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基于深度强化学习的无人自主小车自适应行车策略研究

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基于深度强化学习的无人自主小车自适应行车策略研究

作者：左如轩西安理工大学

学位级别：硕士

随着智能交通系统的发展,无人自主小车(Unmanned Autonomous Car,UAC)在复杂的交通环境中实现高效、安全的自适应行车已成为关键研究方向,其中UAC的决策控制策略研究是无人驾驶技术实现突破的关键之—。为此,本文基于深度强化学习技术,... 详细信息

随着智能交通系统的发展,无人自主小车(Unmanned Autonomous Car,UAC)在复杂的交通环境中实现高效、安全的自适应行车已成为关键研究方向,其中UAC的决策控制策略研究是无人驾驶技术实现突破的关键之—。为此,本文基于深度强化学习技术,研究并设计了两种自适应行车控制器,探索了视觉信息和控制策略之间的集成方法,旨在提高UAC自适应行车决策的精确性和控制的稳定性。主要工作如下:(1)为了实现UAC的横向轨迹跟踪控制的精确性和有效性,本文基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法框架,设计了一种多数据融合自适应轨迹跟踪的UAC控制方案。首先,建立了UAC单轨运动学模型,为UAC自适应轨迹跟踪控制提供了运动基础。其次,通过对UAC控制框架的网络结构进行合理设计,搭建了基于DDPG的横向轨迹跟踪控制器。同时,通过添加自衰减的奥恩斯坦-乌伦贝克(Ornstein-Uhlenbeck,OU)噪声来增加UAC前期动作的探索性和后期动作的稳定性。(2)为了验证所搭建的DDPG横向轨迹跟踪控制器的精确性和鲁棒性,基于Python语言的Gym库和Pytorch库搭建三种不同复杂程度的仿真工况,并根据不同工况对奖励函数、状态空间和动作空间进行了详细分析,继而设计合理的奖励函数。然后,通过分析对比不同折扣率对于平衡即时和长期回报的重要性,确定了最优折扣率。接着,利用三种不同工况来验证DDPG控制器应用于UAC的横向轨迹跟踪性能。最后,搭建基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的UAC实验平台,以验证所设计的DDPG横向轨迹跟踪控制器在实际环境中轨迹跟踪控制的精确性和鲁棒性。(3)为了实现UAC的车道保持及避障控制研究,基于DDPG算法设计了一种具有动态信息拼接系统的Actor-Critic网络架构。在UAC系统动力学模型基础上,搭建了一个集成车道保持与自主避障功能的DDPG控制器,利用卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)端到端学习的能力从实时捕获的图像中提取特征,并通过黑帧剪切和随机OU噪声增加模型训练过程的探索性。然后,依靠Gym库搭建Racetrack-env仿真环境,通过在三种具有静态障碍物和动态障碍物的复杂路况下,验证所提出的控制器在实现车道保持和自主避障上的鲁棒性和稳定性。最后,通过搭建ROS无人车实验平台以验证所构建的DDPG控制器在实际环境中完成车道保持及避障任务的表现性能。

关键词：无人自主小车自适应轨迹跟踪控制深度确定性策略梯度车道保持及避障控制

污水处理厂化学品环境归趋模型研究现状及展望

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环境化学 2024年

作者：司鸿德张少轩张冰范科文王通张嘉之北京市市政工程设计研究总院有限公司北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室生态环境部南京环境科学研究所

污水处理厂化学品环境归趋模型是化学品末端管控的重要工具.当前针对污水处理厂中化学品迁移、转化和分布预测的模型开发及应用逐渐增加，但相关模型种类较多、适用性各具特点，尚缺乏污水处理厂化学品环境归趋模型的综合比较和应用清... 详细信息

污水处理厂化学品环境归趋模型是化学品末端管控的重要工具.当前针对污水处理厂中化学品迁移、转化和分布预测的模型开发及应用逐渐增加，但相关模型种类较多、适用性各具特点，尚缺乏污水处理厂化学品环境归趋模型的综合比较和应用清单报道.本文汇总了目前已用于污水处理厂内化学品环境归趋模拟的模型与化学品适用清单，根据模型建模机理，将其分为三类：基于逸度原理（STP）、基于质量浓度（SimpleTreat、WW-TREAT、WATER9、TOXCHEM和WEST等）以及基于活度原理（Activity SimpleTreat）的污水处理厂化学品环境归趋模型.本文系统性介绍了相关模型的基本结构、原理和不同场景下化学品归趋研究的应用情况，概述其在表达形式、输入参数、输出结果以及适用案例等方面的局限性和优点，结合数百个模拟/监测数据集进一步验证各类模型的准确性，并探讨其不确定性重要来源.文章为目前污水处理厂化学品环境归趋模拟研究提供了更清晰的现状分析，为新污染物末端治理工具的选择提供了参考依据，并总结了该领域的发展趋势和前景.

关键词：化学品环境归趋污水处理模型

超声引导下温针刀治疗晚期膝关节骨关节炎的远期临床效应研究

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针刺研究 2024年

作者：尹晶居诗如骆小娟段轶轩张照庆陈惠君武汉市第三医院疼痛康复科武汉市东西湖区人民医院中医科

目的：评估超声引导下温针刀对晚期膝关节骨关节炎（KOA）患者临床症状改善的远期效应。方法：纳入70例晚期KOA患者随机分为对照组和治疗组，每组35例。治疗组患者接受1次超声引导下温针刀治疗，对照组患者接受1次超声引导下膝关节感觉... 详细信息

目的：评估超声引导下温针刀对晚期膝关节骨关节炎（KOA）患者临床症状改善的远期效应。方法：纳入70例晚期KOA患者随机分为对照组和治疗组，每组35例。治疗组患者接受1次超声引导下温针刀治疗，对照组患者接受1次超声引导下膝关节感觉神经丛射频术。主要疗效指标为治疗后1年麦克马斯特大学骨关节炎调查量表（WOMAC）总分较基线的变化值，其他疗效指标包括临床有效率、疼痛视觉模拟量尺（VAS）评分、循经筋阿是穴杨氏模量最大值（Emax）和与干预手段相关的不良事件。结果：和治疗前相比，治疗后各个时间节点，两组患者WOMAC总分、VAS评分显著下降（均P<0.05）；在治疗后12个月，治疗组阿是穴杨氏模量Emax值显著下降（P<0.05）。在治疗后6个月和12个月，治疗组患者WOMAC总分较基线的下降值、VAS评分均值明显低于对照组（均P<0.05）。在治疗后12个月，治疗组临床有效率明显高于对照组（P<0.05），治疗组阿是穴杨氏模量Emax值明显低于对照组（P<0.05）。两组患者均未报道不良事件。结论：超声引导下温针刀治疗能有效改善晚期KOA患者膝关节功能，缓解疼痛，且安全性好，其远期疗效明显优于超声引导下膝关节感觉神经丛射频术。

关键词：晚期膝骨关节炎超声引导温针刀射频疗法

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建筑工程项目造价超预算的原因及控制措施

河南建材 2024年第2期 141-143页

作者：郭如轩山西建设投资集团有限公司总承包公司 030000

在建筑工程项目施工过程中,工程设计不完善、管理人员工作态度不认真、工程建设费用预算不准确等问题会导致项目工程造价出现超预算的现象。为减少超预算现象的发生,文章对建筑工程项目造价超预算的原因进行分析,结合实际情况,提出了相... 详细信息

在建筑工程项目施工过程中,工程设计不完善、管理人员工作态度不认真、工程建设费用预算不准确等问题会导致项目工程造价出现超预算的现象。为减少超预算现象的发生,文章对建筑工程项目造价超预算的原因进行分析,结合实际情况,提出了相应的有效控制措施,为建筑工程造价进行有效控制提供参考。

关键词：建筑工程造价预算原因控制措施

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典型LID设施降雨径流调控效应研究

水利水电技术(中英文) 2024年

作者：廖如婷徐宗学叶陈雷舒心怡黄亦轩贾书惠北京师范大学水科学研究院城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室中国城市规划设计研究院

【目的】为明晰海绵城市在缓解城市内涝中的作用，以晋城市金村起步区为研究对象，深入分析LID设施不同空间尺度径流及内涝调控效应。【方法】通过构建SWMM与InfoWorks ICM二维模块耦合的城市暴雨内涝模型，模拟多种暴雨情景和LID布设... 详细信息

【目的】为明晰海绵城市在缓解城市内涝中的作用，以晋城市金村起步区为研究对象，深入分析LID设施不同空间尺度径流及内涝调控效应。【方法】通过构建SWMM与InfoWorks ICM二维模块耦合的城市暴雨内涝模型，模拟多种暴雨情景和LID布设方案下地块、排水区、区域降雨径流过程，分析其产汇流和内涝淹没特征。【结果】LID设施能有效降低径流峰值、削减径流总量、加快径流消退，减少溢流节点和超载管段，缩减内涝面积、降低内涝水深。不同空间尺度下LID设施调控效果差异不大，都在1～5a重现期间表现良好，1a重现期降雨下LID最大面积布设方案可削减75%以上地表径流。【结论】LID设施应对短重现期暴雨效果良好，对长重现期暴雨内涝调控能力有限，尤其对严重内涝点调控能力不足。扩大LID设施规模可有效提高其径流调控能力。

关键词：海绵城市径流调控 LID设施城市内涝地块

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非遗代表性项目申报片的摄制原则及核心要义

非遗传承研究 2024年第3期 44-47页

作者：高之轩上海市非物质文化遗产保护中心

申报片是非遗代表性项目申报需提交的核心材料之一,在项目的评审中具有举足轻重的作用。申报片通常涉及人员多、制作周期短、内容要求高,是一项比较复杂的系统工程,加之不少传承人和申报者对其要求不够了解,导致很多申报片尽管投入了大... 详细信息

申报片是非遗代表性项目申报需提交的核心材料之一,在项目的评审中具有举足轻重的作用。申报片通常涉及人员多、制作周期短、内容要求高,是一项比较复杂的系统工程,加之不少传承人和申报者对其要求不够了解,导致很多申报片尽管投入了大量精力和费用,但仍难以达到预期效果。文章阐述了申报片的概念和类型,并有针对性地提出摄制原则及要点,以期对申报片的摄制提供一定的学术支持。

关键词：非物质文化遗产申报片摄制原则核心要义

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计算机在文化遗产中的应用

数字技术与应用 2024年第5期42卷 196-198页

作者：温之轩北京交通大学

随着社会的发展,以及国家“网络强国、数字中国、智慧社会”的战略部署的提出,计算机已渗透到各行各业,它的作用变得越来越重要,应用范围越来越广,功能越来越个性化。例如,在线阅读材料、办公和娱乐,甚至在国家级文化遗产保护中,计算机... 详细信息

随着社会的发展,以及国家“网络强国、数字中国、智慧社会”的战略部署的提出,计算机已渗透到各行各业,它的作用变得越来越重要,应用范围越来越广,功能越来越个性化。例如,在线阅读材料、办公和娱乐,甚至在国家级文化遗产保护中,计算机可以取代传统的管理方法,成为更先进的管理工具。本文主要分析了计算机技术在文化遗产保护和传播中的应用,以及在数字博物馆中的具体应用,希望能在文化遗产的传承和弘扬等方面提供借鉴。

关键词：数字博物馆计算机技术在线阅读管理工具文化遗产保护网络强国战略部署个性化

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双字词的形态结构对汉字位置信息编码的影响

心理学报 2024年第4期56卷 383-393页

作者：苏省之李骁轩李蓉蓉赵长泽崔磊山东师范大学心理学院济南250358

字母转置效应是指颠倒单词的字母位置后,读者仍可识别目标词的现象,表明字母位置信息编码具有一定的灵活性。近年来,研究者通过对比不同形态结构词语的字母转置效应,探讨词语的认知加工方式。本研究采用眼动追踪技术,结合边界范式考察... 详细信息

字母转置效应是指颠倒单词的字母位置后,读者仍可识别目标词的现象,表明字母位置信息编码具有一定的灵活性。近年来,研究者通过对比不同形态结构词语的字母转置效应,探讨词语的认知加工方式。本研究采用眼动追踪技术,结合边界范式考察了不同形态结构双字词的汉字位置信息编码。研究结果显示,偏正复合词的汉字转置效应小于并列复合词和单语素词,而并列复合词和单语素词之间没有显著差异。结果表明,与偏正复合词相比,单语素词和并列复合词的汉字位置信息编码更为灵活,表明词语的形态结构会对汉字位置信息编码产生不同的影响,支持了形态复杂词的双通路加工理论。

关键词：复合词汉字转置效应位置信息编码形态结构

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黄土塬区不同土地利用方式对土壤理化性质的影响

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水土保持学报 2024年

作者：张梦月张钊玮杨毅轩张莉敏栗如祥韩晓阳林文山西农业大学农学院西北农林科技大学水土保持科学与工程学院

[目的]为探讨不同土地利用方式对黄土塬区土壤理化性质的影响。[方法]以裸地为对照(CK),设置常规施肥农田(H)、不施肥农田(L)、苜蓿草地(A)4个不同的利用方式于2005年开始在陕西长武开展长期定位试验,并于2021年7月对4个样地0—200 cm... 详细信息

[目的]为探讨不同土地利用方式对黄土塬区土壤理化性质的影响。[方法]以裸地为对照(CK),设置常规施肥农田(H)、不施肥农田(L)、苜蓿草地(A)4个不同的利用方式于2005年开始在陕西长武开展长期定位试验,并于2021年7月对4个样地0—200 cm土壤的理化性质进行分析测定。[结果]经过17年长期定位试验后,农田和草地对土壤理化性质的影响差异明显。(1)在土壤表层0—40 cm,苜蓿草地黏粒和粉粒颗粒体积分数较其他3个样地略有提高,沙粒体积分数略有降低趋势,而裸地处理黏粒和细粉粒比例有降低趋势。(2)与裸地相比,苜蓿草地0—20 cm土层土壤p H显著增加0.8%,施肥农田显著降低1.7%;除80—100 cm土层外,施肥农田土壤p H在0—200 cm剖面内整体显著低于其他3个处理。与裸地相比,在0—20 cm土层,苜蓿草地和施肥农田的有机碳储量、有机质和氮素含量显著增加,且苜蓿草地含量高于施肥农田;苜蓿草地与不施肥农田的有效磷和速效钾含量显著降低,施肥农田的速效钾含量也显著降低;不施肥农田碱解氮和硝铵态氮含量显著降低。(3)在不同土地利用方式下,土壤有机质、有机碳及全氮随着土层深度的加深表现出先降低,至60 cm左右后升高,到100 cm左右再次降低的趋势;草地的土壤有效磷含量在60 cm土层以下逐渐增加;其余养分指标在0—200 cm空间垂直分布整体呈下降趋势。(4)0—100 cm土壤有机质、全氮、碱解氮、硝铵态氮之间呈显著正相关,有效磷与有机质、全氮、碱解氮、p H之间呈显著负相关;100—200 cm有机质与速效钾之间呈显著正相关,有效磷与p H之间呈显著负相关。[结论]黄土塬区合理的农田管理和连续种植苜蓿均可让有机质、全氮和速效氮等养分指标维持在较高水平,在一定程度上保障土壤质量。为促进该区域土壤的可持续性,建议农田中适当增加钾肥和有机肥的投入,而草地则需要补充适量的磷钾肥。

关键词：长期定位土地利用方式土壤理化性质黄土塬区