摘要：针对三维空间环境复杂,航迹规划计算量较大,而现有BES算法受路径搜索能力不足等因素制约,无人机易在低空自主避障时陷入局部最优、难以完成复杂任务等缺陷的情况,提出了一种基于IBES算法的三维无人机自主避障方法。首先,构建威胁源模型、无人机物理约束模型以及三维山地模型,建立代价函数;其次,设计了随机Tent映射来初始化种群,提高初始化种群的质量;然后,针对BES算法在第一阶段——选择搜索空间阶段过早收敛,易陷入局部极值点的情况,引入Levy飞行策略修订此阶段更新公式,跳出局部最优;再后,设计了融合自适应指数权重的黄金正弦指引机制,提高秃鹰在既定空间全面探索并利用搜索空间的能力,解决了BES算法在既定空间内搜索猎物能力不足的问题;最后,设计了动态选择自适应t分布变异算子,提高了全局能力,同时,利用样条插值随机取点解决了路径点过于密集的问题,进一步提升了算法精度。仿真实验结果表明,提出的IBES算法规划的路径相比灰狼算法、改进的飞蛾扑火算法、麻雀算法及秃鹰搜索算法,航程分别降低了23.05、10.55、13.44和3.20 km,代价相比其他4种算法分别降低了7.26、9.51、8.27和4.91,IBES算法的寻优成功率达到了98%。同时,IBES算法能耗更优,路径平滑,收敛速度更快,使无人机有效地利用地形优势来躲避威胁源,表现出较好的寻优能力。

摘要：为探明深中通道沉管对接施工时锚拉系统的横向偏位限值,利用数值模拟和模型试验相结合的方法研究了锚拉系统的变位能力,建立了锚拉系统的有限元模型,基于有限元分析结果确定了足尺模型试验的加载分级标准;基于锚拉系统的实际受力状态确定了拉杆轴向荷载等级,试验模拟了水平及竖向各5 cm的初始安装偏差,分4个工况对结构进行了加载并测试了应力与偏位。研究结果表明:在给定拉杆轴向荷载下,随着横向偏位的增加,锚拉系统的安全储备均逐渐减小;单根拉杆在轴向试验荷载1 000 kN作用下,横向偏位为5 cm时,结构处于弹性工作状态,锚板和肋板最大Mises应力分别达到190.8和179.3 MPa,距其设计强度295和280 MPa分别具有35.3%和36.0%的安全储备;在1.2和1.5倍轴向试验荷载下,施加横向偏位至5 cm时,锚拉系统仍处于弹性工作状态,锚板和肋板最大Mises应力分别从221.1和196.8 MPa升至286.8和260.5 MPa,设计安全储备平均值由27.4%降至5.0%,拉杆最大应力从473.8 MPa升至623.7 MPa,屈服安全储备由43.3%降至25.3%;极限侧推试验中,在1.5倍轴向试验荷载下,当横向偏位为6 cm时,锚板达到设计强度,继续增大至12.8 cm时,锚板率先屈服,认为该锚拉系统已失效,此时拉杆应力为704.8 MPa,屈服安全储备为15.6%,故建议沉管水下对接施工的横向偏位控制值为6 cm。

摘要：为保障专用匝道上车辆安全行驶,充分有效地利用道路资源,进一步提升道路安全性与服务水平,丰富专用匝道超高指标研究,结合我国对圆曲线超高设置的规定及国外对于最大超高值设置情况,考虑客货分离公路特点,参考现行JTG B01—2014《公路工程技术标准》和JTG/T D21—2014《公路立体交叉设计细则》中建议的客货混合行驶道路最大超高值设置,采用力学分析计算方法,基于小客车行驶安全性、乘客舒适性、环境因素、施工养护、交通组成等因素,提出了非冰雪状态下高速公路小客车专用匝道的最大超高值宜为10%;冰雪环境下最大超高值宜为8%的建议;分析对比点质量-刚体计算模型(PMR)与点质量-悬挂计算模型(PMS)的优缺点,提出了适用于小客车专用匝道的超高计算模型;基于小客车专用匝道上车辆普遍超速行驶的现状,从安全角度考虑,对AASHTO推荐的超高与横向力系数分配模型进行了优化改进,提出了一种新的、基于危险速度的、适应于小客车专用匝道超高计算的超高与横向力系数分配模型。该模型能保证低速或正常行驶小客车横向稳定性,也能明显改善高速行驶小客车横向稳定性和舒适性;依据新的分配模型提出了小客车专用匝道不同设计速度和半径区间超高设置建议值。

摘要：为探究钢桥不同构件腐蚀速率差异原因,通过文献综述、桥例分析和数值模拟等方法,研究了影响大气腐蚀速率的环境因素。利用构件表面温度、表面湿润时间及表面污染物沉积量表征钢桥微环境,明确了微环境是决定钢桥大气腐蚀速率的关键因素,灰尘、雨、露等通过影响钢桥微环境间接影响大气腐蚀速率;对比了桥位环境和钢桥微环境的监测方法及监测结果,发现了桥位环境与构件微环境的差异、构件之间微环境的差异,厘清了桥位处建筑物与地形、污染源、结构特征、构件劣化对微环境的影响机制,明晰了微环境在钢桥全生命周期的演化特征,即微环境在设计中赋予、施工中造就、运营中恶化、养护中优化;设计阶段确保构件可检、可达、可养,并采用疏通构造、阻隔构造、除湿装置,施工阶段减少板件制造的初始缺陷、避免构件之间的拼接误差,均可改善微环境,减缓腐蚀速率,延长构件的服役寿命,为结构注入长寿基因。

摘要：将车辆间时空交互信息融入卷积社会池化网络中,提出了一种面向群体行驶场景的有人驾驶车辆轨迹预测模型;使用长短时记忆(LSTM)网络预测群体车辆速度,基于此预测值计算群体车辆间的速度差;构造LSTM编码器捕捉群体车辆行驶轨迹的时间序列特征,设计卷积社会池化网络提取群体车辆间的空间依赖关系,使用LSTM解码器预测未来车辆各种动作的出现概率和相应轨迹,将具有最高出现概率的动作及其轨迹作为最终轨迹预测结果;使用真实轨迹数据集对所构建模型进行了参数标定和性能验证,测试了不同轨迹编解码与速度预测方法对模型性能的影响,确定了最优模型结构。计算结果表明:相较于历史速度,使用预测速度计算速度差作为模型输入可将均方根误差(RMSE)降低19.45%;相较于门控循环神经网络,使用LSTM进行速度预测可将RMSE降低4.91%;相较于原始卷积社会池化网络,所提出模型的轨迹预测误差在RMSE与负似然对数2个指标上分别降低了20.32%和21.04%,明显优于其他卷积社会池化网络变体;所提出模型与原始卷积社会池化网络计算耗时差距约3 ms,能够满足实时应用要求。

摘要：为了探明断层发育区桥梁单桩的水平承载特性及受力机理,通过土工离心模型试验,选取断层与桩基水平距离、断层埋深变化参数为变量,研究近断层桥梁单桩水平极限承载力、桩侧土抗力、桩身弯矩及桩身剪力变化规律.试验结果表明:断层的存在抑制了桩侧土抗力的发挥,进而影响单桩水平承载特性.当断层与桩基水平距离由1倍桩径增加至5倍桩径时,断层两侧桩基水平极限承载力影响度为1.38%~61.47%,桩身弯矩逐渐减小且衰减较快,桩身剪力逐渐减小;当断层埋深由0 cm减至28 cm时,桩基水平极限承载力影响度为13.07%~51.60%.近断层单桩水平承载力设计时,可以根据桩侧岩土体受断层影响范围,确定断层与桩基水平距离临界值与合理桩长.

摘要：针对复合叶轮式燃油离心泵在设计中的叶轮型线复杂、难以实现快速迭代的问题,提出一种基于改进Bezier曲线的叶轮参数化设计方法,并进行了试验验证及性能仿真分析研究。引入比例系数来约束五点四次贝塞尔样条曲线的控制点参数,并采用该方法设计叶轮轴面轮廓型线。结合辅助叶片偏置设计方法,完成复合叶轮的参数化设计,并对某型燃油离心泵进行设计及三维建模。最后,通过外特性试验验证设计方法和仿真方法的有效性,并将改进Bezier曲线和未改进Bezier曲线设计的复合叶轮结果进行对比。结果表明:仿真与试验结果预测的扬程和效率误差均在5%以内,所提出的设计方法和采用的仿真方法是有效的。相比未改进的Bezier曲线,采用改进Bezier曲线设计的复合叶轮其内部流动更加平稳且水力损失更少。

摘要：为提高陕西省高速公路网络应对突发事件的抗毁性,保障高速公路网络安全运营,运用复杂网络理论对高速公路网络脆弱性进行研究。首先,采用原始映射法构建陕西省高速公路的加权网络模型,从节点和连边2个方面分析了高速公路网络拓扑结构特征;其次,从最大连通子图角度设计了一种改进攻击策略,从节点攻击和边攻击2种方式对高速网络脆弱性进行分析。结果表明:在高速公路网络的脆弱性方面,不管是节点攻击还是边攻击,高速公路网络对基于介数的攻击策略都表现出一定的脆弱性,介数特别是在改进介数攻击和重新计算介数攻击2种攻击策略中,高速公路网络表现出较强的脆弱性;在攻击效果方面,改进度攻击策略要优于重新计算度攻击策略和初始度攻击策略,改进介数攻击策略要略优于重新计算介数攻击策略,要显著优于初始介数攻击策略,表明改进度攻击策略在对最大连通子图造成有效破坏的同时也能兼顾对网络效率的冲击,也验证了改进度攻击策略的有效性。

摘要：为探明压电俘能器结构参数和不同压电材料对其电学输出性能的影响,基于压电效应,运用有限元仿真分析方法,采用COMSOL Multiphysics软件中的结构力学模块和AC/DC模块,建立悬臂梁压电俘能器初始结构模型,并对使用不同压电材料的俘能器进行电学输出性能分析。研究结果表明:根据汽车在路面行驶的速度,得出路面振动频率为6.67~13.33 Hz,不超过20 Hz。路面振动频率为0~18 Hz时使用PZT-5H的俘能器电学输出性能较高,路面振动频率为19~20 Hz时使用PZT-5A的俘能器电学输出性能较好,根据路面实际振动频率范围建议选用PZT-5H;根据电学性能输出效果,对初始俘能器进行结构优化,得到优化后的结构参数[支撑结构尺寸(长×宽×高)为(1×20×1)mm^(3)、压电材料尺寸为(30×20×0.06)mm^(3)、金属基板尺寸为(30×20×0.1)mm^(3)、质量块尺寸为(4×20×1)mm^(3)];振动频率为10 Hz、振动加速度为1g条件下,计算得到悬臂梁压电俘能器的最佳外接负载为35 kΩ,对应的输出电压为0.30 V、输出功率为1.24×10^(-6)W,相对于优化前的俘能器输出电压(0.19 V)和输出功率(0.22×10^(-6)W)分别提升了58%和463%;对悬臂梁压电俘能器进行特征频率分析,计算得到其1阶特征频率为76.9 Hz;而悬臂梁压电俘能器在频率为0~20 Hz工作时,输出电压和输出功率均随着路面振动频率增加而增加;此时路面振动频率远离1阶特征频率,不会对使用寿命产生影响,证明所设计的俘能器模型在路面振动频率范围内使用是合理的。

摘要：采用最大信息系数相关性检验遴选行车风险度量指标,提出基于信息熵理论的行车风险多指标度量与融合方法;构建以获取行车风险熵最大为目标,考虑系统建设成本、设备检测范围的路侧感知设备布设优化模型.基于多车道高速公路车辆行驶轨迹,通过算例获得在不同预算约束条件下的最优路侧设备布设方案,分析设备选型、传统的等间距设备布设方法、原始数据噪声等因素对路侧感知系统获取道路行车风险能力的影响.结果表明,路侧感知系统建设经费增加与系统行车风险获取能力提升呈现边际效用递减规律,相较于设备数量过多或过少的情况,设置数量适中的路侧感知设备费效比更高,优化后的设备布设方案的费效比比等间距布设方案的费效比高,原始数据测量误差不超过10%不会影响设备优化布设方案的计算结果.