基本信息科学研究教育教学论文专著
基本信息



王华，男，汉族，1975年生。

职称：教授

职务：交通信息与控制工程系主任。

哈尔滨工业大学教授、博士生导师，美国华盛顿大学、英国伦敦大学学院访问学者。1998年7月哈尔滨工业大学仪器科学与技术专业本科毕业。1999年12月留校任教。2004年3月获仪器科学与技术专业工学博士学位。2009年至今任哈尔滨工业大学交通科学与工程学院交通信息与控制工程系系主任。哈尔滨市智能交通系统专家。主要从事智能交通系统、先进交通感知技术、交通数据处理与分析、面向土木工程的健康监测等方面的教学和科研工作。发表学术论文40余篇，其中SCI和EI论文30余篇；获得发明专利授权10余项；承担和参与国家自然科学基金、国家863计划和科技支撑计划等国家级项目10余项，省部级科研项目20余项，出版专著1部。“985工程”建设“青年学者基础科研能力建设项目”获得者，2009年获黑龙江省高校科学技术三等奖，2012年获黑龙江省科学技术三等奖，获得教学成果奖1项，参加国际会议并宣读论文十余次。王华教授所在的智能交通信息团队，发明和研制的基于智能道钉的智能车路协同系统，集成先进微传感技术、微功耗处理器技术、低功耗无线通讯技术和高效率太阳能收集和管理技术，利用智能道钉之间、智能道钉与车辆之间的主动无线信息交互、车辆被动感知等方式，实现车辆行驶诱导、安全辅助和智能停车管理等应用。







工作经历
时间工作经历
2012年12月－至今哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 教授
2012年3月－至今美国 华盛顿大学 兼职副教授
2006年12月－2012年12月哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 副教授
2004年5月－2006年9月哈尔滨工业大学 土木工程学院 博士后
2002年7月－2006年12月哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院 讲师
1999年12月－2002年7月哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院 助教






教育经历
2000年-2004年, 就读于哈尔滨工业大学, 电气工程及自动化学院，工学博士1998年-2000年, 就读于哈尔滨工业大学, 电气工程及自动化学院，工学硕士1994年-1998年, 就读于哈尔滨工业大学, 电气工程及自动化学院，工学学士


主要任职
2009年－至今 哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 交通信息与控制工程系 系主任

发明专利

科研项目

项目名称基于多源检测数据的城市交通多目标大系统运行优化和可持续性决策支持理论研究（**）

项目来源国家自然科学基金 海外及港澳学者合作研究基金

开始时间2014-01-01

结束时间2017-12-01

项目经费200万元

担任角色参与
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称高海拔高寒地区高速公路建设技术(2014BAG05B00)

项目来源国家科技支撑计划

开始时间2014-01-01

结束时间2016-12-01

项目经费960万元

担任角色参与
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称基于多源检测数据的城市路网交通流主动式管理与控制理论研究（**）

项目来源国家自然科学基金 重点项目

开始时间2012-01-01

结束时间2016-12-01

项目经费290万元

担任角色参与
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称道路平整度的多重分形维数谱分析及分形特征评价研究（**）

项目来源国家自然基金 青年基金

开始时间2009-01-01

结束时间2011-12-01

项目经费20万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称哈尔滨市智能交通顶层设计规划方案

项目来源哈尔滨市工信委

开始时间2013-07-01

结束时间2014-07-01

项目经费46.8万元

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态进行中


项目名称面向多数据源的高速公路网交通信息融合与利用技术研究

项目来源吉林省交通厅

开始时间2011-01-01

结束时间2013-06-01

项目经费85万元

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称公路技术状况评定

项目来源黑龙江收费公路管理局

开始时间2009-06-01

结束时间2011-06-01

项目经费96万元

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称便携式超声相控阵检测成像仪技术

项目来源广东省科技项目

开始时间2010-04-01

结束时间2013-04-01

项目经费100万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称便携式水下超声相控阵检测成像系统

项目来源国家863高科技项目

开始时间2007-01-01

结束时间2009-12-01

项目经费84万元

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态完成


奖项成果

奖项名称路面表面状况自动化采集与分析系统的研制与开发

获奖时间2012

所获奖项黑龙江省科技发明三等奖



奖项名称利用学科交叉优势培养交通学科复合型创新人才

获奖时间2012

所获奖项黑龙江省教学成果二等奖



研究领域
研究领域：
智能交通系统先进交通路网状态感知技术交通数据处理与分析面向土木工程结构的无线传感技术 主要研究方向:

1、面向多源交通数据的交通主动控制研究；

2、基于多传感器的交通信息采集与无线传输技术研究；

3、基于浮动车数据的路网状态实时感知技术研究；

4、路面表面三维重构与损坏检测技术研究。

团队成员
全威，哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 交通信息与控制工程系 讲师

张瞫，哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 交通信息与控制工程系 讲师

刘昕，哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 交通信息与控制工程系 讲师

讲授课程


数字信号处理及其工程应用
硕士研究生 学位课 36学时

课程简介:

各种信号在我们的日常生活和工作中具有非常重要的作用。我们经常接触的信号包括语音、音乐、图片和视频信号。这些信号都是时间、空间、位置、温度或压力的自变量函数。在过去的四十多年里，数字信号处理领域得到了极大的发展，其显著进展已经在研究和应用领域得到很好的体现。而数字计算机技术和软件的发展，更加促进了数字信号处理领域的发展。本课程讲授信号的概述和信号处理方法。首先根据信号的分类讨论信号的数学特性，然后讨论离散时间信号和离散时间系统的时域表示方法及其所遇到的问题。进一步介绍离散时间序列的离散时间傅立叶变换表示。该课程同时讲授连续时间信号的离散时间处理和离散傅立叶变换、Z变换和各种形式的数字滤波器。

交通智能检测原理及应用
本科生 必修课 24学时
课程简介：
主旨在于深入浅出地向学生讲授在交通工程中，应用的各种典型智能传感器的原理，智能控制器的应用实例，以及典型的数据处理方法，为以后的深入学习本专业知识和科学研究打好基础。通过本课程教学，使学生学习检测技术的理论基础，传感器及智能传感器，交通工程中常用传感器原理，智能检测系统的基本结构，智能检测中常用数据处理方法，分析交通工程中智能检测系统应用实例，使学生初步了解智能检测技术的基本概念、内容与方法；培养观察问题、解决问题、调查分析、初步设计等能力。

信号完整性及高速PCB应用与实践
本科生 创新研修课 32学时
课程简介：
随着主频的提高、布线密度的增加、大量数模混合电路的应用以及产品体积的缩小，PCB的设计要求越来越高。传输时延、反射、串扰、电磁干扰、地/电层噪声、热辐射等，可以严重影响设计系统的功能正确性。同时由于大量采用了地电平面的分割以及地电平面上有过孔、通孔等，导致信号回流路径的不确定性，产生共模噪声，并由此可能会产生Delta-I噪声、地弹或瞬态交换噪声。同时由于辐射噪声的增加，产生的信号与信号间、系统与系统间的电磁干扰问题也日趋严重。这种干扰会影响系统的稳定性甚至导致功能失效。为此，设计系统的电磁兼容性（EMC）指标已经成为产品能否走向市场的关键。所以，在现代电子系统设计中，信号完整性问题和电磁干扰问题已经成为工程师们必须考虑的问题。本课程主要教授以下内容：1）信号完整性原理及分析；2）电磁兼容性原理及分析；3）印刷线路板设计的基本理论、相关问题的分析与设计。授课方式采用课堂多媒体教学与实验教学相结合的方式，其中课堂教学30学时，实验教学6学时。


论文期刊

论文标题Dual Roadside Seismic Sensor for Moving Road Vehicle Detection and Characterization

作者Wang H, Quan W, Wang Y, Miller GR

期刊名称Sensors

期卷Vol. 14, N

简单介绍This paper presents a method for using a dual roadside seismic sensor to detect moving vehicles on roadway by installing them on a road shoulder. Seismic signals are split into fixed time intervals in recording. In each interval, the time delay of arrival (TDOA) is estimated using a generalized cross-correlation approach with phase transform (GCC-PHAT). Various kinds of vehicle characterization information, including vehicle speed, axle spacing, detection of both vehicle axles and moving direction, can also be extracted from the collected seismic signals as demonstrated in this paper. The error of both vehicle speed and axle spacing detected by this approach has been shown to be less than 20% through the field tests conducted on an urban street in Seattle. Compared to most existing sensors, this new design of dual seismic sensor is cost effective, easy to install, and effective in gathering information for various traffic management applications.


论文标题面向欠采样公交 GPS 数据的信号交叉口延误估计

作者王华，张志松，张瞫，刘昕

期刊名称交通运输系统工程与信息

期卷交通运输系统工程与信

简单介绍许多大城市公交车均配备GPS 定位系统，系统收集的数据为城市交通规划与管控提供决策支持.然而考虑到数据的传输、存储成本及功能需求，目前公交GPS 数据的采样间隔多为30 秒，由于公交GPS 数据的低采样率问题，其很少被用来估计信号交叉口的延误.为有效利用现有数据，降低交叉口延误获取成本，本文针对欠采样的公交GPS 数据，提出了一种获得交叉口车辆平均控制延误的新方法.在研究欠采样GPS 数据的基础上，通过对车辆在交叉口运行特性的分析，建立欠采样数据下车辆在交叉口的加减速模型，估算交叉口延误值.利用交叉口直行方向公交车的数据验证了该方法的实用性与有效性.


论文标题Prediction of Multivariate Traffic Parameters under Normal and Abnormal Conditions on the Basis of Multi-Scale Online SVR

作者Quan Wei, Wang Hua, Lin Datong, Wang Yinhai

期刊名称Quan, Wei Wang, Hua Lin, Datong Wang, Yinhai

期卷2014.1, Wa

简单介绍Short-term traffic flow prediction algorithms in ordinary condition are popular in literature. As to traffic management systems in ITS, specifically the dynamic traffic assignment, the short-term prediction of multivariate fundamental traffic parameters, especially under abnormal conditions, such as collision, work and etc. are more vital and preferable. For this purpose, the study proposes a prediction methodology based on Multi-Scale Online Support Vector Regression (MSOL-SVR) algorithm to forecast traffic flow and average speed under normal and abnormal condition. The data provided by the Vehicle Detector Station (VDS)are separated into global data and local data. In normal traffic condition, the prediction based on MSOL-SVR with global data is preferable for the traffic flow forecasting for its good accuracy and efficiency. Additionally, it can provide the whole day prediction without the limitation of short term. The MSOL-SVR with local data is suitable for the prediction of short-term traffic flow and average speed, which has a good performance even in abnormal condition. The paper presents an application of the methodology to predict freeway traffic flow and speed in normal and abnormal conditions. Additionally, the proposed algorithm also is proved to be capable of road network forecasting and provides more accurate and robust results. The results indicate the proposed methodology has an optimal performance.


论文标题A Multifunctional Joint Angle Sensor with Measurement Adaptability

作者Quan, W.; Wang, H.; Liu, D.

期刊名称Sensors

期卷Vol. 13, N

简单介绍The paper presents a multifunctional joint sensor with measurement adaptability for biological engineering applications, such as gait analysis, gesture recognition, etc. The adaptability is embodied in both static and dynamic environment measurements, both of body pose and in motion capture. Its multifunctional capabilities lay in its ability of simultaneous measurement of multiple degrees of freedom (MDOF) with a single sensor to reduce system complexity. The basic working mode enables 2DOF spatial angle measurement over big ranges and stands out for its applications on different joints of different individuals without recalibration. The optional advanced working mode enables an additional DOF measurement for various applications. By employing corrugated tube as the main body, the sensor is also characterized as flexible and wearable with less restraints. MDOF variations are converted to linear displacements of the sensing elements. The simple reconstruction algorithm and small outputs volume are capable of providing real-time angles and long-term monitoring. The performance assessment of the built prototype is promising enough to indicate the feasibility of the sensor.


论文标题Modeling of Safe Driving Distance on the Basis of Vehicle-to-Vehicle Communication

作者Wang Hua, Quan Wei, Wang Yinhai, Liu Xiaoyue

期刊名称Transportation Research Record

期卷Vol.2381，p

简单介绍Modeling of safe driving distances is one of the most important topics in collision prevention analysis. This paper presents an improved safe distance model (SDM) that is based on vehicle-to-vehicle communication technology. The technology enables on-time data collection as well as real-time intervehicle communication. A tube-like highway scenario in which vehicles enter at one end and exit at the other is presented to demonstrate the application of the SDM. By incorporation of both braking theory and a driver behavior prediction model, absolute and relative SDMs are developed to provide decision-making information to drivers in response to changing traffic conditions. The comparative analysis with four traditional SDMs confirmed that the proposed model describing the characteristics of vehicle-to-vehicle communication was able to improve the efficiency of vehicle collision prevention systems and increase road use, as well as ensure safe driving.


论文标题Evaluation of road roughness based on multi-fractal theory

作者Wei Quan, Hua Wang ; Chaoyi Wang ; Xiangchen Hou

期刊名称IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems

期卷The Hague,

简单介绍The paper investigates a novel evaluation method of road roughness to overcome the shortages of the current used road roughness indices which cannot fine depict the characteristics of the road locally. Multi-fractal theory is employed to systematically research into appraising the road profile, which provides obvious multi-fractal characteristics. But the results of road surface simulation in each grades based on Fourier inverse transformation show there is no unique relation between multi-fractal spectral width and road roughness in different grades. However, in logarithmic distribution diagram, the vertical axis of the road intercept which have the same multi-fractal spectral width was different. Experimental results proved the IRI and multi-fractal spectrum width values are complementary to describe the road roughness. We proposed to signify the road roughness by combining multi-fractal spectral width and the IRI as a supplement of current indices.


论文标题Traffic flow prediction based on hybrid model using double exponential smoothing and support vector machine

作者Jinjun Tang; Guangning Xu ; Yinhai Wang ; Hua Wang ; Shen Zhang ; Fang Liu

期刊名称Jinjun Tang; Guangning Xu ; Yinhai Wang ; Hua Wang ; Shen Zhang ; Fang Liu

期卷The Hague,

简单介绍This study develops a hybrid model that combines double exponential smoothing (DES) and support vector machine (SVM) to implement a traffic flow predictor. In the hybrid model, DES is used firstly to predict the future data, and the smoothing parameters of the DES are determined by Levenberg-Marquardt algorithm. Then, SVM is employed to fit the residual series between the predicting results of DES model and actual measured data for its powerful no-linear fitting ability. Finally, a practical application is used to testify the proposed model. In the application, data smoothing and wavelet de-noising technology are applied as data pre-treatment before prediction. In addition, the data smoothing contains difference and ratio smoothing strategy. It is demonstrated the superiority of the new hybrid model and the effectiveness of data pre-treatment through the comparison between the prediction results of DES, autoregressive integrated moving average (ARIMA) and DES-SVM model.


论文标题Research on the safety distance model based on car-car communication

作者Wang Hua, Quan Wei, Liu Xin, Liang ZhongYan

期刊名称18th ITS World Congress

期卷pp 5621-56

简单介绍The Safety Distance Model (SDM) is one key research of the collision prevention system. The paper presents the improved SDMs based on the development of car-car communication technology characterized of its on-time measurement and communication. The research is focus on analyzing SDMs of the vehicle fleet driving in single lane under car-following status. By considering both the braking theory and driver prediction model, the absolute and relative SDMs are achieved to support decision-making information in corresponding driving conditions. The comparative analysis with tradition four SDMs confirms that the proposed models are able to increase the efficiencies of the vehicle collision prevention system, increase the utilization rate of the road on promise of ensuring the driving safety.