基于分段学习模型的自动驾驶行为决策算法研究

在具有车道线的特定自动驾驶场景中,针对目前端到端的行为决策算法直接输入原始图像进行决策导致的网络模型迁移性差、预测精度欠佳、泛化能力不足等问题,提出一种基于分段学习模型的车辆自动驾驶行为决策算法。首先,基于GoogLeNet建立一种端到端的车道线检测网络模型,并引入车道中心线作为决策的重要线索提高算法的迁移能力,同时利用YOLOv3目标检测模型对本车道内前方最近障碍物进行位置检测;而后,经几何测量模型将两者检测结果转换成环境状态信息向量为决策做支撑;最后,构建基于长短期记忆(LSTM)网络的驾驶行为决策模型,根据编码的历史状态信息刻画出动态环境中车辆的运动模式,并结合当前时刻的状态推理得到驾驶行为参量。使用建立的真实驾驶场景数据集对模型分别进行训练、验证与测试,离线测试结果显示车道线检测模型的检测位置误差小于1.3%,车道内前方障碍物检测模型的检测精度达98%以上,驾驶行为决策网络模型表征预测优度的决定系数 大于0.7。为进一步验证算法的有效性,搭建了Simulink/PreScan联合仿真平台,多种工况下的仿真验证试验中多个评价指标均达到工程精度要求,实车测试的试验结果也表明该算法可实现复杂驾驶场景下平稳、准确无偏航的预测效果并满足实时性要求,且与传统端到端模式的算法相比,具有更好的迁移性和泛化能力。     

Hydraulic retarders for heavy vehicles: Analysis of fluid mechanics and computational fluid dynamics on braking torque and temperature rise

Hydraulic retarders are auxiliary braking devices that reduce the velocity of a vehicle, particularly when a vehicle is driven downhill. Such velocity reduction could reduce the potential risk caused by brake failure caused by the service brake working for a long time and the temperature of the brake shoe becomes extremely high. This paper introduces the construction of the hydraulic retarder and proposes two mathematical models for the hydraulic retarder. The first mathematical model is deduced by using fluid mechanics, which is used to analyze the mechanism of how braking torque is produced and the key factors that can influence the value of the braking torque. The second mathematical model is deduced by using thermodynamics, which is used to quantify the heat produced by the hydraulic retarder. This research emphasizes that the flow rate and the average velocity of the working fluid in the working chamber mainly determine the braking torque of the hydraulic retarder. The flow rate into and out of the working chamber determines the temperature rise of the working fluid. Computational fluid dynamics (CFD) simulations are conducted with the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) and Shear Stress Transport (SST) turbulent models. Experiments are carried out to justify the two mathematical models and the CFD simulations. The results show that the mathematical models are capable of describing the force analysis and energy conversion of the hydraulic retarder and SST is more accurate for CFD simulation and the error is within 6 %.     

基于响应面法的内燃机曲轴优化

针对内燃机曲轴的结构强度问题,以内燃机实际运行工况下整体曲轴有限元仿真为基础,通过中心组合试验方法进行采样,运用最小二乘法、显著性分析和拟合精度检测,构建并修正了曲轴结构强度计算的响应面模型,选择关键几何结构参数为设计变量,采用模拟退火与直接搜索相结合的协同优化方法对响应面模型进行优化。对某内燃机曲轴的优化算例表明,该优化方法能大大提高曲轴设计的优化效率,具有较高的精度。     

实验尺度水下滑翔机的机翼设计与水动力分析

为获取优化的实验尺度水下滑翔机水平机翼外形,基于CFD方法建立了滑翔机仿真模型。分析了平板机翼各参数间的关系,结合滑翔机特性,将机翼的表征量简化为安装位置、后掠角、展长、展弦比和根梢比等5个设计参数。通过对比分析各参数对升阻比的影响,提出了一种适用于实验尺度滑翔机的高升阻比水平机翼。仿真研究了设计的机翼对滑翔机运动的影响,结果表明,滑翔机各状态变量快速收敛,保证了滑翔机在水池环境中的稳态滑翔时间。     

大管径电缆铝护套连续包覆数值模拟

采用有限单元法,基于SLJB630型连续挤压机,对直径150 mm×2.8 mm电缆铝护套的连续包覆成型过程进行有限元分析,分析了成型过程中变形金属速度场、温度场、应力场和应变场的分布规律;进行了150 mm×2.8 mm电缆铝护套的连续挤压工艺实验,产品成型良好.模拟结果与实验结果对比分析,具有一致性,证明所建立的有限元模型准确,可以作为大管径电缆铝护套模具优化设计的理论依据.     

多轴移动荷载下沥青路面的动态响应特性

为分析多轴移动荷载下沥青路面的动态响应特性,通过现场调查建立了不同轴型作用下沥青路面的三维有限元模型,分别研究了单后轴、双后轴及三后轴轴载均匀分布、三后轴车轴载不均匀分布及三后轴车前轴悬空条件下对路面的影响。结果表明:多轴车轴距大于3 m时,各轴对路面的作用相互独立,轴数的增加对路面竖向位移产生叠加作用,对路表最大剪应力及压应力影响不明显;三后轴车中轴对路面竖向位移作用最大,较前轴及后轴分别增大23.7%和18.2%,中轴及后轴对路表剪应力有一定影响,而各轴对路表最大压应力基本没有影响。研究结果显示多轴车轴载不均匀分布对路面破坏会产生较大影响。     

柴油机气缸盖与气缸套温度场测试系统

以某柴油机气缸盖和气缸套温度场分布规律为研究对象,设计了基于热电偶测温法的温度测试系统,测试时将热电偶铆入被测点,获取了多种工况下气缸盖和气缸套上多个测点的温度变化规律,准确可靠的测试数据为柴油机的设计、改进和验收及可靠性研究提供依据.     

真空降水及低能量强夯法加固中孔压变化研究

真空降水联合低能量强夯是一种新型的吹填土地基加固处理方法。利用数值计算和现场实时监测,判定强夯激发的超孔隙水压力的消散情况,以评价真空降水的效果以及调整强夯施工的间歇期参数,结果表明:降水的效果和每遍强夯的控制间歇期是保证地基处理效果的关键。     

班轮运输船队规划模型与仿真

为提高班轮运输系统的优化配置水平,满足班轮运输组织定期、定时服务的要求,根据班轮多港口挂靠和货物直达运输航线形式的特点,以规划期内船队营运现金流量折现值最大为目标,建立了班轮船队规划混合整数非线性规划模型.针对该模型的特点,设计了拉格朗日松弛启发式混合算法.以某航运公司班轮船队为例进行分析.结果表明:本文提出的启发式算法实现了多航线、多型船、大规模班轮船队规划问题的优化求解,能得到规划期内的航线配船、发船频率及船队建设优化方案.本文建立的模型能综合考虑航线的货流预测、船舶装载率、船舶租入租出等多种影响班轮船队规划的因素,适用于同一航线上配置相同船型的典型班轮运输模式,为班轮船队规划决策提供了支持.     

北京地铁电能与水量消耗分析

由于北京地铁大运量的特点,使总能耗量相当巨大,因而节能降耗十分必要.本文针对北京地铁每条线路的实际能量消耗、列车的牵引用电消耗和其他所有动力用电消耗进行了分析,对于地铁各线路的水量消耗作了调查,所得结论可为节能型地铁的设计和运营提供依据.