影响小、算法自适应能弱等问题。利用径向基函数(RBF)神经网络,基于系统的输入和伪偏导,以期望输出与实时输出差值为训练误差的实时整定参数,提高了MFAC的自适应能力;进而提出了一种新的离散时间非线性系统紧格式动态线性化MFAC算法(简称BRF-MFAC算法),并通过非线性系统控制案例验证了RBF-MFAC良好的跟踪性能;将其应用于某炼油厂0.3 Mt/a气体分馏装置,相比现有MFAC算法,丙烯塔单输入单输出(SISO)系统丙烯产品纯度达标操作调整次数减少42.4%,多输入多输出(MIMO)系统丙烯产品纯度和产量达标操作调整次数减少78.0%。

基于改进YOLOv5s算法的隧道初期火灾检测模型

为提升公路隧道初期火灾的检出率与检测精度,考虑初期烟火特征量小且不易侦测的特点,提出一种基于改进YOLOv5s算法的公路隧道初期火灾检测模型。首先,在YOLOv5s特征检测层并入变压器预测头,在原有3个特征检测头的基础上新增第4个160×160尺度的特征检测头,以增强多尺度识别能力;同时,引入加权双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,用于融合高低层火焰和烟雾的语义信息;然后,采用完全交并比(CIoU)替换距离交并比(DIoU),并在置信度损失中采用Focal Loss改进YOLOv5s的损失函数,从而提升新模型整体的训练效果和检测精确度;最后,在真实隧道内开展初期火灾模拟试验,获取50000幅训练集样本,并结合2022年3月1日江苏镇江观音山隧道真实火灾视频数据,对比分析YOLOv5s-Opt和YOLOv5s算法模型。结果表明:YOLOv5s-Opt对初期火灾的平均检测精度达到90.38%,比YOLOv5s提高2.06%;对于同一段火灾实测视频,YOLOv5s-Opt的检出率比YOLOv5s高出3.63%。YOLOv5s-Opt算法模型更擅长初期火灾小目标的检测和识别,在检测精度和检出率方面更具有优势,检测效果明显,满足实际火灾检测需要。

基于异常声音的隧道交通事故检测方法

针对公路隧道内交通事故的动态感知问题,在传统检测方法的基础上引入声学检测理论与方法,研究基于异常声音检测的隧道交通事故智能检测方法。通过分析短时能量(short term energy,STE)和梅尔倒谱系数(Mel-scale frequency cepstral coefficients,MFCC)检测方法在事故段特征表征以及精度干扰方面的缺陷,提出1种改进的融合特征MFCCE研究隧道环境下的交通事故检测。提取STE和MFCC特征并使用主成分分析(principal component analysis,PCA)进行特征融合得到新的融合特征MFCCE。以真实行车事故数据为基础,构建包含刹车与碰撞声的2段隧道噪声实验样本数据,分别对应早高峰时段(07:00—08:00)及平峰时段(12:00-13:00)的行车条件对隧道内的事故环境进行模拟分析,利用端点检测对所提方法进行验证并与其余2种方法进行对比分析。使用Pearson简单相关系数法作为最终的评价方法,通过该方法计算得到的相关系数r对比三种检测结果与原始样本的正相关相性。实验结果表明:STE在平峰及早高峰时段的相关系数分别为0.933和0.988;MFCC在平峰及早高峰时段的相关系数均为0.998;而无论在平峰还是早高峰时段,MFCCE的相关系数(0.999)均高于另外其他2种检测方法。MFCCE的平均相关系数相比于其他2种检测方法(STE、MFCC)分别提高了3.95%和1.00%。

尖点突变理论在近邻交织区交通状态判别中的应用

为了提高近邻交织区的通行效率,探究近邻交织区交通流的运行状态及其变化规律,提出了一种结合尖点突变理论与高斯混合模型的自适应交通状态判别方法。该方法以快速路近邻交织区为研究对象,通过研究不同间距条件下平均速度和时间占有率的高斯混合分布,利用尖点突变理论剖析近邻交织区交通状态变化趋势,为交织区交通管控提供必要的理论与技术支撑。实验中选择重庆市海峡路与四公里互通处近邻交织区为例,以VISSIM交通仿真软件对实际调查数据进行仿真效果验证。实验结果表明:近邻交织区交通流在不同状态间转变时,存在一种临界状态,随近邻交织区不同间距变化,当近邻交织区间距小于150 m时临界拥挤流速度变化显著,大于150 m时趋于稳定;当近邻交织区间距小于200 m时临界拥挤流占有率变化显著,大于200 m时趋于稳定。研究成果对于近邻交织区的交通管控以及交通流研究都奠定了很强的理论基础。

视觉感知下的人工势场设计与避撞路径规划

针对智能车辆避撞超车的路径规划问题,提出一种基于单目视觉的人工势场设计方法。首先,采用随机采样一致算法求解车道线参数,并利用YOLO-3DBox算法获得前方车辆的位置信息;然后,结合车辆动力学和道路结构确定人工势场的关键参数,利用三角函数和指数函数构建用于路径规划的人工势场;最后,对直道和弯道2种道路工况下的路径规划效果进行仿真和试验验证。结果表明:利用单目视觉的图像信息能够有效构建虚拟人工势场,新路径规划算法考虑了直道和弯道工况下的道路边界和及车辆约束,能使被控车辆实现避撞和超车任务。

延迟焦化装置汽柴油重叠度对能耗的影响研究

延迟焦化装置产品汽柴油通常混合加氢精制,故馏分适当重叠,重叠度直接影响装置操作与用能。基于模拟软件PRO/Ⅱ,对装置分馏吸收稳定系统进行了全流程严格计算,发现重叠度增加基本不影响干气和蜡油产量,但液化石油气量小幅增加,汽柴油总量小幅下降;分馏塔中蜡油回流取热不受影响,但塔顶冷却负荷会部分转移到柴油回流,因此提高重叠度对装置用能总体有利;[火用]耗随重叠度增加先降后升,重叠度为7.1时,[火用]耗最低,重叠度为11.2时,节能效益最大,较当前脱空操作增效634.6万元/a。

全硫化型FHUDS-10催化剂的首次工业应用

介绍了全硫化型FHUDS-10催化剂在山东京博石油化工有限公司1.2 Mt a柴油加氢装置的首次工业应用情况。结果表明:与采用氧化态催化剂相比,采用全硫化型FHUDS-10催化剂的开工时间缩短约20 h;以直馏柴油和焦化汽柴油混合油为原料,在压力为7.4 MPa、入口温度为314℃、出口温度为364℃、主催化剂体积空速为0.85 h^(-1)的条件下对装置运行情况进行标定,所得精制柴油产品的多环芳烃质量分数为4.2%,硫质量分数为4.0μg g;装置稳定运行7个月以来,生产的精制柴油硫含量满足车用柴油国Ⅵ质量标准,说明全硫化型FHUDS-10催化剂具有良好的活性。

面向交通安全的隧道群云监测系统

传统的公路隧道管理系统存在管理独立分散、隧道各部位监测不够灵活、病害细节可视化程度较低等问题。针对以上问题,提出了一种面向交通安全的隧道群区域性联测联控理念。首先通过云数据库将众多隧道零散的监测数据整合到一起,实现隧道集群管理;其次设计了一种"分/合"式的分段方法以对隧道任意位置的病害进行监测;然后依托地理信息系统(GIS)地图并联合Java服务器页面(JSP)、CANVAS技术建立服务于路网交通安全的隧道群病害可视化监测平台;最后实时分析处理监测数据并对隧道安全状况进行分级预警,由此对路网交通安全作出评判。实验基于某一区域内的隧道病害数据集,结果表明所提系统实现了隧道集群管理、病害细节可视化和隧道安全分级等功能,同时,系统对路网交通安全也具备一定的预警能力。

面向交通信息产业的“新工科”人才培养模式与实践

信息技术的发展正日益深刻地改变着人类出行以及生活方式,需要更为专业的交通信息产业化人才以支撑这一新交通形态。结合"新工科"人才培养需要,通过构建实践教学、工程训练、学科竞赛、社会实践和创新创业活动"五位一体"的创新型工程人才培养体系,建立完善服务于后交通时代的新型教育教学模式,以培养"工程实践能力强、创新创业能力强、具备国际竞争力的高素质复合型交通信息化人才"为目标,推动"新工科+交通"的产业化人才培养探索与实践,以满足"双创"时代背景下对交通信息产业化发展的人才需求,支撑我国交通运输产业的良性发展。

智能网联环境下异质交通流基本图和稳定性分析

为研究人工驾驶车辆和智能网联车辆(CAVs)的混合运行对交通流产生的影响,以其基本图和稳定性为突破口研究提高异质交通流运行效率的关键技术与方法。选择全速度差模型(FVDM)作为人工驾驶车辆跟驰模型,将加州伯克利分校实车数据标定的协同自适应巡航控制(CACC)模型作为CAVs跟驰模型。建立了异质交通流基本图模型,研究了CACC车辆的混入对道路通行能力的影响;对比了不同人工驾驶模型对异质流通行能力产生的差异性。从大车-小车组成的传统异质交通流研究方法入手,利用跟驰模型建立人工-网联异质流的稳定性解析方法,并运用Matlab验证了不同CACC比例下的稳定性分析。结果表明:与人工驾驶交通流相比,CACC同质交通流的道路通行能力大约提升了95%;实验中选用不同人工驾驶模型对通行能力实验结果造成的差异不大。平衡态速度为15 m/s时,低比例CAVs(如低于20%)并不能改善交通流;当CAVs比例达到20%及以上时,异质流稳定性随着CAVs的比例增加逐渐呈现出稳定趋势;当CAVs比例达到70%以上时,异质流基本稳定。

城市道路交通多状态演化下的连续仿真技术研究

为实现交通多状态演化下的仿真连续性,解决多状态交通只能利用单状态交通进行多次仿真实现的问题,利用VISSIM仿真软件的二次开发接口,构建连续交通事件仿真中间件模型,将原本两个相关联的交通仿真事件进行联合驱动。利用C#与数据库进行VISSIM-COM二次开发,选用重庆市渝中区钢花路与柏华街交叉口的调查数据,对其“平时-拥堵-消散”的交通运行状态进行连续仿真验证。实验结果表明:连续仿真中会分别产生波速为-16.3 km/h和-7.47 km/h的交通波,且连续仿真与实际调查的平均延误、总延误、停车次数和平均速度在数据上更为接近,其差值分别为1.318 s、0.748 h、308次和0.647 km/h,相较于单次仿真,连续仿真与实际调查数据更为接近。

基于博弈论的无信号交叉口冲突消解方法

为解决无信号交叉口通行权冲突问题,以降低交叉口冲突率为目标,提出一种基于驾驶行为博弈的研究方法,以驾驶人车辆速度改变为策略,通过冲突点时间和避险行为影响计算驾驶人收益,软件模拟不同视距条件和车辆初始速度下的驾驶行为并计算收益,分析每次博弈的纳什均衡状态和冲突率变化,由纳什均衡状态逆向找出最优停车视距。研究结果表明:将实验路段停车视距由30 m调整为40 m后,无信号交叉口冲突率由原来的4.59%降低为优化后的2.35%,说明了该研究方法在无信号交叉口通行权冲突消解以及交通规划设计中应用的合理性。

基于红外热成像的隧道火焰检测技术研究

精准的火焰检测是有效避免火灾发生的关键,针对传统的火灾探测算法在公路隧道等大空间环境中存在及时性与准确性相互制约的问题,通过研究隧道火焰初期在图像中呈现的静态和动态特征,提出了一种基于红外热成像的公路隧道火灾初期火焰检测方法。利用温度阈值获取疑似火焰区域,根据红外图像在引导滤波器作用下降噪,同时利用区域增长法分割疑似火焰区域;从疑似区域中提取的特征值构成特征向量,进行数据归一化提高SVM收敛速度;利用人工蜂群算法优化参数。结果表明:ABC-SVM能够实现公路隧道火灾初期的火焰识别,检测正确率相较于RBF方法提升了2.26%,运行时间缩短了2.29 ms;检测正确率相较于SVM方法提升了0.87%,运行时间缩短了2.22 ms。本方法可以对初期隧道火灾进行快速、有效检测,并有良好的环境适用性。

一种识别重叠噪声的交通量检测算法

在传统的交通量检测中,短时能量法和短时平均幅度法存在无法识别重叠行车噪声段的问题,而提取与重叠信号相关的频谱视图(spectrum view,SV)作为重叠行车噪声段的特征有助于解决以上问题。针对以上问题进行研究,提出了一种基于SV特征的交通量检测算法。该算法首先对含有重叠行车噪声段的交通噪声进行滤波降噪;然后将交通噪声通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)以提取其SV特征,并对SV特征进行平滑处理;最后基于SV特征并以双门限判决原理为依托,对交通噪声进行端点检测并分离出重叠的行车噪声段。基于单车道、少流量路段的交通噪声数据集的实验表明,与传统方法相比,本文算法准确率提高了20%,从而验证了该算法的有效性。

站内有车影响下的公交车自主停靠轨迹规划方法

针对公共交通环境下公交车的自动安全停靠问题,考虑与站台几何结构拟合度、站台内有车影响以及行驶连续性等安全约束条件,采用非线性约束优化函数计算连续曲率的进站轨迹,构建了公交车自主停靠轨迹规划模型,分别利用Sigmoid函数、三次样条插值、反正切函数及改进的反正切函数对公交车受前车制约下的停靠轨迹进行仿真分析.实验结果显示:改进的反正切曲线的平均位差0.41,小于反正切曲线的平均位差0.52,远小于Sigmoid曲线的平均位差1.49、三次样条插值的平均位差1.05.因此,在停靠站内有车的情况下,利用改进的反正切函数进行公交车自主停靠路径规划优于其他3种方法,其规划的轨迹曲线更加平滑,便于乘客上下车,并提高了车辆的运行效率.

融合时域和分水岭信息的车辆检测算法

在实时视频图像车辆目标检测时,为了克服行进中车辆背景噪声和阴影带来的准确率低、漏检率高等问题,提出一种时空融合和内外标记的分水岭车辆检测算法。通过相邻视频三帧差法得到的时域运动变化信息结合Canny算子得到的边缘图像相结合,得到时域掩模图像。利用文中提出的基于二次重构、内外区域标记、梯度修正的分水岭空域算法对运动区域及其周围区域进行分割,解决了一般分水岭算法的过分割现象。将得到的结果进行投影,以提高运动状态下车辆的检测精度。实验结果表明,在车辆背景噪声和阴影的影响下,该算法的检测效果仍然较好,车辆漏检率降低到4.90%,算法的准确性、鲁棒性和适应性较好。

交织区多车道协同自适应控制方法

为了提升交织区的通行效率,提出了一种基于不同车道复杂度的多车道协同自适应控制优化方法,该方法考虑多路合流交织区信号周期长、渠化复杂、冲突频繁等运行特征,制定了分车道自适应信号灯控制策略,在交织区复杂度算法的基础上建立基于定向渠化的车道复杂度模型。以最小总延误为目标,利用不同车道复杂度、排队长度等约束条件建立了多车道协同自适应优化模型,并利用BP神经网络求解最小总延误下的最优控制方案。以重庆市“黄花园大桥—石黄隧道”桥隧结合部的三路合流交织区为实验对象,以高峰小时交通量调查数据为依据,利用Matlab与Vissim对不同信号灯控制方案进行优化对比分析,实验结果表明,19种不同控制方案中,P3S12(3相位控制方案12)最优,其总延误降低了27%,优于其他18种控制方案,不同时段流量状态下分车道自适应控制总延误比现行控制方案平均降低了69%。本文方法能够显著的降低交织区的延误,比现状控制方案延误结果更优。