人机协作系统中车辆轨迹规划与轨迹跟踪控制研究

自动驾驶系统需具备响应驾驶人意图且有效执行驾驶人意图的能力，以解决人机协作系统中存在的人机冲突、人机优势融合等问题。提出决策层“以人为主”、执行层“以机为首”的人机协作关系，构建包含驾驶人意图识别模块、基于意图识别的轨迹规划模块与轨迹跟踪控制模块的人机协作一体化控制系统框架，并重点对轨迹规划模块与轨迹跟踪控制模块开展研究。首先，结合双向长短期记忆神经网络（Bi-directional Long Short Term Memory，Bi-LSTM）与注意力机制模型建立换道轨迹规划模型；在改进人工势场算法中引入模型预测控制并建立避险轨迹规划模型。其次，通过开展驾驶模拟器试验建立换道与避险驾驶行为数据集，为拟人化模型训练和模型参数确定提供支撑。然后，综合考虑车辆状态变量、控制输入与输出以及道路结构参数等约束条件，构建基于最优转向前轮输入的线性时变模型预测轨迹跟踪控制器，实现对规划轨迹的精准跟踪。最后，基于驾驶模拟器搭建人机协作系统硬件在环测试平台，对轨迹规划模块与轨迹跟踪控制模块开展硬件在环测试与验证。结果表明：换道与避险规划轨迹光滑且平稳，轨迹跟踪控制过程中，车辆航向角与前轮转角变化平稳；所构建的轨迹规划与轨迹跟踪控制模块在确保安全性前提下可实现不同场景中的车辆运动控制需求。     

城市水下道路隧道驾驶安全影响因素分析和改善思路

总结城市水下道路隧道事故分布规律，从驾驶人、隧道光环境及道路条件3方面分析隧道驾驶安全影响因素，对现有安全改善措施及其优缺点进行剖析，并指出城市水下道路隧道驾驶安全优化研究趋势： 应以提升隧道光环境质量为主，考虑交通事故形态、事故致因及影响因素，在确保交通安全的基础上，考虑不同隧道路段驾驶人差异化视觉需求。驾驶人视觉需求可以分为功能性、安全性与舒适性需求，对应的隧道行车环境可分为基本型、安全型与舒适型视觉参照系。提出以构建城市水下道路隧道舒适型视觉参照系为目标，通过隧道照明与隧道视线诱导技术相结合，缓解隧道出入口参照系的剧烈过渡，加强中间段弱视觉参照的城市水下道路隧道驾驶安全优化方法。构建基于空间路权、人因与驾驶任务、差异性与韵律性的隧道驾驶安全优化评价指标体系，为城市水下道路隧道驾驶安全优化提供新思路。     

基于中国人体驾乘姿态的汽车人机空间布置研究

合理的人机空间布置对汽车的舒适性与安全性至关重要,人体驾乘姿态是汽车人机空间布置的依据。文章设计试验,扫描得到500样本分别在8辆车中的驾乘姿态数据,对数据进行统计分析,建立驾驶员座椅适宜线方程与中国人体2D模板,基于标杆车进行验证,结果显示,方程及模板精度较高,符合中国人体驾乘特征。该研究为汽车人机空间布置提供理论依据,为研发适合中国人驾乘的车辆提供支撑,对建立中国汽车人机设计体系具有重要意义。     

浙东地区公路隧道调光参数影响因素实测分析与调光控制探讨

为掌握公路隧道调光参数的变化特征,更好地解决调光控制与隧道照明需求匹配的问题,采用改进的环境简图法结合环形线圈车检器同步获取浙东沿海丘陵地区6条公路隧道的长序列洞外亮度L20(S)和交通流数据。实测结果表明： 1）对浙东地区,公路隧道春、夏、秋、冬季的L20(S)峰值比例约为0.95∶1∶0.95∶0.85,晴天、云天、阴天、重阴天的L20(S)比例约为1∶0.6∶0.18∶0.11; 2）L20(S)是影响浙东地区公路隧道照明需求的主要因素,其对调光控制节能的贡献超过95%,交通流对隧道照明需求的影响较为有限; 3）隧道越短,调光控制所取得的节能效果越显著,短隧道采用无级调光,照明能耗可降低50%以上。     

基于多尺度方法的道路隧道温度场特征研究

隧道火灾往往会造成严重后果。为实现快速准确的火灾报警,以大连路隧道、青浦隧道、白茫雪山隧道正常运营及火灾试验工况下采集的大量正常运营工况温度数据和火灾工况温度数据为对象,使用多尺度分析方法,研究道路隧道火灾工况和正常运营工况不同尺寸下的温度场特征。结合隧道光纤光栅温度系统采集的数据,对隧道火源及其邻域的温度、温度梯度和温度二阶导数进行大量统计描述分析; 同时对火灾时隧道内温度场的波动特征进行论述。通过分析,得出隧道火灾时的温度场具有强烈波动特征,建议使用单位时间内温度的标准差、离散系数来表征隧道温度的波动程度;使用单位时间内温度一阶导数的标准差、离散系数（均值大于0.1）来表征温升的波动程度,并给出常规工况下单位内时间温度标准差的建议取值。最后,通过识别火源点及其邻域的温度波动特征可判断火灾是否发生。     

孤石与基岩爆破处理对泥水盾构掘进参数的影响分析

为有效降低海底复杂地层中盾构开挖范围内遇到的孤石或基岩突起对盾构刀具的损坏程度,降低施工风险和提高施工效率,以台山核电站1#、2#海底取水隧洞工程为依托,采用钻探和物探的方法确定孤石和基岩的分布规律,并制定陆地和海面钻孔爆破处理方案。通过对孤石群和基岩段爆破前后盾构掘进过程中的掘进速度、每环掘进时间、掘进推力等掘进参数进行对比分析可知： 1）爆破后基岩段盾构掘进速度提高了约68.2%,平均每环掘进时间节省了约45.1%,平均掘进推力降低了约11.5%; 2）孤石群爆破段与正常掘进段盾构参数基本一致; 3）孤石群和基岩爆破达到了预期效果,消除了基岩突起和孤石群对盾构掘进的威胁,保证了盾构掘进的顺利施工。     

水力式升船机阀后流道体型水力特性试验研究

依托一种全新的升船机形式——水力式升船机工程,探讨其输水系统阀门的选型及活塞式流量调节阀的特点。通过比尺为1∶10.667的常压及减压物理模型试验,研究三岔管和突扩体两种阀后流道体型下的输水系统流量系数、阀后流道边壁脉动压强、阀门临界空化数以及阀后空化形态,讨论了突扩体型的水力优越性。可为水力式升船机输水系统阀门段的水力设计与研究提供借鉴和参考。     

某抽水蓄能电站侧式进/出水口体型优化数值模拟

对某抽水蓄能电站侧式进/出水口进行三维数值模拟,发现原体型存在不利水流现象。通过将扩散段底板坡度6%调整为2%,得到优化体型,以期望满足水力学要求。优化体型计算结果表明,减小扩散段底板坡度对进/出水口的水流流态、拦污栅断面的流速分布和不均匀系数、进出水口的水头损失等均有一定的改善作用。     

可拆装式小型科研汽车驾驶模拟器台架设计

针对小型科研型汽车驾驶模拟器开发,论文进行了可拆装式台架设计。对台架进行了总体设计说明,介绍了各部分组成和功能,分别介绍了基础支架设计、转向操纵机构设计、路感电机和电子踏板的选取。基础支架由若干角钢通过螺栓连接而成,便于拆卸和组装。转向操纵机构设计主要对转向盘进行了选取,对转向轴长度、轴径、轴键进行了设计计算,设计了高度可调转向柱。根据驾驶模拟器阻力模拟需要,对路感电机进行了合理选择。对电子踏板进行了选取,从人机工程学角度对踏板安装角度进行设计。所设计驾驶模拟器便于拆装,能够较好地模拟转向盘路感,符合人机工程学设计要求。     

盾构掘进对邻近桩基的变形特征研究

深圳地铁7号线盾构区间在YDK14+180~+280段进行近接桩基施工中,为了严格控制施工对近接桩基的扰动,以保证施工的安全性,通过有限元软件分析了不同掘进姿态在盾构施工过程中对近接桩基的影响。指出:1)盾构掘进姿态是施工过程中对近接结构物影响十分显著的因素,施工时应加以严格控制;2)在盾构蛇行推进过程中,随桩基与掌子面距离的减小和盾构蛇行偏角的加大,盾构施工掘进对桩基的影响程度在加大;3)在盾构刀盘推进至距离桩基间距为2.0D时,应严格控制盾构施工过程中的掘进姿态,特别需要控制盾构的左右偏离。