Inertia Matching During Dynamic Simulation of Vehicle Drive System on Test Bench

Framework and basic parameters of a test bench for motor drive system of electric vehicle (EV) are illuminated. Two kinds of electric drive models, one was for the electric vehicle drived on real road, the other was for that on test bench, are put forward. Then, dynamic analysis of these models is made in detail. Inertia matching method of the test bench is researched and some useful formulas and graphs are brought forward. The experiment of an electric bus is introduced in order to explain the usage of this inertia matching method.

基于平行测试的认知自动驾驶智能架构研究

在大数据、云计算和机器学习等新一代人工智能技术的推动下,自动驾驶的感知智能在近年来得到显著的提升与发展.然而,与人类驾驶过程中隐含的以自我目的实现为引导的自探索性和自主性相比,现阶段自动驾驶技术主要以辅助驾驶功能为主,还停留在以被动感知、规划与控制为主的初级智能自动驾驶阶段.为实现车辆智能从数据驱动的环境感知、辅助决策、被动规划到知识驱动的场景认知、推理决策、主动规划的提升,亟需增强车辆自身对复杂外界信息归纳提炼、推理决策、评价估计等类人能力.首先回顾自动驾驶关键技术演化及其应用发展历程;随后分析测试对车辆智能评估的效用;然后基于平行测试理论,提出自动驾驶车辆认知智能训练、测试与评估空间的构建方法,并设计基于平行测试的认知自动驾驶智能训练框架.该项研究工作预期能为推动自动驾驶从感知智能向认知智能的升级提供可行的技术支撑与实现路径.

基于实车路试的高速公路减速标线运行效果研究

为探寻高速公路减速标线设置对小客车的纵向运行特性的影响,明确减速标线的减速效果,以G50沪渝高速重庆段的3处减速标线区段为对象,开展了实车驾驶试验,采集了自然驾驶状态下的车辆速度、加速度和轨迹等数据,对比分析了车辆经过3处减速标线区段时的速度整体特征、幅值分布和变化模式;同时分析了纵向减速度变化特征;根据速度与加速度的组合示意图和纵向减速标线设置区段内速度的最大降幅、起止点的速度差异性,评价了减速标线的实施效果。结果表明:由于道路线形条件不同,3处减速标线区段的车辆行驶速度整体特征和变化模式存在差异,其中弯坡组合路段车辆速度存在波动,分为“近匀速—减速—加速—稳定—加速”的五阶段变化模式;减速度中位值和85%位值分别为0.123 m/s^(2)、0.225 m/s^(2)、0.185 m/s^(2)和0.346 m/s^(2)、0.513 m/s^(2)、0.489 m/s^(2)。减速标线主要有两方面作用效果:能够使车辆运行车速显著降低,或能够抑制车辆速度增加的趋势。研究成果为高速公路减速标线有效性评价及安全改善提供了基础数据支持。

Development of a Test Machine for IVECO Drive Axle

To improve the automation level of the vehicle drive axle test and better simulate a vehicle＇s actual operation, an advanced test machine has been developed. The load system of the machine consists of hand brakes and electric cylinders. It is simple-structured and low-cost. The major motor of the machine is controlled by a transducer and its speed can be adjusted easily. In addition, the programmed machine can automatically test such parameters as the grinding condition, the differential speed, the noise level, etc. It can also adjust the test procedures according to different requirements. Detailed discussion of the structure and mechanism of the test machine is given in this paper.

自然驾驶状态下城市地下环道驾驶人心理负荷研究

为探究城市地下环道驾驶人心理负荷特性,组织驾驶人自然驾驶试验,使用生理仪获取自然驾驶状态下驾驶人心电信号数据。以驾驶人心率、心率增长率和心率变异性指标为关键变量,基于因子分析法构建心理负荷量化模型,揭示地下环道平曲线半径、曲线类型、出入口以及熟练程度对驾驶人心理负荷的影响。研究表明:心率指标和心率变异性指标分别与地下环道平曲线半径呈负相关和正相关关系;驾驶人心理负荷与平曲线半径呈负相关,在相同半径条件下,连续曲线场景下的心理负荷显著高于单个曲线场景,且连续曲线间负荷累积作用超过单一曲线半径对驾驶人心理负荷的影响;入口段驾驶人心理负荷比出口段高21.39%;非熟练驾驶人心理负荷比熟练驾驶人高30.75%;建议在城市地下环道出入口和曲率变化区段增设视线诱导设施,设计车速为20~40 km·h^(-1)时,平曲线半径不宜小于30 m。

面向智能驾驶测试的可变跟驰特性交通车建模方法

提出一种面向智能驾驶测试的可变跟驰特性交通车建模方法。首先,通过对自然驾驶数据聚类分析,建立高真实交互个性化的跟驰模型,并利用模型输出耦合赋予多元权值,构建可用于智能驾驶测试的可变跟驰特性交通车模型;然后,通过建立交通车轨迹评价方法验证模型输出轨迹的合理性、多样性及真实性;最后,搭建联合仿真平台进行了所构建交通车模型对自动紧急制动(autonomous emergency braking, AEB)算法的应用测试。结果表明,本文构建的交通车模型可以输出不同跟驰特性下合理、多样且真实的轨迹,当轨迹数量达到60 000条时与真实自然驾驶速度轨迹匹配的平均均方根误差为0.427 m/s,且在不同交通车轨迹特性下待测系统行为响应不尽相同,通过权值系数的变化可以揭示待测系统响应的演化规律,并可实现待测系统性能的针对性测试。

自动驾驶拟人连续交互测试场景生成方法

基于场景的仿真测试方法是自动驾驶汽车安全性验证的重要手段,然而当前测试场景生成方法多输出独立场景片段,如何模拟真实人类驾驶过程生成具有一定挑战的连续交互测试场景已成为自动驾驶测试评价亟须攻克的难题。本文提出了一种自动驾驶拟人连续交互测试场景生成方法。首先建立自动驾驶拟人连续交互测试场景生成架构,并基于HighD数据集进行车辆运动行为分析;在此基础上,基于轨迹相似性特征分析被测自动驾驶汽车当前行为,并通过状态转移矩阵预测其未来轨迹;基于轨迹交互规则确定测试场景中交通车未来行为类型,通过Transform网络架构生成交通车拟人连续交互轨迹;最后,在仿真环境中对生成测试场景的危险性、拟人性等关键性能进行评估,证明了本文方法的有效性。

基于代理遗传优化的智能驾驶系统加速测试方法

提出了一种基于代理遗传优化的智能驾驶系统加速测试方法。首先,通过场景要素层次分析权值与优解区域特征改进参数采样模块中的拉丁超立方采样区间,实现了采样效率与优化效果的协同提升;其次,利用参数采样结果和重复度筛选机制增加遗传寻优模块的种群多样性,克服了传统遗传算法的局部收敛难题;然后,利用基于循环更新机制的代理筛选模块对场景测试结果进行预测,平衡了加速算法与代理模型应用之间的效率与精度矛盾;最后,搭建仿真平台在高维时序分解的前车变速场景下对待测智能驾驶系统进行加速测试与验证。结果表明,本文提出的方法可有效搜寻大量关键场景并提升测试效率。

基于设计运行条件的实际道路测试场景复杂度计算模型

自动驾驶车辆在实际道路行驶的安全性与外部交通要素、驾驶员状态以及本车状态密切相关。自动驾驶面临的一大难题是实际交通环境具有道路形态、自然环境、交通参与者及事件等在时间和空间维度的随机性特征,测试场景复杂度存在的差异造成了自动驾驶测试过程的不可复现性和测试结果的不可对比性,导致自动驾驶评价缺乏统一量化的测试环境基准。本文提出了一种基于设计运行条件的实际道路测试场景复杂度计算模型,系统考虑了网联功能、驾驶员感知能力、本车执行能力对自动驾驶车辆在实际道路中面临相关场景时的复杂度影响,建立了以道路等级、交通设施、临时交通变化、交通参与者、自然环境、网联信息、驾驶员状态和本车状态等8个要素大类为基础的自动驾驶实际道路测试场景复杂度计算模型要素库,建立了基于设计运行条件和层次分析法的自动驾驶功能实际道路测试场景复杂度计算模型。采用基于智能化网联化的技术逻辑影响传递机制计算场景要素权重系数,并在实际道路测试中验证了本文方法的可行性和合理性。

亮度和速度协同下公路隧道口路段驾驶舒适度研究

为探究山区双车道公路隧道口路段驾驶心理负荷的变化特性,本文采用实车试验的研究手段,招募27名驾驶人作为被试,选择重庆市境内的9座隧道作为试验场景,采集驾驶人、车辆和驾驶环境的行车数据,使用驾驶人的心率增长率表征驾驶心理负荷。通过数据分析,对驾驶人在隧道口路段的驾驶心理负荷与亮度和速度的相关性进行研究。结果表明,山区双车道公路隧道入口段的驾驶心理负荷大于出口段;在环境亮度小于500 cd·m^(-2)时,驾驶心理负荷对亮度的变化更为敏感,进而提出亮度变化率的计算公式,当亮度变化率在60%时,黑洞和白洞效应对驾驶人的心理影响趋于相同;在隧道口路段,速度对驾驶心理负荷具有放大效应;根据驾驶心理负荷值,划分隧道口路段的驾驶舒适度区间,提出基于驾驶舒适度需求的亮度变化率和速度的安全阈值,并给出计及亮度变化率和隧道口净空高度的亮度曲线。

变化环境下河南省水资源情势与驱动力分析

为了解河南省水资源利用现状及趋势,为水资源管理部门提供参考,以应对变化环境下未来水资源供需所面临的挑战,基于河南省1999—2022年有关气象水文资料及水资源统计资料,采用统计分析、Mann-Kendall趋势检验及BP神经网络方法,对河南省水资源演变情势及其驱动力进行分析研究。结果表明:河南省降水量及水资源总量年际变化较大,整体不太稳定且丰枯水年交替频繁,供用水量呈现增长趋势但增速有所放缓;全省降水量、地下水资源量及水资源总量呈现不显著的减少趋势,地表水量及耗水量呈现不显著的增加趋势,供用水量呈现显著的增加趋势;降水量、年平均气温及下垫面的变化都是影响河南省水资源总量变化的重要因素。

油气用深水导管架夹桩器测试技术研究

导管架夹桩器是海上导管架平台安装作业的关键设备,安装在导管架裙桩套简顶部,在作业时驱动液压缸夹持钢桩,以保证钢桩与导管架的相对固定。在导管架的安装过程中,一旦夹桩器发生故障,会严重影响整个海上安装计划,造成巨大的经济损失。因此,为了保障夹桩器的产品质量,在陆地开展夹桩器关键部件的出厂测试、总装后的出厂测试、安装到导管架后的系统测试,以验证夹桩器的功能完整性,是非常必要的。

海上风电桩基础打桩过程中桩周土强度弱化模型试验研究

在海上风电桩基础的打桩过程中,桩周土体强度会产生明显的弱化现象,为明确桩周土体强度弱化影响因素以及弱化规律,开展模型试验模拟打桩过程,研究在不同锤击能量下,不同桩体尺寸情况下,桩身侧摩阻力随着贯入深度的变化规律,建立描述土体强度弱化规律的弱化公式,并通过打桩软件对多个海上风电桩基础工程中大直径及超大直径钢管桩的打桩实测数据进行打桩分析。研究结果表明:在打桩过程中,桩周土体强度的弱化同时受到桩体质量以及锤击能量的影响,桩基质量和锤击能量越大,土体强度弱化程度越高。在打桩的可打入分析中,采用该文所建立的弱化公式可模拟出不同尺寸桩体沉桩时土体强度的折减规律。

高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明:所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。

面向自动驾驶测试的交互场景策略建模与仿真

自动驾驶汽车与人类驾驶汽车的交互能力对未来新型混合交通的运行安全和效率至关重要。为测试高等级自动驾驶汽车的交互能力,测试场景中的背景车须具备自然驾驶交互特征并反映人类驾驶员异质性交互策略。本文基于博弈论框架,建立了驾驶交互策略模型(game-theoretical strategic interaction model, GSIM)。GSIM通过在个体效用函数中引入可差异化取值的交互社会性表征参量,实现背景车交互策略的定向调控。十字路口无保护左转场景的测试实验表明,GSIM可保留自然驾驶逐步规划、双向交互的可解释性,保障交互行为的仿真精度;同时,可有效复现高风险场景中人类驾驶的交互策略,有助于提供具有挑战性的高测试价值场景。对比传统智能驾驶人模型,GSIM模型在无保护左转场景中轨迹仿真精度平均提升42.8%,严重冲突事件复现率提升25.8%。

城市道路下分心行为对驾驶员驾驶绩效的影响

为探究城市道路条件下常见驾驶分心行为对驾驶绩效的影响,以16名青年志愿者为被试,开展实车驾驶试验,测量车辆纵向和横向行驶参数,对比分析正常驾驶和分心驾驶状态下的驾驶绩效,并探讨驾驶经验的影响。结果表明:3种分心行为均使横向加速度标准差和纵向加速度标准差增加,而使速度均值降低,说明驾驶员通过速度和转向控制补偿分心状态下的驾驶绩效;交谈对速度均值和纵向加速度均值、阅读广告对速度标准差和横向加速度均值具有显著性影响(p<0.05);接听电话时,经验驾驶员速度标准差明显高于新手(p=0.021);接听电话和阅读广告次任务下,经验驾驶员的横向加速度均值均明显较高(p=0.003,p=0.004),说明经验丰富的驾驶员受分心行为的影响程度更低。

汽车-动力两轮车碰撞前驾驶员风险感知研究

人机共驾阶段人类驾驶员对驾驶环境保持较高的风险感知水平是保证及时有效、稳定安全接管的核心。本研究通过开展风险感知模拟驾驶试验,获取了驾驶员在典型汽车-动力两轮车碰撞场景下的驾驶行为及脑电响应数据。从驾驶行为层面以制动TTC(time to collision)和平均加速度为评价指标,利用分位数回归构建了驾驶员风险感知量化模型,通过独立样本检验发现驾驶经验、碰撞场景类型对驾驶员风险感知存在显著影响。在脑电响应层面,通过双独立样本检验及FDR校正发现Alpha频段与驾驶员风险感知显著相关。此外,提出了驾驶员风险感知神经机理,包括视觉感知与认知加工两个阶段。研究结果有助于提升人机共驾汽车的安全性。

自动驾驶汽车的高效对抗性场景测试方法研究

在自动驾驶安全性的研究和应用中,测试里程长、暴露危险场景单一的问题使自动驾驶安全性能的提升受到限制。使用对抗性场景进行测试被认为是解决上述问题的重要手段,然而,现有研究采用通用的优化算法作为框架,将大量计算资源浪费在对参数空间的探索过程中,效率低下。在计算成本的约束下,这些算法甚至无法在更复杂的环境中测试出足够多、足够丰富的失效样本。复杂环境中的对抗性场景测试面临三大挑战:信息匮乏;对抗性样本在庞大的参数空间中稀疏分布;搜索过程中探索与利用难以平衡。该文从这三大挑战出发,提出一种高效的对抗性场景测试框架,通过代理模型来获取更多关于参数空间的信息,精选小样本,以打破庞大空间中稀疏事件的制约,对未知区域和对抗性样本附近的目标进行有针对性的搜索和更新,以实现探索和利用的平衡。实验证明,该文提出方法的搜索效率是随机采样的4倍,与通用遗传算法相比,效率提升一倍以上,在有限的仿真测试次数下,生成了更多容易使被测自动驾驶系统失效的对抗性测试用例。特别地,该文提出的方法能够找出许多离群的对抗性样本,揭示出现有算法无法识别的失效模式。此外,该文提出的方法能够快速、全面地定位出被测算法的脆弱场景,为自动驾驶算法的测试验证、迭代升级提供支持。

层状土中静压桩连续贯入现场试验与数值模拟

为探讨层状土中静压桩连续贯入过程的沉贯特性,依托上海市某桩基工程开展静压桩贯入过程现场试验,探究沉桩阻力随贯入深度的演变规律,并结合ABAQUS数值模拟,明确静压桩贯入过程中沉桩阻力、桩周土体竖向应力、径向应力以及径向位移的变化规律。结果表明:层状土的软硬程度制约着沉桩阻力的大小;当桩端贯入浅部粉质黏土层和淤泥质黏土层时,沉桩阻力增长较慢甚至出现减小趋势,当桩端贯入到深部砂质粉土层、粉质黏土层和粉砂层时,沉桩阻力增长较快,其中在砂质粉土层中增长率最高可达174%;桩周土体中竖向应力和径向应力与土层性质密切相关,竖向应力和径向应力最大值均出现在桩端贯入至黏质粉土层时,分别为558.0、1 178.0 kPa,当桩端贯入到下部较软的淤泥质黏土层时,最大竖向应力和径向应力均出现明显退化现象,径向应力退化率达到52%;径向位移随径向距离的增加而减小,其变化规律基本反映了土层性质的变化特征。

高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明:入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升-平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。