本期目录

• 2018年 第9卷 第2期
  刊出日期：2018-06-30 上一期    下一期
  综述与展望

  智能网联交通技术发展现状及趋势

  冉 斌，谭华春，张 健，曲 栩

  2018, 9(2):  119-130.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.001

  摘要 ( 585 )   PDF (1754KB) ( 3389 )  

         综述了智能网联交通技术发展现状及趋势。智能网联交通系统的技术体系架构是一个集车辆自动化、网络互联化和系统集成化三维于一体的高新技术发展架构。其关键技术模块包括感知模块、融合预测模块、规划模块和控制模块等4 个关键部分。智能网联交通系统提出从“ 普通的车、聪明的路”，或者说是“聪明的系统”起步，逐步发展到“聪明的车、聪明的路”的高级阶段，其对提高道路通效率、改善交通安全、节约能源等均具有积极意义。建设与发展智能网联交通系统具有重要意义，为了更好地发展智能网联交通系统，需要明确各相关政府部门的定位和作用。

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  中美儿童安全座椅产品的召回与易用性评价

  肖凌云，李少鹏，董红磊，周 勇，赵大鹏，胡文浩，张金换

  2018, 9(2):  131-140.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.002

  摘要 ( 176 )   PDF (1646KB) ( 350 )  

         正确使用无缺陷的儿童安全座椅( 并称为儿童乘员约束系统，CRS)，可降低在交通事故中儿童伤亡率。作者开展了中国儿童安全座椅使用情况问卷调研，对比分析了中美两国的CRS 使用率和误使用情况、CRS 易用性评价体系2010—2017 年间 CRS 召回数据和召回实施情况。结果表明：在中国5 大城市中儿童安全座椅的使用率仅占20.9%，远低于美国；而误使用率在80%以上，高于美国。中国的儿童座椅易用性评价指标和方法，更符合中国市场特征以及中国用户的使用习惯。美国儿童安全座椅的召回数量远远大于中国，召回监管的力度也大于中国。因而作者建议：中国政府应加强儿童安全座椅的国家立法和消费者宣传；儿童安全座椅行业应完善易用性评价，加大缺陷产品的召回力度，提升产品质量，保障儿童乘车安全。

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  汽车安全

  自动驾驶汽车控制系统参数辨识与学习（英文）

  王乐一，殷 刚，赵广亮，李升波，徐 彪，李克强

  2018, 9(2):  141-148.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.003

  摘要 ( 226 )   PDF (1736KB) ( 253 )  

         针对自动驾驶汽车在行驶过程中会遇到随时间和交通环境变化的不确定性，须对自动驾驶系统参数进行辨识和学习。通过获取闭环状态下的系统行为和学习数据驱动下的系统参数，可极大提升系统辨识可靠性和稳定性。本文对自动驾驶车辆跟车的典型场景，综合考虑车辆控制和动力学特性，构建了基于车辆运行数据和置信椭圆的系统参数辨识的学习算法，提升系统辨识的可靠性和鲁棒性。结果表明提出的参数辨识和学习方法可准确估计车辆参数。

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  用于材料本构参数识别的特殊三维数字图像相关方法

  张中亚，潘 兵

  2018, 9(2):  149-155.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.004

  摘要 ( 132 )   PDF (2334KB) ( 399 )  

         用虚场方法(VFM) 识别材料本构参数时，为了得到准确的结果，提出了一种易实现且有效的“特殊三维数字图像相关(SS-DIC)”方法。将三维数字图像相关测试系统中左相机正对被测物体、右相机斜对被测物体进行全场变形测试。用铝合金试件纯剪切试验，验证了本文提出方法的有效性。结果表明：基于SS-DIC 的VFM识别结果的精度( 弹性模量和Poisson 比相对误差均小于4%) 优于基于两维DIC 的参数识别结果（弹性模量和Poisson 比相对误差均大于6%）。该方法既保证了全场变形测试结果不受试验中试件离面位移和离面转动的影响，又能直接获得在空间上均匀分布的变形信息，参数识别时数据处理简单。

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  基于机器视觉与信息共享的交叉路口交通安全预警

  朱淑亮，于 涛，李 峻

  2018, 9(2):  156-163.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.005

  摘要 ( 197 )   PDF (2193KB) ( 756 )  

         为提高道路交叉路口车辆及行人的通行安全性，提出了一种基于机器视觉与信息共享的全局域内的人车安全预警系统。该系统分为路侧设备和车载设备，通过路侧摄像机获取全路口实时视频图像，应用机器视觉技术解算车辆和行人的运动状态，通过计算碰撞时间预测监控目标继续通行的安全程度，路侧设备向危险车辆精准传递报警信息。预警系统向危险行驶车辆精准传递报警信息。对预警系统中的目标检测及运动分析进行了仿真和测试。试验表明：该预警方案在车辆检测、运动分析和安全预测方面在给定测试条件下具有可行性。

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  基于熵权灰色关联和 D-S 证据理论的疲劳驾驶险态辨识

  屈 贤，余 烽，赵 悦

  2018, 9(2):  164-170.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.006

  摘要 ( 190 )   PDF (1584KB) ( 235 )  

        为解决驾驶员疲劳驾驶险态辨识的复杂不确定性问题，提出了一种疲劳驾驶行为状态辨识方法。该方法基于熵权灰色关联和Dempster-Shafer (D-S) 证据理论，兼顾处理了不同指标的综合性与标识目标的不确定性。利用熵权理论计算指标权重，运用灰色关联分析法，确定各指标的不确定信度，构建不同目标的Mass 函数；基于D-S 证据理论的Dempster 证据合成法则，融合Mass 函数，实现驾驶员疲劳驾驶行为险态辨识；运用面部视频的专家评价判断方法检验辨识方法。试验结果表明：该方法在高速工况下识别精度达91.25%。因而，与基于单传感器的检测方法相比，有效提高了驾驶行为辨识的准确性、可靠性。

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  基于差动制动的车辆侧翻稳定性控制的数字仿真

  赵树恩，张 雄

  2018, 9(2):  171-177.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.007

  摘要 ( 155 )   PDF (4571KB) ( 402 )  

         为提高重型商用车在高速转弯行驶中抗侧翻能力，提出融合动态载荷转移率和车辆横摆角速度的差动制动防侧翻主动控制策略。建立包含车辆侧向、横摆和侧倾运动的3 自由度侧翻动力学模型。以载荷转移率(LTR) 和车辆横摆角速度为侧翻动态稳定因子，运用线性二次型最优控制理论，采用TruckSim 与 Matlab / Simulink，对高速鱼钩工况和双移线工况进行联合数字仿真。结果表明：采用该策略后，侧向加速度改善6.75%，横向载荷改善33%；达到侧翻极限时，传统车最终发生侧翻。因而，该策略可提高重型车辆的防侧翻控制能力和高速激转工况下车辆的横向稳定性。

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  跌落工况下的人体腰椎损伤风险的几种影响因素

  王心怡，刘晓颖，陈 聪，唐 亮，王东林

  2018, 9(2):  178-185.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.008

  摘要 ( 212 )   PDF (2718KB) ( 347 )  

          在车辆正面碰撞事故、军事车辆底部爆炸、使用弹射座椅时，因轴向冲击而造成的腰椎损伤多有发生，从而导致行动不便甚至截瘫。本文使用有限元方法对Hybrid-III 型50 百分位男性假人的跌落工况进行了多组数字模拟，针对冲击速度、地面角度、坐垫厚度、摩擦因数等4 种腰椎损伤影响因素，进行了敏感性分析。结果显示：冲击速度与坐垫厚度对腰椎损伤具有显著影响，而其他因素影响不够显著。冲击速度增大，腰椎损伤风险增大；坐垫厚度增大，腰椎损伤风险减小：跌落的冲击速度在6 m/s 及以上，或坐垫厚度在100 mm 及以下时，腰椎会有骨折的风险。该研究结果，可用于轴向力造成事故中腰椎损伤保护措施的结构设计和改善；例如增加坐垫厚度、减小接触摩擦、增大冲击角度。

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  基于一维混合元胞自动机模型的汽车变厚度B 柱设计

  罗 欣， 段利斌,陈 涛， 杜展鹏

  2018, 9(2):  186-193.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.009

  摘要 ( 207 )   PDF (2064KB) ( 437 )  

        为了将连续变厚度轧制工艺更好地应用于车身轻量化设计和耐撞性设计，针对连续变厚度轧制（TRB） B 柱不同区域厚度分布的设计问题，提出一维混合元胞自动机(ODHCA) 模型。建立变厚度B 柱的ODHCA 模型，提取元胞厚度作为设计变量，确定其局部更新规则；根据连续变厚度轧制工艺的特点定义设计区域的约束条件，确定ODHCA 方法的迭代方式与收敛准则。结果表明：应用ODHCA 方法，在等质量情况下，胸部、腹部、骨盆位置侵入量分别降低了8.8%、13.4%、14.6%；而在质量降低14.2%时，上述各部位的位置侵入量分别降低了5.8%、9.6%、10.3%。因而，该方法可以改善B 柱的变形模式，提高侧面碰撞安全性能，并满足轻量化要求。

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  渐变钢板弹簧动力学特性分析

  李舜酩，钱巍巍

  2018, 9(2):  194-199.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.010

  摘要 ( 144 )   PDF (1612KB) ( 531 )  

  为了解决传统钢板弹簧设计计算方法难以考虑钢板弹簧实际工况的问题，建立了一个有限元动力学计算模型。该模型通过综合考虑板簧安装约束、簧片之间接触等非线性因素，基于有限元模型进行动力学特性分析；利用有限元瞬态动力学方法，通过激励下的响应获得钢板弹簧的动刚度、应力随频率和幅值的变化规律，对出现的迟滞特性进行分析获得等效阻尼。结果表明：综合考虑约束及接触非线性建立的模型精度较高，有限元动力学计算模型有效模拟了钢板弹簧实际工作状态。

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  汽车节能与环保

  基于凸优化方法的复合储能系统能量管理

  吴晓刚，侯维祥

  2018, 9(2):  200-208.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.011

  摘要 ( 142 )   PDF (2557KB) ( 571 )  

         为了延长动力电池的使用寿命并提高电动公交客车的整体运行能效，提出了一种以超级电容充放电深度作为优化目标的凸优化方法，以解决带有半主动复合储能系统的电动客车的能量优化分配问题。在中国城市公交道路工况的基础上，从综合能效、动力电池输出功率均方差及容量衰减方面, 对比分析了本优化方法与基于规则方法的功率分配策略。结果表明：基于凸优化功率分配方法的综合能效为84.2%，动力电池输出功率的均方差为10.3 kW。在40 ℃条件下，100 个循环工况后动力电池容量衰减为0.40%。较之基于规则的功率分配方法，本文方法的综合能效提高了0.4%，动力电池输出功率的均方差降低了52.8%，容量衰减降低了53.6%。

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  轻型插电式混合动力汽车实际行驶污染物排放特性

  汪晓伟，景晓军，秦孔建, 闫 峰

  2018, 9(2):  209-214.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.012

  摘要 ( 172 )   PDF (2593KB) ( 339 )  

         为了解混合动力汽车实际行驶下的排放情况，使用车载排放测量系统（PEMs）对一辆满足国5 排放法规的插电式混合动力汽车按照轻型车国6 标准进行了3 次实际行驶污染物排放（RDE）试验，探寻了一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和颗粒物数量（PN）的排放特性。结果表明：尽管该轻型混合动力乘用车的新型欧洲驾驶循环（NEDC）排放测试结果符合法规要求，但在市区行程和总行程的PN的符合性因子（CF）均高于2.1，NOx 的均低于2.1，而CO 的超过2.1。在实际道路的城市工况时，每次发动机起动时排放会有相应的峰值；郊区和高速工况时，发动机提供动力的同时还在给电池充电，导致CO、NOx 和PN 的排放均很高。

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  基于触电及热失控模型的电动汽车高压安全系统设计

  李 东，沙文瀚，王 飞，刘 琳

  2018, 9(2):  215-222.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.013

  摘要 ( 139 )   PDF (1664KB) ( 639 )  

          高压电是电动汽车驱动能源；高压电安全是整车开发过程中的一项关键技术。该文以用户安全为核心，构建了触电及热失控危险模型。利用该模型系统，研究了打断危险模型的必要条件，找出安全特征参数。从安全特征参数设定、特征参数功能检测、异常状态保护策略3 个维度，进行高压安全系统设计和实车试验验证。结果表明：安全参数的合理运行，可以保障车辆电安全，而当发生绝缘电阻低、连接器断开、碰撞等异常状态时，能及时检测并断开高压电输出，避免触电风险。因而，该模型可辅助整车高压安全系统设计，提高整车安全性能。

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  考虑电池特性的多模型Kalman 滤波SOC 估计

  田 野，宋 凯

  2018, 9(2):  223-230.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.014

  摘要 ( 168 )   PDF (1827KB) ( 734 )  

          为了准确捕获电池特性以及精确估计荷电状态（SOC），设计了一种多模型自适应Kalman 滤波算法估计电池的SOC。该方法通过改进的混合脉冲功率特性（HPPC）试验获取电池的多种特性，建立了两个动态模型分别描述电池的温度特性和倍率特性，并运用基于条件概率的融合算法将电池内部不同的动态特性信息相结合，结果表明：在动态应力测试工况下平均估计误差小于1%，该多模型更好地解释了电池在复杂环境下的非线性特征，使SOC 估算在整个充放电区间和较为复杂的使用条件下均保持较高的精度，提高了SOC 估计的准确性和鲁棒性。

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