Human factors and road safety. Overview of research at the University of Michigan Transportation Research Institute between 1977 and 1986

This article presents a brief overview of the research performed at tge Human Factors Division of The University of Michigan Transportation Research Institute between 1977 and 1986. The focus of the research has been on human factors (ergonomics) aspects of road safety. Specifically, the research has dealt with the following issues: vehicle headlighting, vehicle rear lighting and signalling, vehicle displays and controls, vehicle components, conspicuity of vehicles, legibility of traffic signs and licence plates, driver reaction time, driver performance, stopping sight distance, driver seated position, individual differences (drivers with disabilities, older drivers), methods for measuring blood alcohol concentration, societal violence and traffic accidents, cross-cultural comparison of driver risk-perception, and theoretical issues.     

基于机会约束的电动汽车充光储一体化充电站容量优化方法

针对电动汽车充电站建设运营成本高,土地利用率较低,功能单一的缺点,提出了电动汽车充光储一体化充电站的容量优化方法。考虑光伏出力及电动汽车充电负荷的不确定性,研究在不确定性环境下的容量配置问题,以保证优化方案的可靠性。基于机会约束规划,以建设运营成本最小为目标建立电动汽车充光储一体化充电站容量配置模型,通过序列运算理论将模型中含有随机变量的约束进行确定性转化,采用CPLEX作为模型的求解工具。算例验证了所提模型及方法的有效性。     

考虑电动汽车停泊概率的配电网接纳电动汽车能力评估方法

针对规模化电动汽车无序充电易导致配电网电压及潮流越限,需要定量评估配电网接纳电动汽车的能力问题,提出考虑电动汽车停泊概率的配电网接纳能力评估方法。首先在充电负荷建模环节增加考虑电动汽车停泊概率的影响,采用二阶段方法确定充电负荷所在节点;其次对基础负荷的季节特性进行建模,以研究由此导致的配电网接纳能力季节差异;建立了考虑静态安全约束的接纳能力评估模型,采用机会约束消除充电负荷预测偏差对评估准确度的影响。最后通过算例验证了所提评估方法的有效性。     

电力电子设备谐波对配电网电压骤升的影响研究

分析了相关电力电子设备的结构特性、谐波产生原因与叠加机理,探讨了电力电子设备在配电网中谐波注入并引起配电网用户电压骤升的原因,构建了谐波对配电网电压影响的仿真模型;在配电网现场测量了多台电力电子设备的实际谐波含量,并以这些测量数据和实际农村低压配电网、IEEE 33节点中压配电网算例为基础,通过多个运行场景进行仿真对比,对用户电压大幅提升现象进行了验证,最后提出了治理这类电压骤升的措施。     

基于交通信息和配电网全成本电价的电动汽车充电负荷调度方法

电动汽车的集中充电行为会在一定程度造成交通拥堵,为解决这一问题,综合考虑交通信息和电网信息,基于边际定价理论得到配电网节点边际电价和交通阻塞成本,构建电动汽车充电的全成本电价模型。在此基础上,提出一种考虑交通信息和配电网全成本电价的电动汽车充电负荷调度方法。通过仿真算例验证,该方法在满足电动汽车充电需求的同时可以有效缓解交通拥堵。     

基于改进深度强化学习的智能微电网群控制优化方法

针对微电网群控制的经济效益、负荷波动以及碳排放问题,提出一种基于改进深度强化学习的智能微电网群运行优化方法。首先,计及分布式电源、电动汽车及负荷特性,提出微电网的系统模型。然后,针对微电网群的运行特点,提出4个系统优化目标和5个约束条件,并且引入分时电价机制调控负荷运行。最后,利用改进深度强化学习算法对微电网群进行优化,合理调控多种能源协同出力,调整负荷状态,实现电网经济运行。仿真结果表明了所提方法的有效性,与其他方法相比,其收益较高且碳排放量较小,可实现系统的经济环保运行。     

基于模糊逻辑的电动汽车双源混合储能系统能量管理策略

针对电动汽车行驶过程中电池放电电流过大导致的电池容量衰减问题,构建了由锂离子动力电池、超级电容和多端口DC/DC变换器构成的全主动式混合储能系统,其中电流环控制器和电压环控制器分别控制输出电流和直流母线电压。结合超级电容SOC、整车需求功率和车速情况,根据建立的45条模糊控制规则,模糊逻辑控制器调节锂离子动力电池和超级电容的充放电功率,在车辆峰值功率需求较高时避免了高频电流波动对动力电池寿命的影响。同时在功率需求较低时,动力电池给超级电容充电。在HWFET工况下的实验结果表明所提出的全主动式双能量源混合储能系统和基于模糊逻辑的能量管理策略能够有效保护锂离子动力电池免受大电流波动影响,从而达到延长电池寿命的作用。     

电火一体抗击无人机的拦截打击排序模型研究

在信息技术革命的推动下,空袭和反空袭作战模式以及相应的战争形态发生了巨大变化。一方面随着无人机武器的高速发展,无人机将可能成为未来空天战场的主力力量;另一方面,随着我军现代化程度的提升,火力装备水平和信息化电子对抗手段都有了质的飞跃,具备了“电火一体”抗击无人机的作战能力。同时由于信息技术的发展,使得战场态势复杂且瞬息万变,增加指挥员对无人机拦截打击排序的困难,所以建立一种科学实用的电火一体抗击典型无人机的拦截打击排序模型显得尤为重要。     

广域高效车用轴向磁通永磁同步电机的设计分析

针对车用驱动电机转矩和转速多变,运行范围宽广,需要提升电机在全域运行范围的高效率能量转换的问题,提出以高效率区间占比为设计目标的车用轴向磁通永磁电机设计方法。提出了考虑PWM供电影响的电机铁耗工程计算方法。基于等效磁网络法和集总参数热网络法构建了轴向磁通永磁同步电机的快速磁-热耦合设计模型,提高了车用轴向磁通永磁同步电机的设计精度。基于磁热耦合模型,分析了极弧系数、每槽导体数、气隙长度、永磁体尺寸、定子槽型尺寸等关键设计参数对车用轴向磁通永磁同步电机高效率区间占比的影响。设计并制造了样机一台,开展了电机效率和温升测试实验,获取了全域运行范围内的电机效率及电压分布,测试结果验证了磁热耦合模型和设计结果的有效性。     

电动车制动能量再生反馈控制研究

研究了电动汽车制动过程中的能量回馈，设计了混合励磁无刷电动机在汽车制动过程的能量再生反馈控制系统。以脉宽调制调压调速系统为例，研究各种制动态下的能量回馈过程。并将其安装在EV6600电动汽车上进行试验，结果表明：该控制系统可达到10%左右的能量回收效率。