基于深度强化学习的车辆跟驰控制

针对自适应巡航控制系统在控制主车跟驰行驶中受前车运动状态的不确定性影响问题，在分析车辆运动特点的基础上，提出一种能够考虑前车运动随机性的跟驰控制策略。搭建驾驶人实车驾驶数据采集平台，招募驾驶人进行实车跟驰道路试验，建立驾驶人真实驾驶数据库。假设车辆未来时刻的加速度决策主要受前方目标车辆运动影响，建立基于双前车跟驰结构的主车纵向控制架构。将驾驶数据库中的驾驶数据分别视作前车和前前车运动变化历程，利用高斯过程算法建立了前车纵向加速度变化随机过程模型，实现对前方目标车运动状态分布的概率性建模。将车辆跟驰问题构建为一定奖励函数下的马尔可夫决策过程，引入深度强化学习研究主车跟驰控制问题。利用近端策略优化算法建立车辆跟驰控制策略，通过与前车运动随机过程模型进行交互式迭代学习，得到具有运动不确定性跟驰环境下的主车纵向控制策略，实现对车辆纵向控制的最优决策。最后基于真实驾驶数据，对控制策略进行测试。研究结果表明：该策略建立了车辆纵向控制与主车和双前车状态之间的映射关系，在迭代学习过程中对前车运动的随机性进行考虑，跟驰控制中不需要对前车运动进行额外的概率预测，能够以较低的计算量实现主车稳定跟随前车行驶。     

人机混驾环境下基于LSTM的无人驾驶车辆换道行为模型

道路系统中的人机混驾交通环境是指人工驾驶车辆与自动驾驶车辆混合运行的交通环境，其中换道行为建模是人机混驾环境下无人驾驶车辆行为研究的热点。基于深度学习理论，构建人机混驾环境下基于长短期记忆神经网络的无人驾驶车辆换道行为模型（Long-short-term-memory-based Autonomous Vehicles Lane Changing，LSTM-LC）。通过研究人工驾驶车辆在换道过程中与周边车辆的相互作用，对换道行为影响因素进行分析；同时，为了提升模型的迁移性，引入道路横向偏移量信息。结合LSTM神经网络的输入要求，使用美国公开交通数据集Next Generation SIMulation（NGSIM）构建换道行为样本库。针对LSTM-LC模型，以均方差MSE作为损失函数，使用RMSprop优化方法进行训练，对LSTM网络结构、历史序列长度N及训练样本量3个重要参数进行标定。最后，针对道路横向偏移量M对LSTM-LC模型性能的影响进行对比试验。研究结果表明：相比GRU-LC模型，LSTM-LC模型对换道行为的表征更准确，在模型的精度和迁移性上有着显著的提升；GRU-LC模型的均方差为4.64 m²，迁移性均方差为119.82 m²，而LSTM-LC模型的均方差为3.18 m²，迁移性均方差为79.58 m²，分别优化了31.5%和39.71%；通过引入道路横向偏移量M，可将LSTM-LC模型精度和迁移性提升约10%，且模型稳定性更强。     

人机混驾环境下基于深度学习的车辆切入轨迹预测

为保证人机混驾环境下自动驾驶汽车的安全行驶,对周围车辆切入轨迹的预测至关重要.本文首先使用Savitzky-Golay滤波器对大规模采集的自然驾驶数据进行去噪处理,根据准则提取车辆切入片段,建立符合中国道路状况的车辆切入数据集.其次,发挥Bi-LSTM网络能充分利用上下文信息的优点和in-out快捷连接有效减少梯度消失...     

Real time queue length estimation for signalized intersections using travel times from mobile sensors

We study how to estimate real time queue lengths at signalized intersections using intersection travel times collected from mobile traffic sensors. The estimation is based on the observation that critical pattern changes of intersection travel times or delays, such as the discontinuities (i.e., sudden and dramatic increases in travel times) and non-smoothness (i.e., changes of slopes of travel times), indicate signal timing or queue length changes. By detecting these critical points in intersection travel times or delays, the real time queue length can be re-constructed. We first introduce the concept of Queue Rear No-delay Arrival Time which is related to the non-smoothness of queuing delay patterns and queue length changes. We then show how measured intersection travel times from mobile sensors can be processed to generate sample vehicle queuing delays. Under the uniform arrival assumption, the queuing delays reduce linearly within a cycle. The delay pattern can be estimated by a linear fitting method using sample queuing delays. Queue Rear No-delay Arrival Time can then be obtained from the delay pattern, and be used to estimate the maximum and minimum queue lengths of a cycle, based on which the real-time queue length curve can also be constructed. The model and algorithm are tested in a field experiment and in simulation.     

基于高斯过程机器学习方法的隧道围岩分类模型

针对现有围岩分类方法的局限性,基于工程实例,利用分类性能优异的高斯过程机器学习模型建立围岩类别与其主要影响因素之间的非线性映射关系,进而提出一种基于高斯过程的隧道围岩分类模型,实现不同情况下围岩分类的合理识别.将该模型应用于川藏公路二郎山隧道围岩分类,研究结果表明,隧道围岩分类的高斯过程机器学习模型是科学可行的,与人工神经网络模型、支持向量机模型相比较,该模型具有参数自适应化的优点,能方便快捷地给出合理可靠且具有概率意义的围岩分类评价结果,可对围岩分类结果的不确定性或可信度进行定量化评价.     

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在实际的快速路交通流系统中,入口匝道的流量和快速路主路的速度都是受限的,因此在对快速路交通流进行控制时考虑这些限制十分必要. 基于迭代学习控制的快速路入口匝道控制是近年来快速路控制领域的一个研究热点,然而,至今为止还没有在输入和状态同时受限情况下的相关收敛性分析. 本文首先介绍了快速路交通流模型,并将交通密度控制转化为输出跟踪问题;然后通过严格的数学分析证明了在入口匝道流量受限和主路速度受限的情况下,基于迭代学习控制的入口匝道控制仍然能保证交通流密度收敛于期望密度;最后通过仿真研究验证了该方法在受限情况下能达到很好的控制效果.     

基于远洋轮机员工作过程的《船舶辅机》课程开发与实践

课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点.本文阐述了基于远洋船舶轮机员工作过程的船舶辅机课程开发的思路,以轮机员岗位职责、工作流程分析为依据,进行课程内容的选择与排序,根据船舶轮机员职业能力要求,设计船舶辅机课程的学习情境,以行动为导向实施教学过程.使教学内容、履约要求以及企业需求深度融合,从而实现...     

阿司匹林对衰老模型大鼠学习记忆能力的影响

目的观察阿司匹林对衰老模型大鼠学习记忆能力的影响。方法采用皮下注射D-半乳糖生理盐水溶液制备衰老大鼠模型。不同剂量阿司匹林以及阳性治疗药物处理后,采用Morris水迷宫行为检测方法观察大鼠学习记忆能力。结果与未治疗的衰老模型大鼠相比,小、中剂量阿司匹林应用后,大鼠平均逃避潜伏期明显缩短,穿越站台的次数显著增加;而大剂量阿司匹林处理大鼠的逃避潜伏期和穿越站台次数均无明显变化。结论适当剂量的阿司匹林能够改善衰老模型大鼠的学习记忆能力,而大剂量阿司匹林反而加剧衰老模型大鼠的精神症状。     

补肾健脑方对血管性痴呆大鼠皮质和海马脑血流量及乙酰胆碱含量的影响

目的研究补肾健脑方对血管性痴呆(VD)大鼠学习记忆、局部脑血流量、乙酰胆碱(ACh)含量及CA1区神经元形态学改变的影响,探讨其治疗VD的可能机制。方法双侧颈总动脉永久结扎法(2-VO)制备大鼠慢性脑缺血致VD动物模型,造模完成后,随机分为6组。分别用蒸馏水、多奈哌齐混悬液以及不同浓度补肾健脑方灌胃,30 d后水迷宫实验测定大鼠学习记忆能力,放射性测量脑血流量,比色法测定ACh含量,HE染色观察神经元形态学改变。结果与模型组相比,补肾健脑方能提高VD大鼠的学习记忆能力,改善皮质和海马脑血流量,提高ACh含量,与多奈哌齐组相比未见统计学差异。结论补肾健脑方改善VD大鼠的学习记忆能力的作用机制可能是通过增加皮质和海马的脑血流量,增加皮质和海马ACh含量而发挥作用的。     

认知主义学习动机理论对高职日语教学的启示

学习动机理论在第二语言习得中被认为是影响语言学习者学习成败的关键因素之一。文章从学习动机的视点出发,注重分析了认知主义学习动机理论,并从丰富教学内容、培养学生跨文化思维方式、纠正学生的不良学习动机等方面探讨了在日语教学中应如何运用这一理论更好的为日语教学服务。