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。     

汽车天线偏心测试的系统设计与试验验证

随着智能网联汽车的迅速发展,汽车对外通信性能的重要性显著提高,但汽车体积大、重量沉,无法直接借鉴传统通信行业的天线系统测试方法。本文以智能网联汽车的天线系统为研究对象,研究出一种改进的近远场变换算法,并基于该方法设计出一种合理的验证方案,从而降低因汽车测试位置偏移对试验结果的影响。研究表明,当以整车作为被测件时,车载天线在测试系统中心和整车几何中心在测试系统中心的情况下,近场测试数据存在明显的较大差异;然而通过正确的NF-FF变换处理,两者远场辐射方向图都是一致的。说明了在球面近场系统测量加近远场变换的处理下,可以得到整车远场辐射信息。该结论对推动整车无线性能测试提供了实验和验证基础。     

基于元胞自动机的高速铁路列车群追踪运行仿真模型

为分析高速铁路列车在追踪间隔缩小时的运行状态,根据准移动闭塞系统原理,设置列车区间运行和车站运行的演化规则,建立准移动闭塞条件下基于元胞自动机的列车群追踪运行仿真模型。利用元胞自动机对京沪高速铁路线路"上海虹桥—南京南"运行图中追踪运行的10列车进行建模仿真,分析仿真结果验证到达间隔时间是制约追踪间隔的瓶颈,并得出后行列车满足追踪间隔4 min或3 min的情况下,其运行速度不受前行列车的干扰。     

基于启发式Q(λ)学习的铁路绝缘子定位研究

智能化冲洗是解决电气化铁路绝缘子人工冲洗弊端的有效途径,而智能化冲洗的关键在于绝缘子识别、定位。通过对现有智能冲洗设备的分析,提出一种铁路绝缘子定位、跟踪方法,该方法基于传感器信息,采用启发式Q(λ)学习算法,可快速、准确找到绝缘子。首先建立铁路绝缘子水冲洗环境模型,接着为解决传统Q(λ)学习算法盲目学习导致收敛速度慢的问题,通过搜索支柱特征调整奖赏函数,设计启发式策略函数并融入Q(λ)学习中,提高算法的学习和收敛速度。最后分别对传统Q(λ)学习算法和启发式Q(λ)学习算法进行Matlab仿真实验,确定最佳参数设置,仿真结果表明启发式Q(λ)算法的正确性和可行性。     

我国高速铁路道岔尖轨廓形研究

对我国高速铁路道岔区钢轨运营现状进行总结分析,得出2种道岔区典型尖轨廓形。建立轮轨接触和动力学模型,分析尖轨廓形对应力分布特征和动力学性能的影响规律。分析结果表明:尖轨轨肩较低时将导致接触区域集中分布于非工作边侧,形成较高的应力水平,大幅增加产生接触伤损的风险,而采用设计廓形的尖轨应力水平较低,接触区域分布合理。尖轨廓形对道岔区动力学性能的影响较小,道岔区基本轨采用60N廓形可在一定程度上改善道岔区动力学性能。建议高速铁路道岔区尖轨、心轨机加工段廓形仍沿用现有尺寸参数,轨件非加工段采用60N廓形。     

铁路专用线选线控制因素分析

为系统分析出铁路专用线选线时各种控制要素,尝试探寻铁路专用线选线的独特规律,通过对铁路专用线选线功能及作用的分析,系统阐述铁路专用线选线时"路内"、"路外"各种控制要素和关键优缺点,同时理论与实践相结合,以华能铜川电厂铁路专用线工程为实例,对铁路专用线选线时涉及的运输通道、技术标准、接轨方案等进行多角度比选分析,使推荐的线路方案满足各方需求,工程合理可行。铁路专用线选线与国铁干线选线相比,既有着相同的特点也有着独特的考虑因素,为铁路专用线选线提供系统、全面、科学的控制因素及比选方法。     

铁路线路单元质量管理信息系统框架探讨

铁路行业的高速发展向铁路线路管理提出了更高要求,亟需信息系统辅助管理。通过研究分析国内外铁路线路信息管理系统现状,明确线路单元优化划分和养护维修计划优化制定是系统的发展方向。依据公路单元划分的方法,探讨铁路轨道单元划分的原则和方式,研究"秩和检验法"划分线路单元的具体步骤,总结轨道单元划分管理的实际应用效果。参考国外铁路线路信息管理系统的框架搭建形式,结合单元管理思想探讨系统各模块功能,搭建线路检测、单元划分、计划制定、实施效果反馈的连续性管理框架,并在计划管理模块中采用案例推理技术(CBR),设计两次推理过程,建立检测数据与对策源案例的联系,优化养护维修计划制定方法,为铁路线路的管理提供决策支持。     

长江经济带沿江铁路通道规划建设必要性分析

长江经济带发展正式上升为国家战略。沿江铁路通道横跨我国长江经济带,是我国长江经济带发展战略的支撑性通道。以沿江通道区位特征、产业布局、经济特征为依据,通过分析沿江铁路通道的发展现状、存在问题,通道内不同时期铁路运输需求,以及对拟建项目的功能定位进行分析,从而提出沿江铁路通道规划建设的必要性。     

超重货物作用下的铁路轨道路基响应机理研究

为研究超重货物作用下轨道路基动态响应机理,基于有限元软件ANSYS建立轨道-路基三维有限元模型,分析轨道路基在超重货物作用下的应力分布和位移变形规律,并与现有设计规范进行比较。研究结果表明:超重货物作用下,钢轨和轨枕均满足运输要求,道床应力达637.72 k Pa,超出碎石道床容许值,路基基床局部受力达202.33 k Pa。超重货物运输过后,会对既有轨道结构造成一定的损伤,因此要进行必要的养护维修以满足其他车辆的安全运营。研究结果可为以后超重货物的安全运营和重载铁路的养护维修提供一定的参考。     

钢轨动力吸振器对地铁车轨振动的影响分析

基于车轨耦合动力学理论,建立地铁车辆与地铁常用整体道床轨道的耦合动力学模型。对比地铁车辆在加装动力吸振器和未加装钢轨动力吸振器的轨道运行时的车体加速度、轮轨相互作用力、钢轨加速度以及轨道板(道床板)振动加速度等指标,综合分析其对车辆和轨道的影响,对钢轨动力吸振器的应用具有理论指导意义。对比从时域和频域分别进行,结果表明,地铁整体道床轨道在加装钢轨动力吸振器以后,车体垂向加速度受到的影响很微小;轮轨动作用力有减小趋势;钢轨加速度和道床板表面加速度在钢轨pinned-pinned共振频率附近有明显的降低。安装钢轨动力吸振器有利于轨道减振降噪,对轮轨动作用力的降低也有益处。