感应充电路面技术研究现状与展望

以感应充电技术(Inductive Power Transfer,IPT)为主要特征的充电路面(Electrified Road,e-Road)近年来发展迅速，其可为行进中的电动汽车进行动态无线充电，有效解决电动汽车充电时间过长、续航里程不足等问题，是支撑未来公路交通电气化发展的重要储备技术。详细介绍了IPT系统的工作原理和性能特点，并总结了已有e-Road试验段的充电性能参数和技术就绪度水平。在此基础上，进一步从基础设施角度剖析了e-Road目前存在的主要工程问题及相关研究进展，内容包括：①深入分析了IPT系统工作时因高频磁场通过介电性路面材料所引起的电磁损耗对IPT系统充电效率的影响，并提出了可能的解决方法；②针对充电模块与普通沥青路面存在的力学兼容性问题，从结构受力原理、材料损伤特性等方面总结了e-Road复合结构产生力学损伤加剧效应的原因，并提出了耐久性优化措施；③针对e-Road环境可持续方面存在的不确定性，评估并对比了e-Road与传统道路的全生命周期环境效益，指出了e-Road环境性能研究对电动汽车全生命周期综合效益估算的重要性。此外，还从政策支持、安全性、价格因素等角度对e-Road进行了综合可行性评估，并对充电路面基础设施的未来发展进行了智能化展望，提出了e-Road与其他新型智能道路技术进行有机融合的可能途径。     

基于AHP-TOPSIS的山区低等级公路路面破损评价方法

以山区低等级公路路面为研究对象,依据不同种类路面的破损危害性不同,拟在公路路面评价中提出路面破损指数概念,对山区低等级公路路面破损程度进行综合评价。所用模型是利用层次分析法(AHP)对不同种类的路面损毁危害性进行赋权,并利用逼近理想解排序法(TOPSIS)计算山区低等级公路路面破损程度与最优情况的贴近度,进而将山区低等级公路路面破损情况转化成区间为[0,1]的路面破损指数,其中路面破损指数越大表示路面的破损程度越高。此模型方法简单,能够运用少量数据对山区低等级公路路面的破损程度进行定量评价,可为山区公路的养护工作提供更准确的数据参照。     

复合材料圆柱壳的稳定性及其优化设计

本文分别利用一阶剪切理论和Reddy高阶剪切理论计算了考虑横向剪切变形影响的复合材料层会圆柱壳的线性失稳载荷和几何非线性失稳载荷。分析了壳体的几何参数、铺层数、铺层角、半径厚度比值对失稳临界行值的影响。铺层的优化设计中利用随机试验法与可变容差法相结合，计算了寻求临界行值最大的铺层角最优问题，并利用约束非线性混合离散变量优化程序对铺层角为离散值的情况进行了优化。碳纤维环氧树脂圆柱壳模型试验表明本文计算结果是可靠的。     

电气化区段运行的铁道客车轴承电蚀原因探讨

分析了电气化铁路的供电方式对客车轴承的影响,通过试验验证了安装接地装置及接地电阻线对轴承电蚀保护的有效性。     

既有线钢桁梁桥横向刚度加固技术

对提速线路上5座不同跨度横向振幅严重超限的单线钢桁梁的车桥耦合振动进行分析,提出通过加强下弦杆和上、下平纵联斜杆的加固方案,并据此实施加固。桁梁加固前后理论计算和动力测试结果的分析与比较表明,加固后的桁梁自振频率得到明显提高,跨中横向振幅大幅降低,各项动力特性指标均已满足《铁路桥梁检定规范》所规定的允许值,列车的脱轨系数Q/P和轮重减载率ΔP/P也小于《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》(GB5599—85)所规定的限值,加固后各孔桁梁的横向刚度和动力特性已满足货车80 km.h-1、客车160 km.h-1的安全运行要求,且加固费用大幅度降低。     

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。     

钢轨电位与杂散电流综合抑制研究

在城市轨道交通直流牵引供电回流系统中,钢轨电位与杂散电流为回流系统中相互关联的参数,而钢轨电位限制装置(OVPD)与排流柜各自独立工作,互不协调。为进一步限制回流系统中的钢轨电位与杂散电流,需对OVPD与排流柜进行综合优化。分析了多区间情况下OVPD与排流柜的投入与退出对钢轨电位及杂散电流的影响,并提出了OVPD与排流柜综合优化方案。     

高速铁路电力贯通线并网技术研究

电力贯通线是高速铁路通信系统的核心供电线路,对于高速铁路正常运行起到至关重要的作用。但由于电力贯通线的输电可靠性在很大程度受上级电力系统制约,线路具有电容大的特点,绝缘水平和防雷措施方面相对薄弱,电力贯通线能否并网倒闸一直存在争议,目前国内外相关研究还很少。本文分析电力贯通线并网倒闸的原理及其安全性限制要求,针对杭深客运专线现场实测数据建立电力贯通线的电路模型,并在不同电压相位差和电压幅值比的条件下对一级贯通线进行并网暂态仿真,提出配电所应满足电压相位差-13°～13°和电压幅值比80%～120%的并网技术条件,为电力贯通线在工程上实现并网功能提供了理论依据。     

基于FPGA的可编程电阻装置设计

针对现有市场上销售的各种电阻元器件,如固定阻值电阻、滑线电阻器、电阻箱均不能直接给出期望的任意阻值问题,研究了一种基于FPGA的可编程电阻装置。该装置能够接收并行总线或以太网通讯的指令,并根据指令快速、准确地输出期望电阻值。详细介绍了可编程电阻装置在硬件设计、软件设计方面需要重点考虑的一些问题。基于FPGA的可编程电阻装置解决了快速、准确的生成期望电阻的难题。     

电动汽车用整车控制单元平台设计与开发

针对电动汽车种类繁多、对整车控制功能需求各异、缺乏整车控制单元平台的现状,在对电动汽车控制功能进行深入分析的基础上,以32位汽车级芯片和扭矩控制为核心,设计开发了电动汽车整车控制单元软件和硬件平台,大大提高了电动汽车整车控制单元的开发效率。