基于TsGAN的自动驾驶汽车高速公路变道切入测试场景自动生成算法

前方相邻车道车辆变道切入自动驾驶车辆所在车道是典型的高速公路自动驾驶高风险场景,在实际高速公路上进行该类场景的复现测试存在非常高的安全风险,虚拟仿真测试是解决该问题的最佳途径之一。为自动生成批量化的高保真高速公路变道切入测试场景,该文提出了一种基于时间序列生成对抗网络(TsGAN)的自动驾驶汽车高速公路变道切入测试场景自动生成算法。该算法以变道切入时刻两车的车头时距和侧向时距为场景危险程度评价指标,从高速公路真实轨迹数据集highD中提取4类不同危险程度的2853个变道切入场景实例,基于TsGAN构建变道切入测试场景生成模型,并利用所提取的真实轨迹数据训练模型;其后,采用所构建的模型生成前车变道轨迹和测试车变道切入时刻前的运行轨迹,通过比较所生成的变道轨迹与真实轨迹之间的分布相似性、频谱误差,验证所生成的轨迹的真实性。该文还分析了所生成的场景中变道切入时刻两车的运动关系及轨迹参数分布,检验了自动生成的场景在自然场景中的覆盖度。结果显示:从轨迹关键参数的分布来看,TsGAN模型生成的变道轨迹与真实轨迹的平均相似度达79.7%,平均频谱误差小于8%,落在最相似真实轨迹缓冲区的轨迹超过83.2%,表明所生成的轨迹具有高真实性;与所采集的真实场景相比,所生成的场景实例覆盖范围更大,在参数区间内分布更均匀,变道切入时刻前方变道车辆与测试车的车头时距和侧向时距分别降低了17.83%和16.37%(平均值),车辆轨迹参数分布区间平均增长了19.44%,表明所生成的场景在自然场景中具有较高的覆盖度;所提出的基于TsGAN的场景生成模型可模拟4种不同危险程度的变道切入测试场景,具有较强的针对性。

无信控交叉口网联车辆动态碰撞风险检测与预警策略

针对无信控交叉口碰撞事故多发的问题,面向网联人工驾驶环境,研究提出了一种基于车车通信的无信控交叉口网联车辆碰撞动态风险检测与预警策略。在构建典型无信控交叉口场景的基础上,设计了一种基于多项式拟合的车辆轨迹模型;融合利用碰撞到达时间和风险暴露时间作为风险检测指标,构建了一种圆形-双圆车辆模型实现车辆碰撞风险检测;综合考虑了驾驶人异质性及其交互行为,提出一种基于博弈论和遗传算法的两级碰撞预警策略;基于SUMO搭建仿真环境对预警策略的有效性及适用性进行测试分析。结果表明,所提策略能够准确识别出所有的碰撞事件并触发预警,预警成功率达到100%;在不同比例驾驶人组成测试工况下,所提预警策略均能显著降低碰撞率和平均碰撞动能。

集成学习框架下的车辆跟驰行为建模

为了提高复杂行驶环境下车辆跟驰行为预测精度,提出了一种集成学习框架下融合理论驱动模型和数据驱动模型的车辆跟驰行为建模方法。基于stacking集成学习框架,选择理论驱动的智能驾驶模型(IDM)、考虑车辆队列和周围行驶条件因素的数据驱动的长短时记忆(LSTM)网络和门控循环单元(GRU)网络作为跟驰行为特征的一级学习算法,选择3种线性和8种非线性回归方法作为备选二级学习算法来融合一级学习器的输出特征。通过对比使用实际车辆轨迹数据计算的模型预测精度,确定了最优模型。研究结果表明:包含车辆队列和周围行驶条件变量的数据驱动跟驰模型比IDM模型的预测精度更高;多数情况下采用非线性二级学习算法的融合跟驰模型的预测精度高于IDM模型、数据驱动跟驰模型以及采用线性二级学习算法的融合跟驰模型;分别采用GBRT回归和随机森林回归作为二级学习算法的IDM-LSTM-stacking模型和IDM-GRU-stacking模型具有最高的预测精度;外界干扰下的融合跟驰模型稳定性优于单一的理论和数据驱动跟驰模型。集成学习为驾驶行为建模提供了新方法。

基于多阶段优化的壁画图像色彩还原

敦煌壁画是中国最有价值和不可再生的文化遗产之一。而壁画图像的色彩复原对敦煌壁画的数字化保护和展示具有重要意义。为了解决褪色壁画图像色彩还原过程中出现的边缘伪影和色彩混叠问题,提出一种基于多阶段优化的壁画图像色彩还原方法。该方法利用高斯核函数得到壁画图像的多尺度表示。同时,构建三个基于编码器-解码器的迁移子网来学习壁画图像多尺度表示的语义特征,在参考壁画和褪色壁画之间建立语义关联来恢复壁画颜色。采用由粗到细的优化策略,在各个阶段间构建跨尺度特征融合模块实现图像多尺度表示的特征融合,建立不同阶段间的特征依赖关系。通过多阶段逐步优化,实现壁画图像的色彩还原。通过对临摹壁画和真实壁画的实验表明,该方法能够较有效地消除噪声影响,在还原壁画色彩的同时能较好地保持褪变色壁画图像的边缘纹理信息。

基于双参考优化的壁画图像色彩还原

褪变色壁画图像的色彩还原研究可以促进壁画的保护和展示。壁画图像色彩还原旨在将退化壁画图像的色彩褪变区域还原为原有色彩。常规的基于单幅参考壁画图像的色彩还原方法难以选取与退化壁画图像相似的参考壁画图像,进而影响色彩还原质量。为此,提出一种基于双参考优化的壁画图像色彩还原方法。采用双参考策略,即使用2幅参考壁画图像对退化壁画图像进行色彩还原,利用图像优化模块抑制褪变色壁画图像中普遍存在的噪声、划痕等多重退化,通过编码器-解码器网络编码提取壁画图像多尺度特征,并构建特征融合模块优化壁画图像的多尺度特征。采用双参考指导模块计算参考壁画图像与退化壁画图像的语义对应置信度,以实现图像区域间的相似性匹配,并实现2幅参考壁画图像的风格融合。在此基础上,利用融合特征实现退化壁画图像的色彩还原。实验结果表明,该方法可以较准确地还原退化壁画图像色彩,同时能较好保持壁画图像原有的边缘结构信息,并且使用无参考图像质量评估指标对各个方法的还原壁画图像进行客观评估,与对比方法相比,该方法在客观评估指标上最多可降低12.2%。

基于门控位置编码的壁画图像多级色彩还原

近年来,壁画图像的色彩还原研究已成为壁画文物保护和展示领域的一个热点问题。针对壁画色彩还原面临的整体特征信息难以有效提取和保持,局部色彩还原易出现假色以及色彩溢出等问题,提出基于门控位置编码的壁画图像多级色彩还原方法。首先,构建基于全局特征约束的编码器网络,并通过改进的多核多值池化算法提取图像的全局特征梯度作为下采样取值标准以建立壁画图像特征金字塔,从而减少壁画图像在特征编码过程中的整体特征损失;其次,为准确还原壁画图像的局部色彩信息,设计基于门控位置编码的色彩迁移模块,该模块通过约束空间域中内容特征与色彩特征之间相似性核的学习,构建色彩特征在待还原壁画图像中的准确映射,从而减少还原图像中的假色现象与色彩溢出。实验结果表明,该方法所生成的壁画还原图像相较于AdaIN(Adaptive Instance Normalization)、AST(ArbitraryStyleTransfer)等对比方法所生成的壁画还原图像,NIQE(NaturalImageQuality Evaluator)和PIQE(Perception based Image Quality Evaluator)都取得了最优的结果。可见,所提方法能有效还原壁画色彩信息并保持待还原壁画图像的整体结构纹理特征。

结合CSWin-Transformer和门卷积的壁画图像修复方法

敦煌壁画是珍贵的文化遗产,但现存壁画存在着大量破损现象。针对现有图像修复方法在处理敦煌壁画时面临着计算复杂度高、纹理模糊和特征提取不足等问题,提出了一种结合CSWin-Transformer(cross stripe window-Transformer)和门卷积的壁画图像修复方法。构建由全局层网络和局部层门卷积残差密集网络组成的并行网络,利用条纹窗口增强图像特征提取能力,并通过门卷积残差块提升结构纹理修复的准确性。设计全局-局部特征融合模块来融合全局层和局部层输出的特征图像,以保持修复结果整体的一致性。通过建立共享注意力机制实现全局层和局部层之间的信息交互,同时为了完成破损壁画的修复,采用谱归一化马尔科夫判别模型进行对抗训练。通过对真实破损壁画的修复实验,结果表明,所提方法在主客观指标上均优于所对比的方法。

基于四元多特征稀疏表示的彩色壁画图像超分辨率重建

蕴含复杂纹理信息及丰富色彩信息的彩色壁画图像在采用传统的基于通道分离的超分辨率方法进行重建时,由于只对图像的亮度信息进行处理,忽略了彩色壁画图像本身包含的众多细节信息和通道间的相关信息,容易造成重建后的图像出现边缘模糊、色彩伪影等问题。针对这些问题,提出将Lαβ色彩空间三个通道的信息与局部方差相结合运用于四元数模型,以此来表征彩色壁画图像的细节、亮度和色彩信息。在此基础上,构建了一个基于细节-亮度-色彩信息的多特征字典模型,从而在有效利用壁画图像各通道色彩信息的同时增强重建图像的细节信息。实验结果表明,该方法在主、客观指标方面均有较好表现,对于彩色壁画图像的整体重建效果较好。

基于洪水分级的青山殿水库洪水预报

为提高洪水预报精度,减小全流域使用单一参数集而产生的预报误差,以青山殿水库为研究对象,将历史洪水分为大、中、小3个等级,采用新安江模型和SCE-UA参数优化算法,基于皮尔逊相关系数分析累计降雨量和实测洪峰流量的相关性,选取相关性最优的最大6 h累积降雨量作为参数应用指标,分级后的大中小洪水选用对应的参数集进行洪水验证及预报。结果表明:未对洪水进行分级时,38场洪水总体合格率为92.1%,平均确定性系数为0.82;按照洪水等级划分大中小洪水后进行洪水过程模拟,大中小洪水场次合格率100%,确定性系数平均为0.92、0.88和0.87,平均确定性系数为0.88,分级后各场次的合格率与确定性系数提高,拟合效果更好;基于皮尔逊相关系数分析洪峰流量与最大1、3、6、24 h降雨量的相关关系,最大6 h的降雨量与洪峰流量的皮尔逊相关系数最高,取预见期内最大6 h累积降雨量作为大中小参数判定条件,在2021年汛期实际预报中,洪水预报结果全部合格,4场大中型洪水拟合程度好,确定性系数高,基于洪水分级的洪水预报精度较高、合理可行,可为水库防洪提供参考。

基于Plant Simulation的化纤自动落丝系统仿真实验分析

基于Plant Simulation软件,构建一种化纤自动落丝系统的3D数字化模型,对系统效率关键输入因子进行参数化设置,将系统各工位三维数字模型导入软件中建立层次化运动机构图形结构,并运用Simltalk语言实现三维动作仿真,通过基础物理参数设置,保证了仿真数字化模型与现实系统更具一致性。通过多级实验设计分析了系统影响因子对于系统效率的影响特性曲线,并进一步通过动态参数化实验方法,计算出双输入因子对系统效能影响的敏感度。该实验结果可为化纤自动落丝系统的建设成本控制与可行性分析提供指导,具有较好的工程应用价值。

三种莫来石对耐火材料抗Na_(2)CO_(3)熔体侵蚀性能的影响

化工废液中K^(+)、Na^(+)等碱离子的渗透及侵蚀是造成耐火材料损毁的主要原因,有效抑制碱液渗透有助于提高热处理设备的使用寿命,而单纯降低气孔率会恶化其热震稳定性。本文研究了Na_(2)CO_(3)熔体对莫来石质耐火材料的润湿、侵蚀及渗透过程,从润湿性的角度探讨不同耐火材料抗碱液渗透的差异。分别以高纯烧结莫来石、电熔莫来石和普通烧结莫来石三种莫来石和红柱石、黏土为原料,通过机压成型、高温烧成制备莫来石质耐火材料。以Na_(2)CO_(3)为碱蚀熔剂,利用静态坩埚法在900℃下进行碱蚀试验,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试方法,对碱蚀前后的坩埚试样进行物相组成及显微结构分析,研究碱熔剂对不同基体的润湿性。结果表明,所有莫来石质耐火材料试样均未发生破坏,表现出较优的抗侵蚀性。各组试样抗Na_(2)CO_(3)熔体渗透的能力不同,高纯烧结莫来石制备的试样具有最优的抗侵蚀和抗渗透能力,而电熔莫来石和普通烧结莫来石试样的抗渗透能力较差,这与Na_(2)CO_(3)熔体对它们的润湿难易程度有关。本试验从高温润湿性角度分析了不同耐火材料之间的抗碱蚀能力差异,为研究和生产具有优良抗侵蚀性能的铝硅系耐火材料提供了新的思路和理论依据。

零散用工与农地流转——基于非农劳动力市场供需结构匹配的视角

农地流转是提高农地资源配置利用效率和实现粮食安全的重要保障,但近年来陷入瓶颈期且呈现明显的地区分化。既有研究多从家庭分工与机械替代角度讨论农地流转水平滞后于农村劳动力转移规模的问题,而区域非农劳动力市场供需结构匹配对农村异质性劳动力的非农转移也有一定影响。从农户家庭劳动力充分非农转移是农地充分流转的先决条件这一微观逻辑出发,理论分析非农劳动力市场供需结构匹配对农地流转的影响与理论逻辑,并实证检验本地零散用工市场发展对农地流转率的影响,以及农地资源禀赋条件的调节作用。结果表明:本地零散用工市场发展对农地流转规模扩大有促进作用,但受到农地资源禀赋条件的制约,即农业生产条件越差的地区本地零散用工市场发展对农地流转的促进作用越小;同时,本地零散用工市场发展会降低农地耕种强度。因此,进一步推动农地流转市场发展的关键在于通过零散用工市场发展来解决农村留守劳动力非农就业问题。

中小跨径混凝土梁桥拼宽改造关键技术研究现状

为应对公路交通量的增加以及道路通行需求的增大,对原有桥梁进行加固与拼宽改造可以避免拆除重建,节约建筑资源。随着桥梁拼宽技术在既有公路改扩建工程中的广泛应用,对其拼宽的方案设计、施工工艺以及关键问题的研究逐渐增多。分别对国内外中小跨径混凝土梁桥拼宽改造应用现状、拼宽连接方式及关键技术问题研究进展进行了分析与总结,结果表明:在现有研究中,对于中小跨径混凝土梁桥拼宽中混凝土收缩徐变与新旧桥基础不均匀沉降等影响因素给出了分析标准,已有的拼宽形式与拓宽工艺已得到实际工程的广泛应用,但仍有亟待解决的技术问题。

面向灾难医学救援的SimMan3G急救技能教学培训与实践

利用高仿真SimMan3G综合模拟人开展灾难医学救援的急救技能培训,该文针对观察非医学背景的人群设置的“止血、包扎、骨折固定”培训,以及为医务工作者提供的心肺复苏技能的专业培训。培训结果显示,参训人员的急救技能水平得到了显著提高,与传统培训方法相比,SimMan3G模拟人培训效果突出,凸显了其在急救技能培训中的明显优势。综合评估结果,就未来灾难医学救援发展中如何完善急救技能培训课程和实践从系统化培训方案、实战演练的重视、心理承受能力的培养以及灾害现场管理能力五个方面提出建议,旨在进一步提升培训效果,为灾难医学救援工作提供坚实的技能支持。

S32750双相不锈钢仪表管接头早期疲劳开裂原因

某海上平台S32750双相不锈钢仪表管直通接头发生开裂现象,采用宏观观察、断口分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对仪表管接头的开裂原因进行分析。结果表明:由于接头表面存在损伤缺陷,且材料脆性较大,在交变载荷的作用下,裂纹在表面萌生并扩展,导致接头发生早期疲劳开裂现象。

海上油田电泵连接螺栓断裂原因

某海上油田电泵连接螺栓发生断裂现象,采用宏观观察、断口分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验等方法分析螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓的断裂模式为疲劳断裂,在服役过程中,螺栓根部发生点腐蚀,进而引起应力腐蚀微裂纹,在电泵振动应力的作用下,腐蚀微裂纹进一步扩展,直至螺栓断裂。

云南佤族翁达藤篾鼓凳创新设计策略

藤篾鼓凳是云南翁达村佤族人民的特色藤编产品,在国家和当地政府的扶持下,藤篾鼓凳迎来了发展新机遇。但目前当地藤篾鼓凳的发展面临着一系列制约因素与发展难题,迫切需要进行创新设计,以满足当代人的审美及功能需求,进一步拓宽市场。文章阐述了藤篾鼓凳的发展背景、造型与工艺特征,分析了藤篾鼓凳发展中面临的原材料稀缺、运输成本高、产品知名度低、产品质量待加强等问题,并从材料和设计2个方面提出藤篾鼓凳的创新设计策略,以期为藤篾鼓凳的创新发展提供支持。

基于CFD的弯管抗冲蚀结构优化研究

【目的】针对水力压裂高压管汇含砂压裂液冲蚀问题,分析弯管冲蚀影响因素并提出优化手段减少弯管受冲蚀程度。【方法】运用FLUENT软件,基于DPM模型、Realizable k-ε湍流模型,根据实际工况条件对90°弯管进行冲蚀仿真分析。【结果】结果表明,新型弯管结构可以有效降低弯管冲蚀磨损程度。在相同工况下,优化后最大冲蚀速率为1.861×10^(-5) kg/(m^(2)·s),相较于优化前减少了41.6%。【结论】经过分析可知,改变弯管形状、增加弯管处管径可有效减少弯管受冲蚀程度。

EEI反演技术在西非深水砂岩储层岩性预测中的应用

扩展弹性阻抗(EEI)是对弹性阻抗(EI)的改进,融合了叠后声波阻抗(AI)和叠前AVO技术的优势。阐述了EEI方法的基本原理,介绍了关键的流程步骤,包括储层预测前的数据准备、EEI最优角度的确定、反演模型的建立与实施反演,并针对西非深水某研究区的浊积砂岩储层目标进行了实例应用,对EEI反演的效果进行了分析。根据研究区地层、岩性的特点,采用EEI方法,结合岩性敏感参数GR曲线,进行角度扫描求取最优岩性角度及EEI曲线,同时结合叠前地震道集反演的EEI体,预测岩性、刻画优势砂体平面展布特征,其结果实现了有利岩性圈闭和储层的预测,有效支持了勘探目标潜力评价和区块优选。

“双规模化”与土地规模经营稳定性

近年来,农地经营规模化在政策支持下快速发展,但粮食规模化经营的风险集聚可能增加经营不稳定性,加剧粮食市场波动,威胁国内粮食安全。研究从风险分散和经营稳定性视角阐释农地经营规模化与作业服务规模化结合形成的“双规模化”经营模式影响粮食生产规模户经营稳定性的理论逻辑,并用来自黑龙江、河南、四川和浙江四省粮食生产规模户2015年和2018年两期跟踪调查数据实证检验上述影响与机制。研究发现,“双规模化”经营模式具有显著的风险分散功能,可明显提高粮食生产规模户的经营稳定性,且规模户经营规模越大,其稳定农地规模经营的作用越强。也有证据表明粮食生产规模户采纳“双规模化”经营模式有利于其维持和扩张经营规模。建议政府相关部门除了积极为农地规模经营风险管理提供多元工具和公共政策,还可创造条件鼓励经营主体采用“双规模化”经营模式。