威慑时间下警车巡逻的多级覆盖路径优化

针对警车巡逻路径优化问题，以提高警车巡逻效率、降低巡逻成本为目标，提出威慑时间下的警车巡逻多级覆盖路径优化模型。基于警车停留时间与警力威慑的关联函数，考虑犯罪率的时变特性及威慑扩散效应，构建了警力威慑最大化和成本最小化的多目标多级覆盖巡逻车辆路径优化模型。根据模型计算复杂度，采用k-means聚类并确定巡逻关键点，利用ε-约束法求解模型。计算结果表明：新模型和新算法能够切实反应警车巡逻的威慑效力，其求得的优化方案能提高41.08%的警车威慑效力；相较于常规多目标优化方法，新算法能将求解时间缩短至1 586 s,求得与理想目标差距值低于8.25%的警车巡逻优化方案，相关研究结果可为警务部门制定警车巡逻的路径优化提供决策支持。     

环境目标下的路段交通结构优化模型研究

基于污染物排放因子与车速的函数关系、速度-流量回归模型,推导出了路段污染物总排放量的计算公式;运用道路资源时间占用率的概念,建立了道路运输效率的评价函数模型.运用多目标规划理论建立了环境目标下的路段交通结构优化模型,并给出了求解算法.该模型不仅考虑了交通结构对环境的影响,同时还考虑了交通结构对运输效率的影响.模型的最优解不仅能够满足交通需求,还能在减少道路交通对环境的负面影响的同时提高运输效率.     

基于转向的Logit交通分配算法

为避免交通分配中传统的网络扩展法在处理转向延误时的缺陷,通过分析网络基本要素节点、路段和转向之间的拓扑关系,借鉴Dial算法的基本框架,设计了一个基于转向的Logit交通分配算法。该算法以源点至路段的含转向延误的最短路径长度为依据处理各条路段,正向计算转向权重,反向分配路段流量和转向流量。算法计算结果与Logit路径流量和Dial算法数据相一致,该算法可直接求解既满足Logit路径选择概率又考虑转向延误对交通分配影响的路段流量和转向流量模式,而且Dial算法是其在转向延误为零时的一个特例。     

基于生成式对抗网络的路网交通流数据补全方法

交通信息的完整性直接影响着城市交通管理的效率.针对城市道路交通中因路段检测器覆盖不全或设备损坏等造成的流量检测数据缺失问题,本文提出基于生成式对抗网络 (Generative Adversarial Network,GAN)算法的交通流量数据补全方法.首先,以路段实际流量为基础,进行图像化处理生成路网二维信息图;其次,计算考虑时空信息补偿的路网关联矩阵,利用GAN算法分析并实现路网二维信息图缺失部分的补全,进而得到路段交通流量的完整数据;最后,利用实际数据,对比分析了本文方法与相空间重构的卡尔曼滤波方法对缺失数据的补全情况.实例分析结果验证了本文方法的可行性和有效性.     

考虑出行者不同理性程度的拥堵交通流分配方法

为研究出行者感知偏好对交通分配结果的影响,本文构建了微观路径选择模型,提出拥堵条件下受路段通行能力限制的交通分配算法。引入出行者决策过程中的后悔和无差别化阈值,考虑出行时间和排队时间的心理感知差异,构建不同理性程度下的路径选择概率模型。在集计水平上,考虑当前路段及其上下游路段通行能力限制、路段车辆空间排队和溢出,提出路段车流量流入、流出的修正方法。采用增量加载分配方法,研究路段车辆的消散特性,再现了从个体路径决策到宏观路网状态的演化过程。基于Nguyen-Dupuis仿真网络,比较不同算法下各路段的拥堵车辆和各路段车辆流入、流出情况。结果表明：出行者个人偏好感知会显著影响拥堵路段的成本函数,是出行者路径选择的关键因素,但是出行者个人偏好对非拥堵路段的车辆流入、流出影响较小;考虑个体偏好的交通分配方法能降低路网的平均饱和度。本文提出的考虑有限理性的拥堵交通分配方法可应用于拥堵路网的交通诱导,有利于促进道路资源的合理利用。     

考虑上游交叉口信号设计的排队长度计算

排队长度是拥挤道路或短距离交叉口交通设计或信号控制重点考虑的交通评价指标之一.针对传统排队长度计算仅考虑单个交叉口交通运行参数的不足,构建了综合考虑上下游交叉口交通运行参数的排队长度计算模型.该模型以交通波理论为基础,综合考虑了上下游交叉口的信号设计、转向流量、路段长度,以及相位差等因素,通过各相位最大排队长度状态点的时空演化计算,得到了交叉口最大排队长度计算方法.经VISSIM和SYNCHRO等交通软件的对比分析表明,模型具有较高的计算精度,可定量分析上下游交叉口各交通要素对排队长度的影响,适用于关联交叉口的交通设计优化或拥挤路段的实时信号控制.     

城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法

为提高城市快速路网的整体功能和运行效益,利用实时动态交通数据,根据动态交通因素对路段通行时间的影响,将城市快速路网划分为非拥塞和拥塞两种情况,基于安全停车距离和剩余通行能力,分别计算了两种情况的路段通行时间,提出了以行程时间最短为目标的城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法.将该算法应用于西安城市快速路网进行案例分析,结果表明:该算法的最优路径计算结果与实际相符,误差在15%以内;最优路径的距离约为最短路径的1.84倍.      

基于完善交通信息收集的UAV路径规划

针对部分路段不能获取完整交通信息的问题,提出使用无人机对未布设固定型交通信息检测器路段进行交通巡视,完善交通信息。通过时空网络建立了一个总飞行时间最短、最大单机飞行时间最短的多目标模型,确定最佳的无人机数量和交通信息收集路径。新模型不仅利用时空网络技术细致刻画了无人机在巡视过程中的飞行轨迹,而且加入了对未布设固定型交通检测器路段的巡视次数以及巡视时间间隔约束问题,使巡视路径更加合理。情景分析表明,使用两架无人机进行巡视时,总飞行时间最短为37min,在23min 内完成巡视任务;随着最大单机飞行时间权重的增大,无人机的总飞行时间增加9.76%,最大单机飞行时间减少8.70%。算例分析表明,所建模型和方法能够解决大规模路网的多无人机调度问题,能够根据实际需求得到满意的巡视路径。     

融合卡尔曼滤波的高速公路状态估计误差界限分析

为分析高速公路交通流检测数据质量,本文构建平方流量误差界(Squared Flow Error Bound, SFEB)和扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)的决策级融合模型SFEB-EKF,在检测器空间覆盖不足情况下,计算检测路段和无检测器路段的交通状态估计误差界限。与SFEB 算法相比,融合模型利用EKF交通状态估计模型估计全路段交通状态,基于得到的估计样本计算全路段交通状态估计误差下界。同时,采用最近邻法(Nearest Neighbor Method, NNM)计算全路段交通状态估计误差上界。应用开源高速公路数据集测试模型,结果表明,与需要输入真实样本的SFEB算法相比,融合模型SFEB-EKF在缺少真实样本情况下,能取得相似的结果且误差保持 在5%以内,不同检测器覆盖率实验下模型表现出良好的稳定性。本文模型通过给出无检测器路段交通状态估计界限,为高速公路交通检测器布设方案提供参考。     

时变交通下生鲜配送电动车辆路径优化方法

依据时变交通路网特点设计基于路段划分策略的行驶时间计算方法,综合考虑客户对生鲜产品最低新鲜度约束,车载限制和电动车电量约束,设计三约束决策因子方法.以配送总成本最小为目标,构建时变交通下电动车城市生鲜配送路径优化模型,根据模型特点设计自适应改进的蚁群算法.实验结果表明,本文方法能够根据客户生鲜新鲜度要求,客户属性和路网特性,合理安排发车时间,科学规划配送路径,有效避免交通拥堵;通过算法对比,本文模型和算法能够明显降低配送成本,提高企业经济效益.     

双B／S模式下解决交通违法视频证据管理的效率问题

对非现场的交通执法,单纯依靠违章照片已不能满足市民、交警和管理者的需要,于是违法视频作为强有力的证据便成为了执法中不可或缺的一部分。通过对在客户端本地构建内嵌服务器和在数据中心搭建应用服务器形成双B／S模式的研究,结合非现场交通执法实践,分析和构建适用于各交巡警部门的交通违法视频管理系统,重点探讨了视频格式的压缩转换、GPFS存储、时间码的嵌入、视频分割、流媒体的播放等。     

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车载导航系统（IVNS）能提供实时有效交通信息辅助驾驶人选择最佳路径.为了探讨IVNS的市场渗透率对路网运行效益（交通效益和环境效益两方面）的影响,本文运用宏观动态交通网络模型METANET建立仿真平台,用反馈式动态交通分配模型描述IVNS路径诱导下驾驶人的行为,以总排队时间和总耗费时间作为交通效益评价指标,用反映速度—加速度关系的机动车排放和燃油消耗关系模型——VT-Micro 模型计算机动车排放量和燃油消耗量,并用货币价值量化排放减少带来的直接经济效益(包括大气污染治理费用和燃油消耗节省).对一个算例路网进行仿真,仿真结果表明：IVNS能够有效均衡路网交通,改善路网交通拥挤,尽管使NOx排放增加,却降低了HC、CO排放,减少了燃油消耗,带来了巨大的经济效益.综合考虑IVNS市场渗透率的交通效益和环境效益,建议可将市场渗透率控制在0.2~0.3左右.研究旨在为相关部门设计评价IVNS,优化路网运行效益提供辅助决策依据.     

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随着城市中心商业区的快速发展,其造成的城市交通拥堵已经成为影响居民出行和城市发展的严重障碍.本文以城市中心商业区的混合交通流为研究对象,建立了基于动态分配的交通流诱导优化模型.首先,基于总体费用函数的路径选择概率对城市中心商业区的交通流进行动态交通分配.然后,根据分配结果确定拥堵路段,据此给出不同交通诱导措施,再应用所建模型选择最佳方案.最后,采用VISSIM交通仿真软件,对天津市滨江道商业区的混合交通流进行动态仿真,并针对不同的交通诱导措施,应用所建模型对诱导方案进行仿真和评价,确定最优方案,从而有效地减少交通拥堵.     

基于流量状态的路段交通信息检测器布设点优化

为了提高交通信息检测器的采集精度,需在路段确定为最优路段后寻找检测器的最优布设位置。利用路段分段后每段的断面平均速度与路段平均行程速度建立检测器契合度模型,考虑流量波动对检测器的影响,通过计入路段上不同流量状态下的最佳契合度,确定检测器的最佳布设位置点。经过实例验证,不同路段的最佳布设检测器的位置点不同,要根据实际情况进行度量。本文可为找出交通信息检测器的最优布设方案提供定量计算的方法,具有一定的实践性与有效性。     

城市道路最大出行距离计算模型

为了合理体现交通事故延误对出行者路径选择的影响,提出了随机状态下的交通事故时间延误模型。将交通事故的随机性、持续时间和道路通行能力等不确定性因素引入到交通分配模型中,并对路径选择模型进行修正。分析了各等级道路最大适宜出行范围,根据修正的路径选择模型,采用逐次交通分配方法,得到各等级道路的出行周转量和出行距离,并与不考虑交通事故延误时的出行距离进行了对比分析。分析结果表明:当考虑交通事故延误时,支路、次干路、主干路、快速路的最大出行距离分别为2.000、2.946、4.054、5.963km;当不考虑交通事故延误时,支路、次干路、主干路、快速路的最大出行距离分别为2.000、3.000、6.000、10.000km;交通事故延误是影响出行者路径选择的重要因素;当考虑交通事故延误时,高等级道路的最大出行距离变小。相比于传统的路径选择模型,本文模型更优。     

城市交通拥堵分析与诊断

从道路网络结构角度分析了城市交通拥堵问题,并通过对城市路网中快速路、主干道、次干道、支路的层次结构与功能进行分析,建立了交通拥堵的诊断模型。用交通分配法计算了路段最佳匹配通行能力,并给出了路段拥挤度和匹配度的计算方法。     

基于路网阻抗及交通效率的单向交通组织优化方法

为提高支路的利用率,以降低主干道的交通压力,从降低路网阻抗及提高交通效率的角度出发,提出单向交通组织的优化方法。建立以路网阻抗及出行时间最小化为目标的双层优化模型,其中上层模型通过优化支路的单向交通组织方案使得目标值达到最小,下层模型按照容量限制——增量加栽方法进行交通量的重分配。通过建立虚拟路网,类比分析单向交通组织优化前后的路网阻抗及出行时间,验证单向交通组织的优化效果。     

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设计了公安交通管理信息系统今后发展的总体技术框架,集成应用标准化、数据采集、加密存贮、MQ中间件、请求访问服务、数据库检索、无线移动等技术,建立全国公安交通管理数据的分级传输和存贮平台,开发综合性的公安交通管理信息查询系统,解决目前系统功能单一、信息无法共享的“瓶颈”问题,在全国范围内实现公安交通管理信息的网上漫游和查询,能够为路面巡逻执法实时提供机动车、驾驶人的相关取证信息,并满足其他警种、不同行业对交通管理综合信息的共享需求。