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面向CPS的高速公路凝冰短时预测与主动式防冰控制被引量：2: 2017年; 针对影响中国高速公路行车安全与运营效率的冰雪冻雨气象灾害,基于信息物理系统(CPS)理论,设计了面向高速公路路表凝冰短时预测与主动式防冰控制的CPS模型.不同于传统的事后处置方式,该CPS可以通过主动预测和预先处置手段,防止冰雪灾害发生或降低其危害程度.围绕该CPS模型,提出了其信息世界的路表凝冰短时预测算法,并设计了相应的主动式防冰控制策略.其中,凝冰短时预测算法基于热力学理论建模空气温度和路表温度的耦合变化关系,并从凝冰事件的发生可能性及强度两个方面对预测的凝冰风险进行描述;防冰控制策略主要针对一款自研的以喷撒融雪剂方式防冰融冰的CPS物理世界装置,根据凝冰风险的可能性及强度分量远程控制该装置按照一定的模式进行工作.基于实测数据的实验分析以及针对实际路段的示范应用表明:该CPS具有较精确的凝冰预测精度,30min内的平均预测误差约为±0.2℃;融冰处置可以覆盖高速公路车道约3/4的有效行车区域,能够事先避免凝冰或积雪形成或主动降低其危害,因此在我国高速公路的信息化与效率提升建设当中具有较高的实用价值.; 张昌利孟颖温立民李鹏超; 关键词：交通工程高速公路信息物理融合系统

基于监控视频的高速公路能见度检测方法及系统被引量：5: 2018年; 针对我国高速公路能见度天气的全面检测与预警处置的迫切需求,提出了一种基于监控视频的高速公路能见度检测方法.该方法从监控摄像头提取固定距离参照物的图像,根据图像的灰度失真状况计算能见度值,并通过数据融合的手段对多监控摄像头计算结果进行综合;并设计和开发了一款能见度监测与预警处置信息化系统,利用获取的实时能见度数据,从局部现场和宏观路网两个方面支撑能见度预警、应急处置、交通流调控、信息发布等智能交通业务.实验分析结果表明,该能见度计算方法的平均检测误差为13.4%,能够满足我国高速公路能见度检测的精度和计算性能要求;本文方法及系统可以充分复用高速公路沿线广泛架设的视频监控机电系统,可应用于我国高速公路的运营管理及效率提升等工作中.; 张昌利孟颖李鹏超孙婷; 关键词：交通工程高速公路图像处理数据融合

低成本小型化冲击检测系统的模糊补偿算法: 2017年; 在振动和冲击信号测试领域,压电类传感器常搭配ICA104电荷放大器构成低成本微小型的检测系统。针对该低成本小型化冲击检测系统存在响应速度有延迟,响应幅值有衰减并且存在其他干扰,其动态特性难以满足实时检测等问题,提出一种基于模糊控制理论的模糊自适应PID补偿算法。该算法利用改进隶属函数分布的模糊规则,对不断变化的系统偏差及其变化率进行推算,实现对P,I,D三个参数的在线自修正,以保证该算法能够适应系统自身或外界变化,始终以最优的状态对该系统进行补偿。实验结果表明,该算法能够较好地跟踪校准信号,补偿后的系统幅值响应提高了14.7%,响应起始时间提前了0.4 ms,峰值时间减少了0.21 ms,调节时间缩短了3.8 ms,从而达到对系统补偿的目的,优化了检测系统的实时性和跟踪精度等动态特性。; 王天琪郑宾付巍宋雪健孟颖; 关键词：模糊自适应PID 动态特性

振动控制系统中振动测量结果的不确定度评定与系统改进被引量：2: 2016年; 针对一种小型振动主动控制系统对振动测量结果不确定度的指标要求,设计并搭建了以压电加速度传感器和微型电荷放大器为主的微型振动检测试验系统,建立了测量结果不确定度评定的数学模型,深入研究了系统重复性测量、压电加速度传感器等测量装置本身、温度等外部环境以及安装因素等九个不确定度来源,并参考ISO 16063—11:1999标准和JJF1059.1—2012的规定,评定了微型振动检测试验系统的振动测量频率和幅值的不确定度。结果表明:振动检测系统测量频率和幅值的不确定度(k=2)分别为3.070%和0.338%,符合指标要求,证明了该系统的设计合理、可行;能够用于小型振动主动控制系统的研制。此外,作出了系统测量结果各类不确定度及分量的分布直方图;对比分析后,针对测量结果不确定度的影响因素,提出了改进振动检测系统的方法,为今后进一步提高同类振动检测系统测量结果的准确度与可信度,提供了可靠的依据与有效的措施。; 王天琪郑宾宋雪健孟颖; 关键词：振动测量不确定度评定

面向公路主动式防冰处置的行业信息物理系统被引量：1: 2017年; 针对面向智能交通的行业信息物理系统(CPS),以公路冰雪灾害防治作为应用目标,基于信息物理融合理论设计了公路主动式防冰处置的CPS模型,形成由一系列跨越信息世界、物理世界的节点相互耦合而成的巨型分布式反馈控制系统。围绕该CPS模型,提出了基于热力学规律的路面温度短时预测算法,并基于风险理论设计了主动式防冰控制策略。对实测数据的实验分析和实际路段的系统应用表明,由于在预测算法中考虑了空气温度与路面温度的耦合变化关系,该CPS具有较高的预测精度,30min的平均路面温度预测误差约为±0.2℃;该CPS的融冰处置能够覆盖高速公路约3/4的有效行车区域,可以预先避免凝冰和积雪的形成或是主动降低其危害性。; 孙婷张昌利孟颖李鹏超; 关键词：信息物理融合系统热平衡方程

基于导向滤波优化暗原色先验的公路能见度检测方法被引量：3: 2018年; 针对中国交通领域的能见度实时监测问题,通过复用公路沿线密集布设的监控摄像头,提出了一种以暗原色先验理论为基础的公路能见度检测方法。该方法针对析取的监控视频帧,通过改进的暗原色先验图像处理方法获取视频帧中特定位置的空气透射率,然后按照摄像头架设的几何参数及大气光学理论推导相应的道路能见距离。与传统的暗原色先验方法不同,现采用导向滤波对暗原色先验的空气透射率计算进行优化,可以获得更加符合真实图像的透射率结果。实验分析结果表明,该能见度计算方法可行,能见度检测结果具有较高的准确度,因此可用于解决公路能见度检测和交通安全预警等问题。; 张昌利孟颖李鹏超揣锦华; 关键词：交通工程

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孟颖