基于RFID技术的高速路网路径精确识别技术

随着国内高速公路的发展,环状的路网结构与多元的投资主体引发了如何合理征收并拆分通行费的问题。本文所提出的多义性路径的识别方法基于射频识别技术(RFID),运用余边集和支撑树理论,在关键路段布设标识点系统,从而精确识别车辆实际行驶路径。该技术方法能够解决高速公路路网中多义性路径识别问题,并实现通行费的合理征收与拆分。     

高速公路标识站选址模型与算法研究

以路网拓扑结构为基础,采用图论中的支撑树理论来研究高速公路标识站数量及选址问题。基于支撑树任意两点之间恰有一条路径的性质,定义了余边集的概念,在此基础上提出了标识站确定理论,从根本上确立了标识站最优数量,并将破圈法与展开树法有机结合,提出了适合大型路网的标识站选址算法。标识站数量确定理论和展开树算法,从根本上解决了路网收费中二义性路径的标识问题,可以直接用于高速公路及城市轨道的标识站设计与建设中,能够确定所有标识站选址方案。给出了一个试验实例以证明该理论与算法的可行性。     

网状高速公路网下的多路径识别模型与费用清分算法

我国的高速公路网发展形成了复杂的网状结构,各省目前普遍面临着如何实现准确的收费清分的问题。本文提出了可以识别车辆行驶路径的"RFID标识站 组合式收费卡"的收清系统模型,利用支撑树理论确定需添加的RFID标识站的位置和数量,引入有效路径系数标定路网的合理路径,给出了依据车辆行驶路径的精确清分算法。最后以山东路网为例进行路网建模和算法分析,结果验证了本模型算法能实现公平、公正的通行费清分,符合高速公路管理的实际需求。     

一种基于有向图的高速公路多义性路径贝叶斯识别方法

随着高速公路的快速发展,公路路网由树状结构逐步转化为网状结构。车辆在网状结构的路网上同一个起讫点间存在多条可行的路径,由于不同路段公路资产管理单位的不同,以及在通行费增值税电子普通发票普及的条件下,因此,如何对车辆行驶的路径进行精准识别,来实现公平收费和通行费增值税电子普通发票的精确开具,是目前收费管理中的热点问题。本研究首先对现有路径计费方法进行了总结,研究了目前基于5. 8G DSRC技术、视频车牌识别技术、433 M射频技术和基于运营商基站的标识技术在多义性路径识别方面存在的不足。在此基础上,提出一种基于有向图的高速公路多义性路径贝叶斯识别方法,首先将高速公路路网模型化为有向图结构,将5. 8G标识点或视频图像标识点映射到有向图上,对每个出口建立路径生成树,然后采用一个贝叶斯识别算法建立标识串的概率模型,确定车辆的实际路径。算法采用两级结构,包括中心预处理和车道出口处理两级,可以实现车道出口处的快速计算。该方法已经在江西省高速公路中进行了实际应用,并获得了良好的效果,识别精度达到99. 8%,处理时间也能完全满足高速公路出口快速通行的需求。     

基于RFID的高速公路通行费精确拆分技术研究与应用

高速公路的环状路网结构给车辆驾驶员带来多条路径的选择问题,进而产生如何按照车辆行驶的实际路径收取通行费的问题。在联网收费环境下,高速公路投资主体的多元化必然要求合理拆分通行费。针对如何精确拆分环状路网中多义性路径的通行费问题,结合河南省高速公路实际情况,提出了一种改进的高速公路联网收费路径识别技术。该技术实现了车辆通行费的精确拆分,对提高高速公路收费管理水平具有重要意义。     

基于RFID的高速公路通行费精确拆分技术研究与应用

高速公路的环状路网结构给车辆驾驶员带来多条路径的选择问题,进而产生如何按照车辆行驶的实际路径收取通行费的问题。在联网收费环境下,高速公路投资主体的多元化必然要求合理拆分通行费。针对如何精确拆分环状路网中多义性路径的通行费问题,结合河南省高速公路实际情况,提出了一种改进的高速公路联网收费路径识别技术。该技术实现了车辆通行费的精确拆分,对提高高速公路收费管理水平具有重要意义。     

云南省高速公路多义性路径问题分析与解决方案

随着云南高速公路网建设进程逐渐提高,全省范围内高速公路密度逐渐提高、范围越来越广、全省路网的环路从单一的树状结构发展为环状结构,并由单一的一环扣一环发展到大环带小环,环环相连的情况,多元的高速公路业主,在现有的路网条件下,不久的将来,多义性路径问题逐步显现:在全省高速公路路网中,仅凭收费站出口、入口信息,无法判断车辆究竟走的是哪条路径、收费按照哪种方式收费、收费拆分该如何拆分给路网内的各家不同的业主,即多义性路径问题。本文介绍了云南省目前高速公路路网面临的多义性路径问题,以及路网多义性特点,并对国内现有的解决方案进行了分析与比选,介绍云南省高速公路多义性路径问题的解决方案。     

基于节点重要度的城市群城际道路公交线路规划

为解决城市群公交一体化推进中道路客运公交化和公交线路优化规划问题,通过构建城市群区域路网节点重要度评价模型对路网节点进行评价确定公交线路必经节点,以最优路径为目标,建立城市群各路段权重计算模型,通过蚁群算法求解,确定道路公交线路布局;以湖南长株潭城市群进行实例论证,求解结果表明该规划方法具有一定的可行性和实用性。     

优化路网覆盖效率的高速公路救援点选址模型

针对高速公路救援点选址问题,以优化救援点对路网全局的覆盖效率为目的,建立了救援点选址模型。采用有向图描述救援点对各路段的双向全程覆盖及救援车绕行问题,通过分析救援点布局与路网拓扑结构对各路段的救援响应时长的影响,构建了考虑救援车绕行时间的基于路段的救援响应时间计算公式,然后以优化救援点对路网全局的覆盖效率为目的,分别建立了常驻救援点和备勤救援点两类选址模型。实验结果表明:与传统选址模型相比,提出的选址模型能更准确地衡量各路段的救援响应时间,给出路网全局覆盖效率更优的选址方案。     

基于MapGIS的城市配送网络优化设计

为解决城市配送问题,达到建设费用最小且配送费用最小的目的,提出了一种有效的网络优化设计方法,并从配送中心选址和配送路径优化两方面入手,对城市配送网络的优化设计问题进行分析研究。根据城市配送特点和企业需求构建了配送中心选址模型和配送路径优化模型,并利用MapGIS进行二次开发,建立城市物流配送的网络模型。结合MapGIS自身的网络分析功能,探讨了基于MapGIS的配送中心选址及路径优化问题。运用MapGIS对城市路网进行可视化操作,设置路网中每条道路的具体信息,并根据这些信息实施选址及路径规划,并将结果在电子地图上显示。通过实际案例的求解和分析,表明了所提方法和模型的可行性与优势。     

路径二义性判别问题中的标识站设置研究

对利用标识站解决高速公路网络化之后的路径二义性判别问题进行了研究.以图论为工具,对高速公路路径二义性判别问题进行了建模,提出了标识站布局的基本构造方法.在此基础上,对标识站设备失效时,依靠冗余站点保障系统整体可靠性的方法进行了研究,得到了冗余站点设置布局的基本原则.最后研究了标识站布局的优化问题,对其中一类问题给出了通...     

高速路网不停车收费车道优化布设方法

合理设置高速公路收费站ETC (Electronic Toll Collection)车道数量，对高速公路通行效率至关重要。针对目前路网中ETC与MTC (Manual Toll Collection)车辆混行的情况，考虑ETC的普及率，结合多用户路网均衡模型和排队论方法，建立基于双层规划模型的高速路网ETC车道优化布设方法。上层模型以车辆总通行时间最小为目标，优化设置进出收费站的ETC车道数量；下层模型为多用户路网均衡模型，反映ETC和MTC车辆的路径和收费车道选择行为。下层模型通过设计收费站的等价拓扑结构，表征收费站的车道使用规则及车辆的收费车道选择行为，并采用排队论方法估计ETC和MTC车道的收费排队时间。根据模型的特点设计了基于主动集的启发式算法，利用参数二进制与拉格朗日函数法确定迭代下降方向，解决了下降方向与步长难以计算的问题；通过内嵌优化函数的方式，保证在主动集转化过程中上层约束均不会失效，且避免了迭代过程中的模型解退化问题。基于上海市绕城高速进行实证分析，结果表明：随着ETC普及率的提升，收费排队时长按照负指数趋势下降；与按比例布设ETC车道的方法相比，所提方法最高可降低57.4%的收费排队时间，且该方法可以避免ETC车道布设过多对于MTC车道通行能力挤压造成的负面效果。研究成果可以有效指导高速路网ETC车道的布设，提高路网通行效率。     

基于最优树算法的城市区域闭环路网相位差优化

针对区域协调控制中相位差的封闭性,采用图论知识,建立了闭环路网的判别方法及闭环路网相位差封闭性的表达模型;考虑协调相位每周期到达车辆数、闭环路网相位差对车辆造成的阻滞两个因素,建立了路段权重模型;以协调控制效益损失最小为优化目标,建立了基于最优生成树的闭环路网相位差优化方法.最后以一个区域闭环路网为例对所建方法进行具体分析.本文的研究可以为区域协调控制中闭环路网的相位差优化提供理论依据.     

基于移动治超模式的农村公路治超站选址

为有效治理农村公路上的超载运输现象,提出了治超车以治超站为基地、携带便携式检测设备对路网内的车辆进行称重检测的移动治超模式。当治超站数量和治超车数量都确定时,为最大化治超站和治超车的治超效果,需优化治超站的空间分布与治超车的巡游路径。为此,先根据超载路段的空间分布,将所有超载路段离散为点组成了治超站选址的初始候选点集。为压缩初始候选点集的规模,建立了治超站选址的评价指标体系,结合层次分析法和聚类分析法对初始候选点集进行筛选,得到了治超站选址的最终候选点集合。再以治超车巡游路径上的货车流量最大为目标,构建了治超站选址-治超车路径优化模型,并设计了改进的蚁群算法对模型进行求解。最后基于贵阳农村公路的现状数据实施了案例分析。结果表明:最优方案下的治超站被选在超载运输现象明显的地区,治超车的巡游路径不仅覆盖了货车流量大的城镇主要通道,而且经过多条超载运输密集的公路;最优选址-路径方案可以保证治超车能有效截获到超载货车,从而验证了模型和算法的可行性;移动治超效率的计算结果表明了最优选址-路径方案的治超效率理想,管理者可以按照本研究提出的方法实施治超站的空间布局决策和治超车的巡游路径决策。     

基于潜在瓶颈路段识别的可变信息标志选址分析

为了降低交通事故和交通拥堵对城市交通的影响程度,科学、合理地确定可变信息标志(Variable Message Signs,VMS)规划布设的点位并最大地发挥其交通诱导功能,以VMS的交通分流作用作为其选址的前提,首先利用路段脆弱度指标进行潜在瓶颈路段的识别,并在此基础上结合VMS的影响范围,明确VMS选址的路段候选集合;其次,引用驾驶人对于交通标志记忆的统计数据,得到标志信息随行程距离的衰减规律以确定信息效益,采用ARCGIS软件的网络分析模块寻求可替换路径以确定绕行效益,运用改进的用户均衡交通分配模型求解从VMS候选路段出发的节点间重新分流路径以确定路网总行程时间;最后将VMS信息利用最大化、绕行效益最大化和路网总行程时间最小化作为优化目标,以VMS布设成本作为约束,建立VMS选址优化模型,并以快速分类的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对选址优化模型进行运算。研究结果表明:以西安城区局部路网为例,可求得不同VMS设置数量下的点位布设非劣方案,从而验证模型和算法的可行性;随着路网VMS设置数量的增加,各Pareto解集的总体信息效益和绕行效益呈线性上升趋势,总行程时间呈线性下降趋势;合理的VMS设置数量能够使各选址方案的目标效益分布趋于集中。     

基于动态行程时间可靠性的单车辆路径选择算法研究

为了提高出行者的路径选择效率,从微观层面对随机动态路网条件下的单车辆路径选择问题进行深入研究。随机动态路网条件下,作为车辆路径构成单元的路段,不同时刻车辆在其上的行程时间具有明显的动态变化特征,若使用传统的最短路算法进行车辆路径选择,将某一时点的路段行程时间作为路段权值不能反映路段行程时间动态变化产生的影响,车辆路径选择结果容易造成误判。为解决此问题,按照集散波理论对于路段车辆运行状态的划分方式,首先以路段下游信号转换时刻目标车辆与排队车流队尾的相对位置关系为切入点,对路段行程时间进行分状态分类随机动态预测,然后建立对应可接受水平下的路段行程时间可靠性计算模型,最终分别针对简单网络和复杂网络的单车辆路径选择问题提出使用行程时间可靠性作为关键控制变量的三阶段车辆路径选择模型和权值异化的Dijkstra车辆路径选择算法。通过案例及对比分析表明,在出行者面临的简单网络中使用行程时间可靠性进行车辆路径选择可纠正仅仅按照单一行程时间进行车辆路径选择造成的选择误判,在复杂网络中使用行程时间可靠性作为路段权值异化的Dijkstra算法可迅速求出最可靠路径,有效解决了随机动态路网环境下的单车辆路径选择问题,是对路径选择问题研究的深入拓展。     

基于行程时间和路口延误的网络VMS选址算法

路段车辆行程时间和交叉口延误共同构成路径的综合阻抗,通过实际路段车辆行程时间和交叉口延误的交通数据计算路网的路径阻抗,以路网效用函数最大化为优化目标,在比较各种选址方案目标函数的基础上,选取效用函数值最大的方案作为实施方案.采用北京市西直门桥至复兴门桥之间的实际路网作为算例,经计算,其结果与实际情况吻合较好,并与该区域的VMS建设趋势一致.     

Multi-objective Location-routing Problem in Emergency Logistics as Time Varies

应急物流系统的多目标选址-路径问题主要旨在解决应急物流中心的选址问题、物流中心处理能力的设定问题和各类应急物资车辆运输路径的选择问题.基于既有研究成果,主要考虑时变条件下物资需求的多样性特点,兼顾应急物资类型的多样性特点和物流中心最小处理量要求,以运输路线能力和含有富余度系数的物流中心能力为约束条件,以时间和费用最小化为优化目标,建立了更为完善的多目标0-1混合整数线性规划模型.采用百分比无量纲化技术消除优化目标的量纲,并设计了基于目标规划的模型求解算法.通过算例试验,对比分析了0-1混合整数线性规划模型与既有模型的时间和费用.结果表明,相较于既有模型,该模型所得的选址-路径方案在费用和时间的消耗上都有所下降,更符合应急物流管理的实践工作.     

联网高速公路有效路径伸展系数的标定

采用启发式搜索算法标定联网高速公路路径伸展系数的值,确定高速公路路网有效多路径搜索范围,利用改进的标号法算法搜索给定路网上任两站点之间的有效多路径。提出联网高速公路多路径交通量计算模型和各路段流量偏差计算模型,分别按最短路法和实际行驶路径（调查取得）在有效多路径集合上进行流量加载,得到有效多路径上交通流漂移量。利用上述模型,对山东省高速公路车辆行驶路径调查数据进行统计分析,标定得出山东省高速公路网路径伸展系数为0．3,出行有效多路径交通量占所有路径总交通量的比例为6.1‰。     

考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法

路侧单元(Road Side Unit, RSU)作为车路协同系统(Cooperative Vehicle Infrastructure System, CVIS)中路侧感知控制网与网联化车辆自组网的重要节点,其布设方案对车路交互效能、系统建设成本与协同服务水平均产生较大影响。现有RSU优化布设研究主要基于车路(Vehicle to Infrastructure, V2I)通讯,忽视了车车(Vehicle to Vehicle, V2V)通讯的转发和中继作用,也缺乏对RSU设备及线网布设成本的相关考量。针对上述问题,面向V2V和V2I通讯并存环境,考虑信息覆盖正向收益与设备/线网布设负向收益,构建面向综合收益最优的RSU布设方案优化模型。首先结合信息流-交通流耦合模型获取传播时间矩阵,提出权重约束可达性算法,构建布设方案与信息覆盖正向收益之间的关系方程。然后针对动态最优布设方案条件下的最优线网布设问题,提出改进的最小生成树模型,并以此设计综合收益最优的RSU优化布设模型。最后,基于井字形算例路网,进行模型验证和关键系数敏感性分析;并基于Sioux Falls路网,将所提出的模型与现有未...