基于深度强化学习的智能船舶航迹跟踪控制

[目的]智能船舶的航迹跟踪控制问题往往面临着控制环境复杂、控制器稳定性不高以及大量的算法计算等问题。为实现对航迹跟踪的精准控制,提出一种引入深度强化学习技术的航向控制器。[方法]首先,结合视线(LOS)算法制导,以船舶的操纵特性和控制要求为基础,将航迹跟踪问题建模成马尔可夫决策过程,设计其状态空间、动作空间、奖励函数;然后,使用深度确定性策略梯度(DDPG)算法作为控制器的实现,采用离线学习方法对控制器进行训练;最后,将训练完成的控制器与BP-PID控制器进行对比研究,分析控制效果。[结果]仿真结果表明,设计的深度强化学习控制器可以从训练学习过程中快速收敛达到控制要求,训练后的网络与BP-PID控制器相比跟踪迅速,具有偏航误差小、舵角变化频率小等优点。[结论]研究成果可为智能船舶航迹跟踪控制提供参考。     

长江深水航道水下坝体抛石设备改造

长江下游河段施工区域地形异常复杂、水深和流速条件对抛石坝体形成非常不利。以长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直水道整治工程Ⅱ标段为依托，通过改造抛石设备、增加串筒约束构造来降低抛石高度、减小抛石漂移距的方法，减小外界条件对抛石落点的影响，从而达到控制块石落点的目的，实现了水下抛石精准定位。工程应用效果良好，在提高施工质量的同时降低了成本，为类似项目提供了借鉴。     

洋山深水港西港区岸线功能规划调整

为满足洋山深水港生产营运需要,有关部门希望保留颗珠山—蒋公柱潮流汊道,这与总体规划布置不一致。为此需进行深水港西港区岸线功能规划调整研究。考虑到汊道的颗珠山一侧潮流具有岬角绕流型特点,而蒋公柱一侧有岬角环抱型特点;在此认识基础上针对多种岸线方案进行试验。试验结果表明,采用岸线优化方案后,可以保持甚至改善汊道内和已建港区潮流条件。从水流角度看,采取合理的岸线布置和适当的工程措施后,保留和开发利用颗珠山—蒋公柱潮流汊道是可行的。     

Key technologies of ship remote control system in inland waterways under ship-shore cooperation conditions北大核心CSCD

［Objective ］ To meet the requirements of remotely controlling ship in curved, narrow and crowded inland waterways, this paper proposes an approach that consists of CNN-based algorithms and knowledge based models under ship-shore cooperation conditions. ［Method］On the basis of analyzing the characteristics of ship-shore cooperation, the proposed approach realizes autonomous perception of the environment with visual simulation at the core and navigation decision-making control based on deep reinforcement learning, and finally constructs an artificial intelligence system composed of image deep learning processing, navigation situation cognition, route steady-state control and other functions. Remote control and short-time autonomous navigation of operating ships are realized under inland waterway conditions, and remote control of container ships and ferries is carried out. ［Results］The proposed approach is capable of replacing manual work by remote orders or independent decision-making, as well as realizing independent obstacle avoidance, with a consistent deviation of less than 20 meters. ［Conclusions］The developed prototype system carries out the remote control operation demonstration of the above ship types in such waterways as the Changhu Canal Shenzhou line and the Yangtze River, proving that a complete set of algorithms with a CNN and reinforcement learning at the core can independently extract key navigation information, construct obstacle avoidance and control awareness, and lay the foundation for inland river intelligent navigation systems. © 2022 Journal of Clinical Hepatology. All rights reserved.     

我国城市防洪排涝地下深隧规划设计与施工方法

为了建设符合中国国情的地下排水深隧,解决城市内涝问题,消除"城市看海"现象,采用调研分析的研究方法,通过调研国外城市排水深隧建设的成功案例,借鉴成熟经验并结合我国国情探索出我国城市排水深隧在规划设计、施工技术等方面的建设模式。主要结论如下:1)深隧规划必须坚持雨污分流原则,防涝标准应设为百年一遇;2)深隧层位应建于地下30~50 m的位置,隧道管线应布设在城市易涝区,并且将修建深隧、改造浅管和清淤河道衔接起来,形成一套完整的防洪排涝系统,让深隧的作用得以充分发挥,才能解决城市内涝问题;3)排水深隧要注重防水设计,防止雨水污染地下水;4)为提高深隧的经济效益,应将深隧与地下快速路的规划结合起来,功能上多样化。     

柴油机活塞销孔型线对比分析研究

针对某柴油机活塞销孔的磨损问题,分别借助有限元方法和EHD仿真方法研究了不同销座结构匹配多种销孔型线对接触应力的影响,及不同活塞销孔型线对润滑特征评价参数的影响。综合研究表明,活塞销孔型线与热变形匹配不合理所引起的润滑状态恶化是导致活塞销孔磨损的直接原因,因此通过合理调整销孔型线可使接触应力均匀,润滑状态良好,并有效降低活塞销座磨损风险。     

黄河流凌河段深水栈桥施工技术

乌锡铁路黄河特大桥桥址位于三湖河口至昭君坟段,北岸为乌拉山山前倾平原,南岸为鄂尔多斯台地,桥址主河道宽710 m,水深3~20 m左右,处于严重的流凌河段,搭建施工栈桥成功与否是确保黄河特大桥顺利施工的关键所在。通过方案比选,确定采用浮桥方式,解决了流凌段栈桥的快速搭拆施工难题,取得了一定的经验。     

拉压杆模型在预应力连续梁桥局部分析中的应用

在预应力深梁拉压杆模型的基础上,根据结构局部分析原理,研究提出了预应力连续梁局部等效转化成预应力深梁的局部拉压杆模型分析方法。利用此方法对某预应力连续梁桥局部梁段建立拉压杆模型,验算配筋和强度。结果表明:利用文中提出的方法建立拉压杆模型用于预应力连续梁桥局部分析是合理有效的。     

深水桥梁结构的地震反应分析

南水北调工程丹江口二桥主桥为四跨预应力混凝土变截面连续箱粱,其2号主墩基础入水深度超过40 m,在动力荷载作用下水对该类结构的动力特性和地震反应的影响不可忽略。以丹江口二桥为例,用有限元程序ANSYS建立了该桥的有限元模型,模拟了该桥的动力特性和地震反应,利用分析结果探讨了水对该桥动力特性的影响。输入地震波后,由于水的附加质量引起的惯性力和动水阻力的影响,结构的位移和内力较之不考虑水的情况会有所增加,但由于桩质点运动的速度和加速度较小,导致附加质量引起惯性力和动水阻力较小,所以给结构带来的影响较小。分析结果为同类结构的抗震分析提供了参考。     

沥青路面坑槽修补的开槽方式分析

采用弹性力学平面应力求解的方法,分析坑槽应力状态分布。通过对沥青路面维修中不同开槽形状应力集中系数的对比分析,得出坑槽修补较好的开槽形状,且还对斜开槽和垂直开槽进行了对比分析。