基于TD3算法的人机混驾交通环境自动驾驶汽车换道研究

提高人类驾驶人的接受度是自动驾驶汽车未来的重要方向,而深度强化学习是其发展的一项关键技术。为了解决人机混驾混合交通流下的换道决策问题,利用深度强化学习算法TD3（Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient）实现自动驾驶汽车的自主换道行为。首先介绍基于马尔科夫决策过程的强化学习的理论框架,其次基于来自真实工况的NGSIM数据集中的驾驶数据,通过自动驾驶模拟器NGSIM-ENV搭建单向6车道、交通拥挤程度适中的仿真场景,非自动驾驶车辆按照数据集中驾驶人行车数据行驶。针对连续动作空间下的自动驾驶换道决策,采用改进的深度强化学习算法TD3构建换道模型控制自动驾驶汽车的换道驾驶行为。在所提出的TD3换道模型中,构建决策所需周围环境及自车信息的状态空间、包含受控汽车加速度和航向角的动作空间,同时综合考虑安全性、行车效率和舒适性等因素设计强化学习的奖励函数。最终在NGSIM-ENV仿真平台上,将基于TD3算法控制的自动驾驶汽车换道行为与人类驾驶人行车数据进行比较。研究结果表明：基于TD3算法控制的车辆其平均行驶速度比人类驾驶人的平均行车速度高4.8%,在安全性以及舒适性上也有一定的提升;试验结果验证了训练完成后TD3换道模型的有效性,其能够在复杂交通环境下自主实现安全、舒适、流畅的换道行为。     

基于分离迭代和耦合时变的列车—轨道—桥梁耦合系统高效动力分析混合算法

为提高列车—轨道—桥梁耦合系统动力分析的计算效率,基于耦合时变法及分离迭代法,提出了1种混合算法。该算法将列车—轨道—桥梁耦合系统分解为车辆—轨道子系统和桥梁子系统。其中,车辆—轨道子系统在每一时间步需根据车辆位置对系统刚度系数矩阵进行更新,具有时变的特性;桥梁子系统的系统动力系数矩阵在整个动力分析过程中保持不变;车辆—轨道子系统与桥梁子系统通过钢轨与桥梁间作用力的平衡迭代实现耦合。利用朔黄重载铁路32m简支梁桥现场试验数据与由混合算法计算得到的分析结果进行对比,验证了混合算法的可行性。采用耦合时变法和混合算法分别计算列车通过蒙华重载铁路黄河龙门大桥的动力响应,结果表明:采用相同的时间积分步长时,2种方法拥有相同的计算精度,但混合算法比耦合时变法具有更高的计算效率,求解耗时降低了75%。     

HX_N6型大功率混合动力内燃机车微机控制系统

介绍了HX_N6型混合动力内燃机车微机控制系统的拓扑结构和新技术特点,详细阐述了控制系统的硬件、软件设计和适应性优化设计。实际运用表明,该车控制系统运行稳定可靠,完全满足用户的各项需求。     

混合动力动车组参数匹配研究

混合动力动车组突破传统的内燃动车组和电动车组模式,采用混合动力模式,是一种可以实现跨线运行的新型动车组产品。混合动力技术是混合动力动车组的核心技术之一,参数匹配技术是混合动力技术中的重要内容。现基于列车牵引力、牵引功率、牵引电机转矩以及牵引系统各电气部件容量的计算方法,综合考虑车辆动力性能要求,给出一种混合动力系统的匹配计算方法,并由此得到一套混合动力系统参数配置方案。通过仿真实验得出,由该匹配计算方法得到的混合动力系统参数配置可以满足目标车辆动力性能要求。     

铁路调度区域内货物列车出发计划动态全局优化

为实现调度区域内货物列车出发计划的全局最优,提出1种基于车流不确定性的动态优化方法。影响货物列车出发计划的不确定性因素主要有事故、晚点、扣修等,将其中不确定性因素进行量化处理,并当作随机变量。以调度区域内货车中转停留时间最小为目标函数,以网络车流平衡、节点车流守恒、满轴限制、运到期限作为基本约束条件,以计划兑现率要求作为动态约束条件,建立制定列车出发计划的动态优化模型。利用确定性等价类将模型转化为确定性线性规划模型,采用编制的线性规划软件求解。通过算例证明该方法可以得到优化结果。分析计算结果可知:车流的不确定性会导致中时增大;计划兑现率要求越高,计划最后的执行指标就越差;考虑运到期限要求,会导致中时增大。     

混合动力调车机车的技术和运用

列车的调车作业通常由内燃机车来完成。在调车作业间歇期间,内燃机车柴油机不能停机。目前,阿尔斯通公司推出了一种环境友好的新技术措施：采用电气混合动力系统来替代传统的内燃机车动力驱动。电气混合动力系统的组成包括蓄电池、柴油发电机组、功率电子装置、电动机和机械传动装置。这些装置安装在现有内燃机车上。柴油发电机组给蓄电池充电,并在机车需要高功率时提供附加的能量。运用试验表明,该机车可以大量节省燃料：货运调车作业节油35%,客运调车作业省油达60%。文中介绍了＂混合动力＂的定义,混合动力装置控制系统的原理和结构以及主要部件的技术规范,调车机车作业的内容和特点;比较了传统动力装置与混合动力装置的差异。     

基于混合补偿的同相牵引供电系统

为解决异相牵引供电方式存在的电能质量和电力机车过分相问题,将有源补偿和无源对称补偿技术相结合,提出基于平衡变压器接线方式的混合式同相牵引供电系统结构。文中给出混合式同相供电的统一补偿理论、无源补偿系统的无源元件参数计算方法、有源补偿的控制策略、无源和有源补偿的协调控制策略。最后,以采用YNvd接线方式的平衡变压器为例,采用MATLAB软件仿真验证该系统方案和控制策略的正确性。     

货物列车编组计划国内外研究综述

货物列车编组计划(TFP)在铁路运输组织工作中具有非常重要的作用,其编制是一项复杂的课题。目前,在编组计划编制理论和方法研究上取得了丰硕的成果。本文从研究对象、建模方法、求解算法分别介绍国内外TFP的研究现状;在此基础上,对比并评述国内外编组计划在编制流程、构成内容和建模方法3个方面的特点;最后探讨在优化方法和优化内容上进一步研究的思路。     

混合梁桥钢梁与混凝土梁连接研究

研究目的:国内外已建混合梁桥的钢梁与混凝土梁都是通过专门设计的钢混结合段进行过渡连接,各个桥梁的钢混结合段构造形式差异大,如何确保连接构造的合理、安全和可靠,以及关于钢混结合段的力学行为、设计理论和计算方法等方面都存在一些亟待解决的问题。研究结论:在轴压荷载作用下,钢混结合段中剪力件和核心混凝土柱承受的力大小与它们各自的刚度成正比;钢混结合段的仿真计算,应按不同计算目的,选择如弹簧模型、不考虑粘结滑移的实体模型、考虑滑移及混凝土压碎开裂的实体模型等不同层次的分析模型进行计算。本文根据混合梁桥钢梁与混凝土梁连接的本质要求,提出了一种无结合段、将混凝土梁的纵向钢筋直接锚固在承压板端部的连接形式,该连接具有构造简单、受力明确等优点。