An Automatic System of Vehicle Number-Plate Recognition Based on Neural Networks

This paper presents an automatic system of vehicle number-plate recognition based on neural networks. In this system, location of number-plate and recognition of characters in number-plate can be automatically completed. Pixel colors of Number-plate area are classified using neural network, then color features are extracted by analyzing scanning lines of the cross-section of number-plate. It takes full use of number-plate color features to locate number-plate. Characters in number-plate can be effectively recognized using the neural networks. Experimental results show that the correct rate of number-plate location is close to 100%, and the time of number-plate location is less than 1 second. Moreover, recognition rate of characters is improved due to the known number-plate type. It is also observed that this system is not sensitive to variations of weather, illumination and vehicle speed. In addition, and also the size of number-plate need not to be known in prior. This system is of crucial significance to apply and spread the automatic system of vehicle number-plate recognition.

Numerical Research on The Stability of Launching Devices During Firing

An important problem in studying the sloped rocket launch is to determine the oscillations and their effects on the initial conditions of the rocket path.This phenomenon influences the stability of the launching device and the firing precision.It is assumed that the launching device and the moving rocket form a complex oscillating system that join together into a sum of rigid bodies bound by elastic elements(the vehicle chassis,the tilting platform and the rockets in the containers).The calculations of the launching device oscillations during the launch by numerical methods are presented.

地铁列车刨削式防爬吸能结构冲击力平稳行为参数优化

为提升地铁列车在碰撞过程的平稳性和耐撞性,提出一种刨削式吸能防爬器。该吸能结构因其抗偏载能力强,结构紧凑等优点被广泛应用于地铁列车的端部吸能结构中。以某型地铁列车的刨削式防爬器为研究对象,使用有限元仿真的方式建立该吸能结构的对称简化模型,并结合台车冲击的试验数据验证有限元模型的准确性;通过数值仿真的方式,将刨刀前角(α)、刨刀后角(β)、刨刀宽度(w)和刨削深度(d)作为输入变量,以总吸能量(E_(A))和吸能阶段的平均刨削力(M_(PF))为耐撞性指标,以样本方差(S^(2))作为考核参照,通过全因子法对输入变量进行参数化分析;在此基础上,利用径向基函数构建代理模型,并采用多目标遗传算法(MOGA)对该吸能结构的主要设计参数进行优化设计,以确定结构参数的最佳的配置方案。研究结果表明:在该型刨削式防爬吸能结构的主要设计尺寸参数中,β对E_(A)、M_(PF)以及S^(2)的影响均不明显;α对MPF、E_(A)呈负相关,同时与S^(2)呈正相关;w和d对E_(A)与M_(PF)呈正相关、与S^(2)呈负相关;通过优化设计得到的吸能结构的最优的参数设计方案中:d为3.94 mm;α为7.78°,w为34 mm;最优设计方案的E_(A)提高了5.91%,M_(PF)提高了5.89%,S^(2)降低了45.4%,耐撞性与平稳性得到了提高。研究结果可为地铁列车刨削式防爬吸能结构的设计提供工程参考。

基于空中回收的运载火箭尾舱挂取方案设计及仿真分析

运载火箭空中回收的挂取过程是整个回收过程中最关键的环节之一。针对运载火箭尾舱空中挂取的全流程,开展了将直升机作为回收平台的钩取装置设计,主要包括拉力传感器、过载保护装置、减载装置以及末端的执行机构。翼伞和减速伞从火箭尾舱的底部弹出,挂取装置可通过挂取翼伞顶部的牵顶伞实现对回收体的挂取操作。通过对挂取过程的仿真分析可以看出,回收体的质量增大时,过载显著增加,而当翼伞的收伞时间增加时,减载效果明显。

基于全频谱共享的三维轨迹和功率优化方法

当前蜂窝系统频谱资源极度短缺,免授权频谱因而被建议在蜂窝系统中使用。无人机(UAV)的飞行轨迹和功率控制对频谱利用效率有重大影响。然而,基于频谱共享的3维轨迹和功率优化方法却鲜少研究。为此,该文首先提出一种全频谱共享方法,即无人机通过控制上行蜂窝用户和设备到设备(D2D)用户的发射功率,在不影响WiFi设备正常传输的前提下使用免授权频谱;同时无人机也能够在不影响其他下行蜂窝用户的前提下使用授权频谱。然后基于提出的全频谱共享方法,该文构建了无人机电池能量约束下的3维飞行轨迹和发射功率的联合优化问题。为了求解提出的复杂多变量耦合的非凸优化问题,该文采用块坐标下降和连续凸逼近方法将原问题转化为3维轨迹优化和功率控制两个凸优化子问题并迭代求解。大量仿真结果证明提出的基于3维轨迹和功率优化的全频谱共享方法能够显著提高频谱利用效率。

地铁列车脱轨防护装置方案

[目的]在自然灾害、车辆或轨道关键部件失效、外部冲击等不可预知的复杂状态下,地铁列车仍有可能会发生脱轨。因此,对列车被动脱轨防护装置方案的研究十分必要。[方法]建立地铁列车多体系统动力学非线性仿真模型,采用典型的车轮踏面外形和典型钢轨外形匹配,根据地铁列车运行的线路特点,提出地铁列车脱轨防护装置的三种方案,对其进行了低速运行条件下的脱轨工况仿真。针对仿真结果,综合考虑防二次爬轨脱轨的效果、安装部位的强度,以及脱轨后铁轨与脱轨防护装置发生碰撞而对车辆造成的损害,提出了在构架下端安装防脱轨横向止挡作为脱轨防护装置的方案。针对该地铁列车脱轨防护装置,进行了动力学仿真分析,并与无防护装置工况进行对比。[结果及结论]地铁列车脱轨防护装置具有明显的防脱轨效果,且具有一定的可行性。地铁列车脱轨防护装置动态包络线符合某地铁线路的限界要求,不会影响列车正常行驶,可以进行工程应用。

车用液氢气瓶快充过程数值研究

车用液氢气瓶加注过程中,因加注速度快且气瓶容积小,极易造成过充现象,导致安全事故发生。针对设有气包防过充装置的车载液氢气瓶建立三维对称模型,采用CFD方法对气瓶快速加注过程开展数值仿真。分析了开孔孔径、加注速率、初始充满率和防过充装置容积对防过充装置性能的影响规律。结果表明:开孔孔径是影响防过充装置性能的主要因素,其限制了液体的流通能力;采用6 mm孔径和初始充装量为50%的状况下,充装结束后气瓶都将过充,最大充装率可达98.4%;采用大容积的防过充装置可以为气瓶预留更多的气相安全空间,但同时也会导致充装量不足等问题,当防过充装置容积为100 L时,最终充装量仅有77.2%。

无人机辅助蜂窝网络的模式选择与资源优化

研究了无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)与蜂窝网络共存下的无线通信资源分配和优化方案。为了提高网络频谱利用率,无人机用户以全双工(FD,full duplex)或半双工(HD,half duplex)设备对设备(D2D,device-to-device)技术复用蜂窝频谱资源接入网络。此外,构造了一个联合接入控制、模式选择、功率控制和资源分配优化问题最大化网络的整体吞吐量,并保证无人机用户和地面蜂窝用户的服务质量要求。为解决这个问题,首先利用凸优化的第一阶段方法分别对全双工和半双工两种设备对设备模式进行接入控制和可行性判定。然后,对可接入无人机用户对使用凸凹过程(CCCP,convex and concave procedure)迭代算法求解功率控制问题。利用该局部最优值,原优化问题可以简化为加权最大化问题。最后,通过库恩-芒克斯(KM,Kuhn-Munrkes)算法对最优信道资源进行匹配,获得系统的全局最优吞吐量值。数值结果表明,所提方案能显著提高系统性能。

具有软启动功能的EMI直流滤波器设计

宽禁带半导体器件的应用使电动汽车的电机驱动系统更加小型化和轻量化,但也引发了更为严重的电磁干扰,使得驱动系统的可靠性面临严峻挑战。为此,以24 V/2 A的EMI直流滤波器为例,通过噪声源、滤波器原理及阻抗影响的分析,依据插入损耗指标进行滤波器参数设计。同时,考虑到整车启动时刻的启动冲击,加入软启动电路,进一步提高电动汽车驱动系统可靠性。实验测试验证了滤波器的电磁干扰抑制效果和软启动性能,证明了滤波器设计的可行性和有效性。

一种新型多旋翼无人机着舰装置及安全边界评估方法

[目的]为解决旋翼无人机在海上无人平台应用时的自主安全着舰问题,开展旋翼无人机着舰装置及其安全评估方法研究。[方法]以多旋翼无人机为对象,基于“鱼叉–格栅”式助降装置原理,设计一种新型的“V形足–网”式着舰装置。建立无人机和甲板的多刚体动力学模型,通过ADAMS在不同横摇幅值和周期条件下开展着舰过程仿真,得到无人机着舰的姿态变化过程、着舰临界周期和稳定时间。[结果]仿真结果显示,相比普通着舰装置,“V形足–网”装置具备更高的对接冗余度,可适应更小的横摇周期和更大的横摇幅值,并可更快达到姿态稳定。[结论]研究表明,所设计的装置相比普通装置安全性更优异,通过仿真得到的装置安全边界,可为无人机着舰控制提供参考依据,进而提高无人机在海上平台的自主着舰可靠性。

车载一体化配料装置上臂架结构优化设计研究

以某重点项目的车载一体化配料装置上臂架为研究对象,针对其轻量化、稳定性好、翻转可靠的性能要求,对其进行结构拓扑优化及尺寸优化。根据优化后的结果确定了臂架侧面腹杆以及底面连杆的具体布局和截面尺寸参数,然后把优化结果和实际市场主流尺寸规格相结合重新构建上臂架模型。最后数值分析表明:在保证上臂架力学特性的前提下,该优化方法减重147kg,节约了21%的材料,满足轻量化要求,最大变形量降低6mm,增强了结构的稳定性,最终实现优化的目标。

智能消毒治疗车的设计

通过对医院医用器械的使用情况进行调研,发现目前传统的治疗车不仅工作效率低下,而且还可能增加院内感染的风险,已经难以满足医院的使用需求。为了解决上述问题,在传统治疗车的基础上,设计了一款智能消毒治疗车。首先,设计了该智能消毒治疗车的总体机械结构,包括紫外线消毒装置、内部结构框架、外壳和抽屉传动装置;其次,对标准件同步轮同步带机构和滚动轴承进行了设计计算和选型;然后,利用有限元分析软件对关键零部件轴承座进行了强度分析,保证了关键零部件的稳定性;最后,设计制作了该智能消毒治疗车的样机和模型,并进行了试验验证,结果表明,该智能消毒治疗车能够有效地杀灭病毒及避免交叉感染,具有较好的应用前景。

北京地铁首都机场线车辆紧急制动安全监控装置的设计及验证

[目的]为降低摩擦制动损耗,确保电制动参与下的紧急制动性能,北京地铁首都机场线车辆设置一种基于两级紧急制动控制的安全监控装置,对车辆的紧急制动过程进行管理。[方法]从其控制方法出发,阐述了该装置两级紧急制动控制模式的切换方法。该装置设置多路速度采集通道实时监测多路轴速,计算车辆的运行速度、制动加速度和制动距离。建立车辆的紧急制动控制模型,评估车辆的紧急制动性能,控制牵引或制动系统施加紧急制动。在车辆紧急制动时,该装置控制车辆牵引和制动系统优先施加Ⅰ级紧急制动;当车辆的Ⅰ级紧急制动性能不满足要求时,该装置通过切换发送至牵引和制动系统的紧急制动指令,切换紧急制动的施加方式,控制车辆施加Ⅱ级紧急制动。[结果及结论]现场试验及装车运营检验结果表明,在车速为40 km/h条件下,该装置的制动加速度判据值平均值为1.26 m/s^(2)左右,实际制动加速度平均值为1.27 m/s^(2)左右,计算模型符合车辆紧急制动的实际状态,制动性能满足制动加速度要求,能在保证紧急制动性能的前提下充分发挥车辆电制动能力,减少了车辆制动系统摩擦副磨耗,降低了车辆擦轮风险,提升了车辆的可用性。

车辆发动机管理系统线缆强电磁脉冲耦合与防护仿真研究

强电磁脉冲可通过外部线缆耦合进入车辆发动机管理系统(EMS)内,造成发动机管理系统设备干扰甚至损伤,电磁防护组件可为车辆EMS防护设计提供支撑。以车辆EMS为研究对象,综合考虑EMS设备及其外部连接线缆,建立EMS设备电磁仿真模型,对不同长度线缆的端口耦合特性及EMS金属壳体表面感应电流进行了仿真研究。基于防护电路仿真,设计了一种应用于车辆EMS设备的电磁防护组件。仿真结果表明,该防护组件能将5 kV的电磁脉冲限制在最高峰值幅度为18 V以内,防护效能达到48 dB,将其加装于EMS线缆接口处可有效提高强电磁环境下的可靠性,对于车辆平台控制系统的电磁防护设计具有一定的参考意义。

计及电动汽车共享储能特性的园区柔性资源低碳运行控制方法

在“双碳”背景下,园区作为节能降碳的主力军,需进一步降低碳排放量,提高能源利用效率。提出了一种计及电动汽车共享储能特性的园区低碳运行控制模型。首先,引入阶梯式碳交易机制,计算节点动态碳排放因子,并将电动汽车减排量纳入碳配额;然后,在源侧引入地源热泵,通过电-热转换,满足园区热负荷需求;在荷侧,考虑电动汽车共享储能特性,建立电动汽车共享储能模型;最后,考虑碳交易成本、购电成本、响应补贴成本等,以运行成本最小为目标建立园区低碳运行优化模型,并采用优化软件CPLEX进行求解。仿真结果表明:考虑电动汽车共享储能特性并采用改进阶梯式碳交易机制,能够有效降低园区运行成本,减少园区碳排放,验证了所提算法的经济性和低碳性。

含电动汽车的虚拟电厂经济优化调度分析

针对虚拟电厂(VPP)中固定的储能设备会降低储能容量变化的灵活性,提出了对VPP的风电、光伏、燃气轮机和储能系统进行统一协调调度,并将电动汽车作为可控的移动储能装置参与VPP各部分的调度。首先,建立了含电动汽车的VPP经济优化调度模型;其次,引入鲸鱼优化算法优化VPP各时段各部分的出力。实例仿真结果:所建立的调度模型预测的风力、光伏发电出力误差分别为10.28%和6.32%,误差较低,表明加入电动汽车参与VPP的优化调度使VPP具有良好的经济性;同时,风力、光伏发电出力偏差值同电动汽车和储能电池的出力大致相等,表明将电动汽车加入VPP参与调度并与储能电池配合可以提高VPP储能容量变化的灵活性和提高电网的稳定性。

高速铁路大跨度连续斜拉桥上梁端一体化装置性能研究

目前大跨度斜拉桥上铺设无缝线路,梁端处需设置梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器以降低钢轨产生较大的附加应力,但此结构无法协调较大的梁轨相对位移,应用范围有限。为此,提出了一种梁端一体化装置结构,能适用于较大的梁缝伸缩情况且伸缩阻力较小,经过现场应用效果良好。针对时速350 km下高速列车能够平稳通过大跨度斜拉桥无缝线路梁端的要求,建立了相关三维梁端车-线-桥耦合模型,确定了轮轨接触关系,验证该结构在大跨度斜拉桥下对于高速列车平稳运行的适用性。结果表明:温度和梁端转角作用下钢轨会产生一定变形,钢轨垂向变形大于横向变形,最大垂向位移达到15.71 mm。对比仅施加德国低干扰不平顺谱,叠加温度或梁端转角变形后行车过程中的梁端一体化装置动力响应增大,且对钢枕振动垂向加速度的影响较为明显,从38.92 m·s^(-2)上升至48.69 m·s^(-2),增加25.1%。相比之下,极限拉伸状态比极限压缩状态下行车过程中的梁端一体化装置结构响应大,钢枕垂向加速度从40.64 m·s^(-2)上升至62.39 m·s^(-2),增加53.5%,应在高温拉伸状态下对梁端一体化装置性能进行定期检测。梁端一体化装置在以上工况下的响应均满足标准规范要求,本研究可为其在列车高速运行通过大跨度斜拉桥梁端时的铺设提供参考。

基于动力源分类的无人机起飞方式综述

无人机的起飞方式在作战中是个关键因素,决定了无人机作战的灵活性、机动性和高效性等。随着科技的发展,无人机的起飞方式已由最初的滑跑起飞更新换代至多种多样。对无人机起飞方式进行了研究,根据动力源不同将无人机起飞方式分为势能膨胀力作为动力源起飞、电磁力作为动力源起飞、气体反冲力作为动力源起飞和人力作为动力源起飞4大类。对每种无人机起飞方式的工作原理和优缺点进行了详细阐释并列举出了相应的无人机型号,对无人机起飞技术的发展趋势进行了展望。

运载火箭静力试验加载装置结构拓扑优化设计

针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓朴。根据优化结果确定主承力结构及可减重部分,采用最小二乘法对结构不规则边界进行曲面拟合以提高其工艺性。最终承载1 500 t轴压的加载装置单个减重19.7%,结构应力和变形减小且分布更为均匀。本研究对于飞行器结构力学试验高承载部件的设计具有参考意义和实用价值。