基于改进人工势场的自动驾驶汽车弯道超车动态路径规划

动态路径规划是自动驾驶汽车避障控制的关键技术。针对自动驾驶汽车弯道超车工况,建立基于改进人工势场(Artificial Potential Field, APF)的动态路径规划方法。为使基于APF的动态路径规划方法能运用于包含弯曲道路的复杂交通环境,将已在直道环境验证过的道路APF函数通过极坐标系与笛卡尔坐标系的相互转换,建立考虑道路曲率的弯曲道路APF函数。针对根据车辆质心位置判断车辆碰撞风险方法存在的缺陷,提出考虑车辆体积的碰撞风险预判方法,建立综合考虑车辆位置、速度和体积的障碍车辆APF函数。基于弯曲道路APF和改进障碍车辆APF,建立道路环境综合APF,引导车辆实现弯道超车。为避免目标函数中子目标相互干涉,提高弯道超车安全性,提出根据本车与障碍车辆相对位置关系自适应调整权重矩阵的方法。基于Carsim/Simulink联合仿真平台,分别在静态障碍车辆和动态障碍车辆2种工况下,验证自动驾驶汽车弯道超车动态路径规划的有效性。研究结果表明：所建立的弯曲道路APF能引导车辆转弯行驶,避免冲出车道;目标函数权重自适应调整方法能根据超车过程动态调整子目标的权重,规划出符合道路交通安全法规的路径,避免车辆超车时提前折返原车道,提高了超车安全性;考虑车辆体积的障碍车辆APF提高了车辆碰撞风险的预判精度,有效避免碰撞事故发生。     

盾构近距离上跨既有运营隧道施工控制技术

为确保始发阶段盾构近距离安全上跨既有运营隧道,在分析工程重难点的基础上,首先,对盾构上跨施工控制措施进行介绍 并结合施工参数控制情况对上跨措施的效果进行分析,然后,对既有运营隧道的变形规律进行分析。 研究结果表明: 1)通过调整 始发基座与盾构隧道轴线坡度一致,并在洞门钢环处焊接导轨,确保了盾构按照设计坡度上坡始发; 2)向盾壳四周注入克泥效,能 够润滑盾壳,减小推力,从而减轻对既有隧道的扰动; 3)盾构刀盘进入上跨段前,既有隧道产生向上和向盾构掘进方向2个方向的 位移,随着盾构重心通过既有隧道,竖向变形逐渐回弹,并在盾尾脱出后逐渐趋于稳定; 盾构掘进方向变形在刀盘位于隧道正上方 时开始迅速增加,在盾尾脱出后迅速趋于稳定。     

黄土地区道路陡边坡植被多样性生态防护措施

针对黄土地区路堑陡边坡的坡体形式,以锚杆护坡和植被根系保水固土机理为基础,结合植被多样性原理,统计分析黄土地区道路生态防护的植物种类及其植被群落组合,研究设计了适用于黄土地区陡边坡的新型土工柔性格框生态防护措施.以定西至平凉高速公路为试验依托项目,模拟分析黄土地区降雨对无防护边坡、普通植物纤维防护边坡和新型土工柔性格框植被防护边坡的冲刷,结果表明:在降雨量分别为2.4 m3/h和3.2 m3/h的60 min冲刷条件下,随着试验历时的增加,新型生态防护技术的边坡水流含沙率与累计边坡冲蚀量较其他2种边坡形式小30％以上;降雨冲刷试验结束后,前2种边坡的坡面均有不同程度的破坏,而新型生态防护技术防护的坡面比较稳定.     

浅埋矩形顶管整体背土效应的原因分析与处理措施

为避免浅埋矩形顶管工程中的整体背土破坏现象,在现有研究成果的基础上,结合整体背土理论,依托某地下停车场项目,从实际整体背土现象出发进行原因分析。首先,结合工程现场整体背土破坏现象的特征,得出相邻隧道施工、姿态调整、顶管机停机、减摩泥浆失效等为主要原因。然后,分别阐述本项目采用的注浆管路排查、刀盘前方背土位置堆载、背土位置钻孔注水、施作隔断墙等整体背土处理措施。最终,得出在无法改变管节四周土体抗力的前提下,通过减小管土摩擦因数可有效避免整体背土现象发生的结论。     

通信时延与丢包下智能网联汽车控制性能分析

网联协同控制是智能网联汽车的重要应用场景,而车联网的通信时延与丢包可能导致控制性能下降,甚至影响行车安全。为了分析时延与丢包对网联车辆控制的稳态与瞬态性能的影响,设计了网联控制器,并开展了仿真与实车试验。基于车辆动力学特性,将通信时延与丢包下的网联车辆控制分解为纵向控制与横向控制,进行了统一建模,并设计了控制器进行试验分析;搭建了网联自动驾驶的CarSim-Simulink联合仿真平台,及集成可模拟时延与丢包的LTE-V原理样机的智能网联汽车试验平台;开展了不同时延与丢包率下网联跟车控制与网联路径跟踪控制的仿真试验与实车试验。试验结果显示：时延与丢包对控制误差的影响形态有相似性;时延或丢包率取系统及工况参数有关的小值时,如试验中时延小于200 ms或丢包率小于20%,工况随机因素对控制误差的影响可能超过时延与丢包的影响;在更大的时延或丢包率下,时延与丢包的出现方式（如出现时机等）对控制误差影响更大。研究结果表明：能实现针对网联车辆控制系统通信特性的控制器优化设计,使得当时延与丢包在工况相关阈值内时,系统控制误差有界。所揭露的规律一方面可用于对造成危险控制误差的时延与丢包工况进行预警,另一方面也可用于基于给定的稳态或瞬态控制误差边界,判定对应工况允许的时延与丢包率边界。     

含水率差异对膨胀性红黏土隧道施工力学行为的影响

膨胀性红黏土因其特殊的水敏性,使得自身遇水膨胀,是造成隧道围岩失稳的重要原因。 为建立含水率与膨胀率的关系,从 而明确含水率变化对大断面膨胀性红黏土隧道及支护结构受力变形的影响,以银西高铁庆阳膨胀性红黏土隧道为研究背景,通过 现场监测确定围岩含水率波动范围;结合室内试验建立含水率与膨胀性和抗剪强度的对应关系;将土体含水率变化条件下的膨胀 关系同材料受热膨胀特性进行联系,利用ABAQUS内置的温度应力场模拟湿度应力场,分析不同含水率作用下隧道围岩压力、衬砌 结构内力与变形量值的重分布规律。 结果表明: 开挖后不同含水率最终趋于饱和时,随着初始含水率的降低,围岩及支护结构受 力增大,仰拱与拱脚处相对位移提高,拱顶、拱腰与边墙处相对位移降低,整体安全系数逐渐降低;对开挖后洞周平均含水率20.7% 而言,最终趋于饱和时围岩压力安全系数为2.2,衬砌安全系数为1.1,围岩相对位移为0.97%;相比于围岩压力和衬砌结构受力, 含水率变化对洞周围岩变形影响最大;基于特殊地质情况,建议将隧道预留变形量提至150~180 mm。     

武汉四新地区竖向规划

一个地区的开发建设必须要有一个合理详细的竖向规划做指导。该文以武汉四新地区为例,针对武汉四新地区水系发达、地势较低等特点,详细地介绍了片区竖向的规划过程,为片区道路和场地竖向设计提供依据。     

酉水大桥日照温度对斜交高墩施工线形影响及其控制方法研究

以湖南省张花高速公路酉水大桥（80 m＋145 m＋80 m）斜交高墩大跨度连续箱梁桥为工程背景,介绍了斜交高墩日照温度作用的基本理论及有限元分析方法.应用ANSYS有限元软件,建立了酉水大桥斜交高墩日照温度效应计算模型,分析了主桥墩在日照温度效应下的温度场特征,对比理论分析与实测温度,并分析了日照温度作用下高墩施工线形影响,根据日照温度墩顶位移近似解析解提出了施工中控制墩身变形和轴线偏位的方法,为高墩施工的线形控制提供一定的参考.     

PC箱梁温度效应研究及ANSYS仿真模拟

通过对PC箱梁温度场的影响因素及温场特点的讨论,提出实际工程中箱梁温度场的测试方法。应用有限元分析软件ANSYS对箱梁温度效应进行仿真模拟计算温度应力,并对模拟结果进行分析,在一定程度上指导了PC箱梁的设计及施工。     

高填方路基衡重式挡墙的变形及稳定的现场监测

衡重式路肩挡墙是高填方路基广泛采用的支挡结构形式之一。结合某山区公路改建工程，对k2770＋350-＋450衡重式挡墙的变形及受力情况进行了现场监测。监测结果表明，衡重式挡墙的变形及受力与填方断面形式、填土材料的物理力学性质、施工方法、工作环境等诸多因素有关，在工程完成后的较长一时段内，填土与挡墙的相互作用仍对结构的变形有着一定的影响。