考虑起降安全的无人机血液运输路径规划

针对使用无人机进行血液运输的路径规划问题,以无人机运输总距离最小为目标,建立多约束无人机血液运输路径规划模型。考虑无人机起降平台数量受限情况下的无人机连续起降安全时间间隔,设计无人机起飞顺序调度策略,以减少无人机完成运输的总耗时,并提出一种基于帝国改革的帝国竞争算法求解该问题。该算法引入正弦扰动策略、增加帝国改革阶段来提高算法的搜索精度,使用与解质量相关的接受准则以保持种群的多样性。利用基准算例和无人机运输血液实例进行验证,结果表明,所提算法可为无人机血液运输任务提供满足各项约束,且没有无人机起降冲突的运输方案;无人机起飞顺序调度策略,可有效减少无人机实际完成任务的总耗时。

考虑信息年龄的无人机辅助智能交通系统计算卸载优化

该文考虑无人机(UAV)交通监测与移动边缘计算(MEC)技术结合的智能交通系统。为了保障系统中数据时效性并且降低系统能耗,提出计及信息年龄(AoI)的UAV计算卸载优化方法。首先,建立UAV辅助的MEC系统模型,允许MEC服务器缓存常用的应用程序并为UAV提供计算卸载,以支持UAV执行交通监测任务。通过联合优化UAV任务卸载决策、UAV上下行通信带宽分配以及被卸载任务的计算资源分配,最小化所有UAV与MEC服务器的总能耗,同时满足AoI与资源容量等约束条件。其次,系统能耗最小化问题是混合整数非凸优化问题,因此采用离散化和线性化手段,快速获得问题的近似最优解,并设计离散点生成算法来调节近似误差。最后,仿真结果表明,即使对于大型的非凸问题,所提方法也能够快速得到近似最优解,并且可以在不同的任务场景中满足AoI等约束条件,最大限度降低系统能耗。仿真结果验证了所提方法的有效性。

城市物流无人机起飞时刻排序问题研究

文中基于动态优先级计算了无人机起飞的时刻及起飞顺序.选取货物价值、收货点距离和最晚收货时间作为影响排序的主要因素,根据熵权法判断不同影响因素对物流订单优先级的影响程度,结合模糊聚类与三维优先级表调度规则判定物流订单的任务优先水平.并根据订单优先级设定延误成本系数,以最小总延误成本为目标构建物流无人机起飞时刻排序模型;提出相应的改进遗传算法对模型进行求解.数值仿真实验结果表明:所提方法可以安全高效地安排无人机起飞队列顺序,降低无人机配送的总延误成本.

无人机辅助智能交通系统中基于C-DQN的信息年龄最小化研究

无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)由于高机动性和低运营成本的优势,有望在未来智能交通系统(Intelligent Transportation System, ITS)中被部署为车辆数据收集器。为了保证所采集数据的时效性,以信息年龄(Age of Information, AoI)来衡量无人机从车辆接收到的数据的新鲜度。因此,提出一种基于信息年龄最小化的无人机辅助智能交通系统方案,通过联合优化无人机轨迹和无人机与车辆的关联策略,最小化所有车辆的信息年龄加权和。将该优化问题建模为一个马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP),并采用Curiosity-Driven Deep Q-learning Network(C-DQN)算法来求解。大量仿真结果表明,该算法在探索能力和收益性能方面优于传统Deep Q-learning Network(DQN)算法。

立体交通系统通感算一体化关键技术

以无人机、智能网联汽车、道路基础设施等空地平台为载体的立体交通系统是智慧城市综合交通在6G网络中发展的前沿方向。随着海量无线通信终端、智能传感器等物理设备与交通运输环境、载运工具和道路基础设施深度融合,立体交通系统对通信感知的需求日益增长;然而,当前系统的发展受网络体系结构、通信资源、计算资源和感知能力的制约,其信息交互与综合处理能力亟待协同提高。另一方面,通信感知与边缘计算一体化(ISACEC)技术发展及其在空地协同网络中应用,为立体交通系统演进提供了新的推动力。面向立体交通系统应用场景,总结了ISAC-EC技术发展与应用现状,然后构建了空对地、地对空通信感知联合优化模型,给出了通信波束和雷达波束联合设计的关键技术思路;最后,针对典型应用场景开展仿真实验,结果展现了通感算一体化关键技术在立体交通系统中的应用潜力和优势,可为系统发展建设提供指导。

城市低空物流无人机飞行计划预先调配

针对城市环境下物流无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)飞行计划调配问题,以UAV运输成本和延误成本最小为目标,建立多约束物流UAV飞行计划预先调配模型。考虑货物类型优先级、物流公司优先级和配送时间优先级提出综合优先级,设计了基于综合优先级的飞行计划预先调配算法求解。以校园配送为仿真环境进行验证,模型和算法能够生成无冲突的飞行时刻表,实现飞行计划预先差异化调配。实验结果表明,综合优先级调配与传统任务优先调配、先到先服务调配相比,每条飞行计划的成本分别降低了21.69%和26.58%;当综合优先级权重组合为0.2、0.4和0.4时,每条飞行计划的成本最低为5.42元,调配结果最佳。

Railway Transport Infrastructure Monitoring by UAVs and Satellites

Improving the rail transport security requires development and implementation of neoteric monitoring and control facilities in conditions of increasing speed and intensity of the train movement and high level of terrorist threat. Use of Earth remote sensing (ERS), permitting to obtain information from large areas with a sufficiently high resolution, can provide significant assistance in solving the mentioned problems. This paper discusses the possibility of using various means of remote sensing such as satellites and unmanned aerial vehicles (UAV), also known as drones, for receiving information in different ranges of the electromagnetic spectrum. The paper states that joint using of both these means gives new possibilities in improving railroad security.

自由空域下多旋翼无人机安全间隔标定方法

为确保低空空域内无人机的运行安全,考虑多旋翼无人机的特点,提出一种自由空域下多旋翼无人机安全间隔标定方法。首先,以无人机机体圆柱的最小外接球作为无人机的碰撞盒,利用无人机的位置信息、速度信息和位置误差信息,基于三维高斯分布假设,建立无人机空中碰撞概率模型;然后,根据自由空域的特点,提出基于最大碰撞概率的无人机安全间隔标定方法。以经纬M600 Pro无人机为例,将5%最大碰撞概率作为安全目标水平,使用该方法得到的最小安全间隔分别为:纵向间隔16 m,横向间隔11 m,垂直间隔6 m。据此,可为多旋翼无人机安全间隔标准的制定提供理论依据。

基于切比雪夫分解算法的实时无人飞机交通监控巡航路径规划

将无人飞机技术引入到道路监控当中,以提高交通监控的灵活性和响应速度。针对道路突发交通事故、路段坍塌、交通拥挤等情形,交通监控目标的数量和分布会发生动态变化,此时需要协同地面车辆和无人飞机的监控分工关系,动态规划无人飞机巡航路径。首先,建立了无人飞机交通监控巡航路径多目标优化模型,该模型考虑了无人飞机巡航与地面车辆巡查的协同关系以及监控成本,优化目标包括无人飞机-车辆的协调性最好、无人飞机的巡航距离最小。接着,设计了基于分解策略的多目标优化算法,该算法包括切比雪夫分解策略、无人飞机可行路径染色体的生成、子路径的划分、交叉、变异等操作,采用帕累托最优确定最优解。最后,开展了案例分析。结果表明,与3种多目标优化算法相比,提出的算法可以求出无人飞机巡航路径的最优解,算法的时间复杂度显著降低,平均计算时间下降了50%以上,解的质量也有一定程度的提升,这表明提出的方法可用于实时无人飞机交通监控巡航路径优化研究。

浅谈无人机在山地光伏发电项目施工物料运输中的应用

针对山地光伏发电项目施工物料运输的难题,笔者结合工程实例,探讨无人机在山地光伏发电项目建设物料运输中的应用,分析了采用无人机运输的可行性,并与人工搬运方式对比分析工作效率和经济效益,总结采用无人机运输的优势及注意事项。结果表明:采用无人机运输方式,可提高工作效率,降低施工运输成本。该研究可为山地光伏发电项目施工运输方式的选择提供借鉴。

基于无人机视频采集的车辆驾驶行为分析实验设计

将无人机视频数据采集应用于车辆驾驶行为分析实验设计中。实验设计了无人机性能学习、无人机操作学习、视频数据采集、视频数据处理以及车辆驾驶行为分析等环节。该实验的目的是使学生掌握先进的数据采集和应用工具,深入了解车辆驾驶行为特征,为今后从事驾驶行为研究和智慧交通建设工作奠定基础。

双绳驱动空中机械臂协同搬运控制研究

为解决双绳驱动空中机械臂协同搬运时的接触控制问题,提出了一种基于非奇异快速终端滑模的阻抗控制策略。首先,考虑绳驱动机制的柔性效应,建立计及关节柔性的双机协同系统动力学模型,并推导出任务空间内的阻抗方程。然后,设计协同阻抗控制策略,借助非奇异快速终端滑模面来加快系统状态量的收敛速度,利用幂次函数削弱输出力矩抖振效应。同时,在Lyapunov框架下分析了所设计控制器的稳定性。最后,通过控制器性能比较仿真和协同搬运仿真对所提控制策略的有效性进行了验证。结果表明,所提控制器响应速度快、控制精度高及稳定性好,能够有效抑制系统抖振。

基于航拍视频构建风险指数的交织区拥堵识别方法

为了实时识别快速路交织区拥堵瓶颈的形成及其诱发因素,基于无人机航拍视频构建车辆轨迹数据,提出一种融合交通流不稳定性分析的交织区拥堵识别方法。识别方法由车辆轨迹提取、扰动感知模型和拥堵风险指数构建3个阶段构成。首先,通过YOLOv4(You Only Look Once,Version 4)网络训练航拍小目标权重检测俯拍车辆,关联外观与运动特征以跟踪车辆轨迹,从而提取无人机航拍视频中的精细车辆轨迹。然后,通过提取车辆微观速度、变道、冲突信息建立车速扰动和变道交织扰动感知模型。最后,采用熵值法结合扰动信息与平均车速构建归一化的拥堵风险指数,根据交织流的拥堵风险指数识别拥堵。本文采集广州大桥数据进行案例分析与测试验证。研究结果表明:学习了小目标特征的网络在航拍场景测试的误检率和少检率均低于5%,所提取的车辆轨迹连续稳定;在交织区拥堵识别评价中,本文方法的F1值达到97.85%,明显优于基本参数识别方法,在各路段中具有较高的识别准确度和算法鲁棒性;相比平均速度指标,所提出的拥堵风险指数能够更精细灵敏地反映短时和局部的拥堵,并能够从平均车速、个体车速差异和变道交织3个维度中识别多种因素引起的交织区交通瓶颈。研究结果可为城市重点路段交通诱导与优化提供技术基础。

无人机航拍建模技术在交通工程施工中的应用

传统交通工程施工中数据采集和空间信息管理任务繁重,随着交通需求的增长,施工效率成为管理挑战。无人机航拍建模技术能够利用遥感和图像处理,高效获取地理信息,支持工程监测。文章旨在探讨无人机航拍建模技术在交通工程施工中的应用及其优势,分析了无人机航拍技术的基本原理、施工应用、优势,并通过案例对效果进行验证。

高含硫气田集输管道数字化安全管控技术探讨与研究

高含硫气田开采过程中存在如自然灾害、腐蚀、设备故障和第三方破坏等安全风险。为了有效管控这些风险,通过多年的实践和探索,构建了高含硫气田集输管道的“三位一体”智能管控技术体系,包括地下管控、地面管控和空中管控。其中,针对腐蚀问题,提出了综合防腐工艺技术和腐蚀监测技术;针对泄漏问题,建立了分布式光纤安全预警系统;针对地质灾害问题,建立了地质灾害评价体系和监测系统;同时,还借助无人机技术实现了应急联动和巡检。通过这些技术,实现了泄漏和突发事件的及时管控和预警,提升管道安全稳定运行能力,对于高含硫气田的数字化安全管控具有重要的价值和意义。

客运索道设计理论及其应用研究 Ⅰ.我国客运索道现状与福建省客运索道开发研究

对我国客运索道的发展历史进行扼要总结 ,分析与评述国内客运索道的生产现状 ,结合福建省具体情况 。

环境因子对贝类累积溶解态重金属的影响

对溶解态重金属的吸收是贝类累积重金属的重要来源之一,易受到生物因素和非生物因素的影响。综述溶解氧、温度、空气预暴露、化学物质预暴露等环境因子,诱导的机体代谢过程的改变,对溶解态重金属的累积和转运过程的影响。强调了贝类对溶解态重金属的转运除了被动转运之外,还涉及到需要ATP供能的主动转运过程。

航空弹药动态调运决策优化建模与仿真研究

针对航空弹药调运决策问题,综合考虑战场实时交通状况和敌方攻击等不确定性因素以及各航空弹药保障部门之间的协同作用,将道路交通状况和敌方攻击情况转化为路段通行时间参数,基于多源时间最短路径问题以及Floyd-Warshall算法对模型进行求解,得到了航空弹药最优运输路径以及参与调配的储存点组合。通过作战环境中航空弹药调运问题的仿真研究,将航空弹药动态调运决策模型与传统的模型进行了对比分析,发现动态调运决策模型可以根据作战情况及时调整调运决策,能够为作战提供更加可靠的保障。

航空运输业排放环境影响评估研究

利用ICAO发动机排放数据库构建了航空运输业排放环境外部成本测算模型,并选取首都国际机场等6个国际机场作为实证研究的对象,测算了其2008年排放产生的环境外部成本,可以看出中国机场普遍存在着显著的排放环境外部成本。同时,针对中国航空运输业的发展现状,提出了通过实施排放权交易制度将中国航空运输业环境外部成本内部化的政策建议。研究成果可用于中国航空运输业排放环境外部成本的测算和治理。

输电线路无人机巡检地面测控站及运输保障系统设计

针对无人机巡检工作的需要,设计了无人机巡检地面测控站及运输保障系统,实现无人机巡检工作全程监控和无人机的安全可靠运输;介绍了输电线路无人机巡检系统总体方案,包括系统结构和硬件组成,对地面测控站及运输保障系统在设计上的基本要求进行了阐述。在地面测控站及运输保障系统的具体设计上,对设备选型、空间设计、电磁兼容、安全性等方面进行了综合考虑,以满足输电线路无人机巡检的特殊要求,确保输电线路无人机巡检工作能够安全、可靠进行。