基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控

为解决城市快速路正面临的日益严重的交通拥堵问题,提出了一种针对城市快速路的基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控方法,该方法能够有效利用海量交通数据进行交通预测,实现拥堵的主动管控。首先,基于交通路网的空间有向性和交通流的时空特性,定义了有向的距离影响矩阵、修正欧式距离矩阵和自由流可达矩阵,构建出有向的图卷积算子,并将其应用于长短时记忆神经网络模型中,提出了能学习交通路网时空双重特性的有向图卷积-长短时记忆神经网络（Directed Graph Convolution-LSTM,DGC-LSTM）模型;其次,基于DGC-LSTM的交通预测结果识别出拥堵产生点并将其作为拥堵管控的对象;再次,采用控制进口匝道车辆输入快速路主线的手段,针对管控对象的时空特征,设计了全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略;最后,基于上海市快速路网上布设的2 712个检测器在122个工作日每间隔5 min记录的速度、流量和占有率信息,开展实例分析,测试了DGC-LSTM模型的预测精度以及全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略的有效性。结果表明：与传统的循环神经网络、长短时记忆神经网络相比,DGC-LSTM模型具有更高的预测精度,能将速度预测的平均绝对误差和误差标准差分别降低38%和20%以上;基于预测结果采用的全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略能令拥堵产生点的速度提升14 km·h^-1以上,并能使拥堵的持续时长缩短40%,可阻止拥堵从产生点开始发生大范围的蔓延,降低整个路网的拥塞程度。     

基于人-车交互的行人轨迹预测

针对行人轨迹预测具有复杂、拥挤的场景和社会交互问题,基于长短时记忆网络（Long Short-term Memory Network, LSTM）对行人与车辆、行人与其他行人的交互进行建模,提出一种基于人-车交互的行人轨迹预测模型（VP-LSTM）。该模型同时考虑了行人与行人的交互、行人与车辆的交互,更适用于复杂的交通场景。所构建的VP-LSTM包括3个输入,以行人的方向和速度作为历史轨迹序列输入,行人与行人的相对位置作为人-人交互信息输入,行人与车辆的相对位置作为人-车交互信息输入。该方法首先设计扇形人-人交互邻域和圆形人-车交互邻域来准确捕捉对被预测行人有相互作用的行人和车辆;其次建立3种不同的LSTM编码层来编码历史行人轨迹序列、人-人、人-车社交信息;然后定义人-人、人-车交互的防碰撞函数和方向注意力函数作为人-车、人-人社交信息的权重,进一步提高社会信息的精度;再将人-人、人-车交互信息输入到注意力模块中筛选出对行人影响大的社会信息;最后将筛选后的社会信息与行人历史轨迹序列一起输入到LSTM神经网络中进行行人轨迹预测,并在构建的DUT人-车交互数据集上验证提出的网络。研究结果表明：提出的方法能够准确地预测出交通场景中,人-车交互行人未来一段时间内的运动轨迹,有效提高了预测精度,提高了智能驾驶决策的准确性。     

基于地层损失的复合地层盾构隧道施工沉降研究

盾构隧道施工诱发地面沉降的影响因素较多,但主要因素可归结为地层损失引起的地层变形。基于现有地层损失的理论,对引起地层损失的注浆过程进行模拟,依此研究复合地层盾构隧道施工对地层沉降的影响。研究结果表明:隧道贯通时,土体最大沉降和隆起区域分别位于隧道拱顶和拱底;浆液的硬化会对地表和拱顶的沉降速率产生影响,当浆液弹性模量达到最终硬化的75%时,地表和拱顶的沉降速率达到最大值并开始逐步减小;地表和拱顶沉降随浆液的逐步硬化而趋于稳定,且拱顶沉降趋于稳定的速率更快。     

高速铁路路基沉降量预测方法研究

路基沉降是高速铁路设计和施工中所要考虑的主控因素。结合沉降观测数据可以对路基沉降量进行预测。通过预测可有效保证高速铁路路基工程达到规定的变形控制要求,以合理确定无砟轨道的铺设时间。而路基沉降预测常用方法涉及多个学科和领域,工作难度大,是长期以来困扰高速铁路施工技术人员的难题。此文介绍了高速铁路路基沉降预测的几个典型方法,极具代表性,有一定参考价值。     

HX_D3B型交流传动电力机车主辅电路

详细介绍HXD3B型交流传动电力机车主电路和辅助电路的结构组成、工作原理、保护模式、设计理念等,并对机车变流柜的控制方式及库用电源回路做了简单阐述。     

南京大胜关长江大桥CPⅢ点位随温度变化的模型研究

以京沪高铁南京大胜关长江大桥CPⅢ高精密测量为工程背景,经过坐标变换后计算得出各个点位的膨胀值,利用概率与统计理论分析处理,得到可用于建模的点对数据(ΔS,ΔT)。根据一定的假设条件,建立了测量点位的位移随环境温度变化的线性回归模型,从而得出大桥CPⅢ位置POS与温度T之间的关系。利用该模型修正并评价测量数据,结果表明其较差完全符合要求,区间预测模型可用。并编程实现了CPⅢ点位位置随环境温度变化的自动化预测,能够方便地为大桥的变形观测、定期复测和实际胀缩效果分析提供一定的参考。     

隧道围岩挤压变形预测方法研究

研究目的:围岩挤压变形预测是高地应力地区软弱围岩隧道勘察和设计阶段的一项重要工作。目前常用的临界埋深法和临界应力比值法均有局限性,迫切需要提出更加符合实际的隧道围岩挤压变形预测方法。研究结论:围岩挤压变形预测可采用强度应力比进行,建议采用Hoek-Brown经验强度公式和GSI法对岩体强度进行估算,F中地应力应取垂直于隧道走向的最大地应力。挤压变形破坏大都发生在F≤1的情况下,而剧烈挤压变形一般发生在F≤0.5时,可将0.5和1分别作为不同级别挤压变形的临界预测值。实践表明,采用F值法对围岩挤压变形进行预测是可靠的。     

基于交换式以太网的TCN仿真研究及分析

针对传统列车通信网络(Train Communication Network,TCN)难以满足下一代列车通信网络的带宽需求,提出了基于交换式以太网的TCN解决方案,建立了基于交换式以太网的列车通信网络拓扑结构和通信协议栈模型。在满足网络强实时性方面,进行了相关改进。然后通过VxWorks试验平台进行试验验证,结论是这种新方案在较大提高网络带宽的同时,能保证网络的确定性和实时性,能很好地满足传统TCN网络传输数据的要求,证明了基于交换式以太网列车通信网络代替TCN的可行性。     

超大面积深厚软土桩网复合地基沉降变形观测技术

结合厦深铁路(广东段)4标潮汕站场超大面积深厚软土桩网复合地基沉降控制施工及沉降变形观测施工实践,详细介绍了沉降变形观测技术,包括观测断面的选取及布置原则、测试内容、测试元器件的布设、沉降预测方法及预测计算、地基固结度的计算及分析,通过预测数据和实测数据的对比,证明了潮汕站场超大面积深厚软土桩网复合地基沉降控制施工方案的正确性,对指导同类型施工有借鉴作用。     

不同类型氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析及预测研究

氢燃料电池汽车被认为是 21世纪具有潜力的新能源清洁动力汽车之一,影响其推广应用的最重要因素是高成本,开展全生命周期经济性分析至关重要。目前国内外学者对氢燃料电池汽车的生命周期成本评价研究主要集中于零部件成本、燃料价格等因素,而考虑国家及地方补贴政策、运维和报废成本以及不同运营里程、不同车型下经济性分析的较少。从用户的角度,通过对购置成本、运营成本、维护成本、回收残值、补能和抗寒影响以及国家和地方补贴等多种因素进行综合分析,建立全生命周期成本模型,针对乘用车、客车和卡车等不同车型,分场景开展经济性成本评价,将其与传统燃油汽车和纯电动汽车的经济性进行对比分析。面向未来,作出经济性预测,并提出一系列对策建议。