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稀疏数据下的交通状态估计自适应卷积网络

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：田婧马社强宋现敏赵丹陈发城中国人民公安大学交通管理学院吉林大学交通学院

卷积神经网络（CNN）是目前交通状态估计的深度学习算法中提取交通特征的关键模块，但其对稀疏数据和多模式交通状态的计算不稳定，制约深度学习的状态估计精度。为进一步提升CNN的交通特征分析精度，本文建立了一种编码-解码的交通自... 详细信息

卷积神经网络（CNN）是目前交通状态估计的深度学习算法中提取交通特征的关键模块，但其对稀疏数据和多模式交通状态的计算不稳定，制约深度学习的状态估计精度。为进一步提升CNN的交通特征分析精度，本文建立了一种编码-解码的交通自适应卷积网络。该网络首先构建一种交通特征编码CNN，采用下采样操作聚合邻域交通信息，以从稀疏数据中提取有效交通特征；其次，网络构建交通状态自适应重构CNN，利用提取的特征准确重构不同模式的交通状态。为表征多样化交通状态时空结构，该CNN引入先验知识引导卷积核形变；最后，实验采用长春市出租车GPS数据对算法在稀疏数据和不同情景下的交通状态估计性能进行验证。结果表明，改进的CNN与LSTM、GAN等先进算法相比，提出的算法估计精度提高了6.05 km/h RMSE，同时在不同交通情景下的估计精度仅差3.34% RMSE，能够为深度学习估计交通状态提供有力的交通特征分析支撑。

关键词：交通管理工程交通状态估计稀疏数据卷积神经网络编码-解码结构

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有条件自动驾驶下驾驶人接管行为综述

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：陈发城鲁光泉林庆峰张浩东马社强刘德志宋会军中国人民公安大学交通管理学院北京航空航天大学交通科学与工程学院清华大学车辆与运载学院新奥能源物流有限公司

有效的接管是限制有条件自动驾驶技术落地的主要挑战之一，国内外学者已针对驾驶人接管行为开展了大量的研究。论文从影响机理和提升方法两个层面总结了驾驶人接管行为领域的研究现状。在接管行为影响机理层面，将影响驾驶人接管行为的... 详细信息

有效的接管是限制有条件自动驾驶技术落地的主要挑战之一，国内外学者已针对驾驶人接管行为开展了大量的研究。论文从影响机理和提升方法两个层面总结了驾驶人接管行为领域的研究现状。在接管行为影响机理层面，将影响驾驶人接管行为的因素系统地分为自动驾驶系统因素、交通因素和驾驶人因素，并且更加细致地总结了驾驶人因素的影响机理；在接管行为提升方法层面，结合接管行为影响机理研究结论，从人机交互优化设计、接管行为建模预测、驾驶人接管培训等方面总结了提升驾驶人接管行为的一系列方法；最后，从研究机理和提升方法两个层面，提出了当前存在的问题和未来研究方向。

关键词：交通运输系统工程有条件自动驾驶接管行为影响机理提升方法

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自动驾驶水平对驾驶行为稳定时间的影响分析

北京航空航天大学学报 2022年

作者：翟俊达鲁光泉陈发城北京航空航天大学交通科学与工程学院中国人民公安大学交通管理学院

当紧急事件发生之后，不同自动驾驶水平下驾驶人的状态恢复对交通安全有重要影响，而相关研究目前还十分缺乏。为了研究自动驾驶水平对紧急事件后驾驶人工作负荷和驾驶绩效稳定时间的影响，提出了基于样本均值置信区间的信号稳定时间计... 详细信息

当紧急事件发生之后，不同自动驾驶水平下驾驶人的状态恢复对交通安全有重要影响，而相关研究目前还十分缺乏。为了研究自动驾驶水平对紧急事件后驾驶人工作负荷和驾驶绩效稳定时间的影响，提出了基于样本均值置信区间的信号稳定时间计算方法，设计并开展了包含三个自动驾驶水平[手动驾驶，自适应巡航控制（ACC）和高级自动驾驶（HAD）]和两种紧急事件（前车制动和前车换道）的模拟驾驶试验。试验有效被试数量为53人。结果表明，相比于手动驾驶，HAD条件下两种事件的心率稳定时间显著增加（平均增加4.56 s）。此外，自动驾驶水平对前车制动事件后车辆速度、合成加速度和车道位置标准差稳定时间的影响均不显著，然而，相比于手动驾驶，ACC和HAD条件下，前车换道事件后驾驶绩效的稳定时间显著增加（平均增加3.2 s和5 s）。对自动驾驶控制权切换模式和时刻的设计提供了理论基础。

关键词：智能交通驾驶行为驾驶模拟器自动驾驶水平稳定时间

城市交叉口车路网联信息对青年驾驶人驾驶行为的影响分析

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交通信息与安全 2022年第1期40卷 126-134页

作者：翟俊达鲁光泉陈发城刘淼淼北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学车路协同与安全控制北京市重点实验室北京100191 北京航空航天大学大数据科学与脑机智能高精尖创新中心北京100191 交通运输部公路科学研究所北京100088

基于驾驶模拟器设计了城市道路信号和无信号交叉口场景下的模拟驾驶实验,研究网联信息的存在和内容对青年驾驶人工作负荷和操纵行为的影响。实验共包括被试26人,均为22~30岁的青年驾驶人。结果表明:对无信号交叉口(区分次干路直行车辆... 详细信息

基于驾驶模拟器设计了城市道路信号和无信号交叉口场景下的模拟驾驶实验,研究网联信息的存在和内容对青年驾驶人工作负荷和操纵行为的影响。实验共包括被试26人,均为22~30岁的青年驾驶人。结果表明:对无信号交叉口(区分次干路直行车辆和主路对向左转车辆)或信号交叉口红灯时间即将结束时,网联信息可以显著降低青年驾驶人的工作负荷,有效降低心率增长值(信号交叉口:减少1.95 beats/min;无信号交叉口:分别减少2.96 beats/min和3.29 beats/min)。此外,网联信息还可以显著降低青年驾驶人的制动反应时间(信号交叉口:降低2.35 s;无信号交叉口:分别降低2.71 s和2.09 s),减少车辆速度标准差(信号交叉口:31.33%;无信号交叉口:分别减少47.40%和60.23%),提升了驾驶稳定性。在信号交叉口车辆行进方向的红灯时间即将结束时,相比于指示信息,车路网联指令信息可使制动反应时间减少3.47 s,车辆的速度标准差减少39.10%。

关键词：智能交通驾驶行为网联信息青年驾驶人城市交叉口

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基于脑电数据的道路与模拟试验驾驶负荷相似模型研究

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基于脑电数据的道路与模拟试验驾驶负荷相似模型研究

作者：陈发城吉林大学

学位级别：硕士

在人车路闭环系统中,驾驶人是最为关键的一环。驾驶过程实际上就是驾驶人感知环境、决策判断、控制车辆的过程,因此在交通安全形势愈加严峻的今天,驾驶人行为的研究起着举足轻重的作用。即使随着人工智能的高速发展,智能网联汽车各项技... 详细信息

在人车路闭环系统中,驾驶人是最为关键的一环。驾驶过程实际上就是驾驶人感知环境、决策判断、控制车辆的过程,因此在交通安全形势愈加严峻的今天,驾驶人行为的研究起着举足轻重的作用。即使随着人工智能的高速发展,智能网联汽车各项技术取得了突飞猛进的进步,驾驶人的作用在逐步弱化,但在完全的自动驾驶落地前,车辆都要或多或少的接受驾驶人的控制或者监督,因而驾驶人仍起着极其关键的作用。在驾驶人行为研究领域中,驾驶负荷研究是几个最重要的研究方向之一,驾驶负荷的累积会引起驾驶人的疲劳,而驾驶疲劳会危害交通安全和人民生命。现有的驾驶负荷相关研究多数是基于驾驶模拟器展开的,但即使仿真度再高的模拟器和实车驾驶在驾驶感受上也有区别,从而造成基于模拟器的研究存在误差。本文针对道路试验和模拟试验之间的驾驶负荷展开对比研究,提出了一种基于积分重组法的数据压缩方法,建立了道路试验与模拟试验驾驶负荷相似模型。具体研究内容如下:(1)试验方案设计与实施:设计了道路环境和模拟环境下的驾驶负荷对比试验,搭建了道路试验和模拟试验平台,分别完成了道路试验和模拟试验,采集了驾驶人的脑电数据、反应时间数据以及驾驶人主观自我评价。(2)驾驶负荷评价指标选取:对获取的试验数据进行预处理,将反应时间与脑电指标对比,求二者之间的皮尔逊相关系数,选取系数最大的脑电指标作为驾驶负荷的评价指标。通过计算选取α/β值作为本文的评价指标。(3)驾驶负荷分类:本文综合选定K均值聚类法这一无监督学习方法来对驾驶负荷进行初步分类,将驾驶负荷分为正常、中等和高负荷状态。并结合驾驶人主观评价对驾驶负荷分类结果进行准确性验证,结果表明分类结果可靠。(4)道路试验和模拟试验驾驶负荷对比分析:本文分别从时域上对道路试验和模拟试验过程中的驾驶负荷变化规律进行了分析,然后对这两种场景下驾驶负荷的变化展开了对比研究,对不同点进行了重点解析。(5)基于积分重组法的道路与模拟试验驾驶负荷相似模型建立:本文提出了一种基于积分重组法的数据压缩方法,将模拟试验和道路试验的驾驶负荷数据时长进行了统一,然后建立了重点考虑驾驶负荷变化规律的相似模型。

关键词：驾驶负荷皮尔逊 K均值聚类积分重组法相似模型

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驾驶人跟车风险接受水平对其接管绩效的影响

汽车工程 2021年第6期43卷 808-814页

作者：鲁光泉陈发城李鹏辉翟俊达谭海天赵鹏云北京航空航天大学交通科学与工程学院车路协同与安全控制北京市重点实验室北京100191 北京航空航天大学大数据科学与脑机智能高精尖创新中心北京100191 清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室北京100086 中国人民公安大学治安与交通管理学院北京100038

自动驾驶接管是一种安全性要求很高的手动驾驶操作,可能会受到驾驶人手动驾驶安全习惯的影响。本文基于驾驶模拟器分别设计了手动驾驶跟车和自动驾驶接管实验,研究了驾驶人的手动跟车风险接受水平对其接管绩效的影响,同时考虑了接管时... 详细信息

自动驾驶接管是一种安全性要求很高的手动驾驶操作,可能会受到驾驶人手动驾驶安全习惯的影响。本文基于驾驶模拟器分别设计了手动驾驶跟车和自动驾驶接管实验,研究了驾驶人的手动跟车风险接受水平对其接管绩效的影响,同时考虑了接管时间预算和视觉非驾驶任务的影响。结果表明:在日常驾驶中具有低跟车风险接受水平的驾驶人接管反应时间更短,并且在监控自动驾驶条件下,接管后表现出更低的纵向碰撞风险。此外,当驾驶人处于视觉分心状态时,5 s的接管时间预算会导致驾驶人接管后出现较差的横纵向稳定性和极高的纵向碰撞风险。本研究的结果可为个性化自动驾驶系统的设计提供理论依据。

关键词：自动驾驶接管跟车风险接受水平接管时间预算视觉非驾驶任务接管绩效

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牙周组织再生--当前治疗策略和未来研究方向的思考

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中华口腔医学杂志 2024年第4期59卷 312-317页

作者：陈发明第四军医大学口腔医院口腔牙周病科、口颌系统重建与再生全国重点实验室、国家口腔疾病临床医学研究中心、陕西省口腔疾病国际联合研究中心西安710032

牙周炎所致的牙周组织慢性进行性破坏是成人牙齿缺失的主要原因。传统牙周治疗虽可控制牙周炎症、延缓或阻止疾病进程,却不能使缺失的牙周组织获得良好的再生。以引导性牙周组织再生、牙周骨移植技术为代表的再生治疗策略,虽可有效减小... 详细信息

牙周炎所致的牙周组织慢性进行性破坏是成人牙齿缺失的主要原因。传统牙周治疗虽可控制牙周炎症、延缓或阻止疾病进程,却不能使缺失的牙周组织获得良好的再生。以引导性牙周组织再生、牙周骨移植技术为代表的再生治疗策略,虽可有效减小牙周骨下袋深度,一定程度上恢复患牙牙周稳态,却面临再生能力有限、可预见性差的困境,特别是在恢复牙周组织的生理结构和功能上,远未达到临床所期望的目标。利用组织工程的原理、技术和方法促进牙周组织再生的尝试,在动物实验中已取得令人振奋的结果,但临床转化中却面临巨大的困难和挑战。诱导机体自身干细胞归巢,实现牙周组织内源性再生,可避免细胞培养和移植等复杂程序,有望加速牙周组织再生新技术、新方法临床转化的进程。由于口腔微环境和牙周局部条件的影响,牙周组织再生的生物学基础差,探索切实有效的再生策略,挽救、守护天然牙,在今后很长一段时间里,都将是牙周病学基础和临床研究领域关注的难题,任重而道远。

关键词：牙周炎牙周组织再生引导组织再生术骨移植干细胞治疗内源性再生

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大功率质子交换膜燃料电池建模及仿真

太阳能学报 2024年第3期45卷 290-297页

作者：陈家城周苏福州职业技术学院交通工程系福州365108 同济大学汽车学院上海201804

针对70 kW大功率燃料电池系统进行建模,基于Simulink平台搭建质子交换膜燃料电池电堆系统模型。基于该模型在稳态下研究温度、膜含水量、压力对电池输出性能的影响,分析水气跨膜运输情况。仿真结果表明电流密度在0.4~1.0 A/cm范围内时,... 详细信息

针对70 kW大功率燃料电池系统进行建模,基于Simulink平台搭建质子交换膜燃料电池电堆系统模型。基于该模型在稳态下研究温度、膜含水量、压力对电池输出性能的影响,分析水气跨膜运输情况。仿真结果表明电流密度在0.4~1.0 A/cm范围内时,电堆输出电压保持稳定。然后在新欧洲驾驶循环(NEDC)动态工况下,分析电池系统输出性能和水气跨膜传输情况,结果表明所建模型可用于大功率车用PEMFC研究。

关键词：质子交换膜燃料电池 Simulink 仿真模型电压特性质量传输动态分析

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基于“由粗到细”思想的钣金废料嵌套问题快速求解算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：陈播胡银雷陈发来中国科学技术大学数学科学学院

钣金切割中的废料再利用问题，可视为允许单个多边形平移旋转的2个简单多边形嵌套关系的判断问题. 采用“由粗到细”的思想，整合多种方法的优势，提出一种快速求解此类问题的算法. 首先使用一些规则对多边形的旋转角度进行离散并排... 详细信息

钣金切割中的废料再利用问题，可视为允许单个多边形平移旋转的2个简单多边形嵌套关系的判断问题. 采用“由粗到细”的思想，整合多种方法的优势，提出一种快速求解此类问题的算法. 首先使用一些规则对多边形的旋转角度进行离散并排序; 然后利用包围盒、栅格化等方法，粗略判断多边形在平移下是否嵌套; 最后利用临界多边形算法，精确判断2个多边形的嵌套关系. 在332个实际激光切割工业样例上的实验结果表明，在保证正确率为98.5%的情况下，所提算法的平均耗时降低到单一的临界多边形算法的23.8%.

关键词：废料再利用钣金切割简单多边形嵌套二维排样二维下料