省域高速公路网络连通可靠性:黑龙江省案例分析

连通性及连通可靠性是区域公路网络结构特征及运行状态评价的重要指标.本文首先提出了应用连通度、连接度指数及连通度平均值指标来表征省区高速公路网络连通性,其次构建了基于初始网络及子网络的数量、规模及平均最短路径距离等因素的连通可靠性评价方法,最后以黑龙江省高速公路网络为例进行实例分析.研究提出了黑龙江省高速公路网络的连通特性及连通可靠性特征,得出实例网络县市级网络连通度不高、连通可靠性受到关键节点影响较大的结果,能够应用于冰雪恶劣天气、恐怖袭击等特殊事件下应急需求点布局、应急物资调度优化等.     

蒙特卡罗方法和ORDER算法在网络可靠度计算中的对比

对蒙特卡罗方法和ORDER算法在计算某中等规模的桥梁网络连通可靠度方面进行了对比。结果表明:OR-DER算法可以获得更精确的计算结果,而蒙特卡罗方法在计算速度上有优势。计算结果有助于政府管理者更好地了解桥梁网络状态。     

交通运输网络连通性评价指标分析

交通运输网络是由节点与边所组成的有机体．为更全面的评价网络的连通性能,不仅需要分析边的数量及位置对连通性的影响,而且需要分析节点对网络连通性的影响．在分析现有交通运输网络连通性指标的基础上,本文提出了拓朴结构连通性评价指标,采用不相邻节点对节点一连通度的平均值衡量网络的连通性,并通过算例做了几种连通性评价指标的有效性对比．     

基于通行能力的公路网连通度研究

公路网的连通度评价指标反映了网络中各节点的连通状况,体现了网络的结构特征。在分析现有的公路网连通性评价指标的基础上,考虑到道路通行能力对公路网连通度的重要影响,提出公路网连通性评价指标的新定义。最后给出计算示例,说明该方法的有效性。     

基于路网可靠性的关键点段辨识——以乌鲁木齐市为例

传统的连通可靠度分析只适用于极端情况下的路网状态评价,而基于连通可靠度的关键节 点、关键路段的识别,能够分析常规条件下的城市网络可靠性。以乌鲁木齐城市路网为研究对 象,采用路网效能和路网效率为评价指标,辨识路网的关键节点和关键路段,并对所有节点和路 段进行统计分析。研究结果表明：在城市路网中起重要作用的节点或路段只占总体的很小部分, 而其余大部分对路网的影响是较小且相似的;由于老城区路网发展已近饱和,关键节点多集中在 此区域;城西开发区路网尚未完全形成,在未来发展过程中应重视该地区的关键点段,以防止出 现潜在的拥堵状况;关键路段中,除河滩路之外,其余多数为东西走向的道路。     

基于Monte Carlo法的山区路网应急中心选址

阐述了灾时山区路网各路段组成单元通行概率的分析方法,采用Monte Carlo模拟法对山区路网连通可靠度进行分析和计算,并通过概率解析法来检验Monte Carlo模拟法的计算精度.采用Monte Carlo模拟法分析路网节点间连通可靠度,提出了灾时山区路网应急救护中心优化选址方法.最后,通过实例阐述其计算过程.结果表...     

基于有效路径集合的节点间连通度估计方法研究

对交通网络而言,节点间并非所有路径都作为出行者备选路径.与纯网络连通可靠性评价方法考虑节点间的所有可能路径不同,文中把节点间有效路径集合作为评价载流交通网络节点间连通可靠性的依据.节点间的有效路径集合可以通过Dial算法得到,在得到节点间有效路径集合后,利用BDD算法得到有效路径集合的不交化表示,进而得到节点间连通度的精确值.     

基于Monte Carlo法的山区路网应急中心选址

阐述了灾时山区路网各路段组成单元通行概率的分析方法,采用Monte Carlo模拟法对山区路网连通可靠度进行分析和计算,并通过概率解析法来检验Monte Carlo模拟法的计算精度。采用Monte Carlo模拟法分析路网节点间连通可靠度,提出了灾时山区路网应急救护中心优化选址方法。最后,通过实例阐述其计算过程。结果表明:采用Monte Carlo模拟法分析山区路网交通节点间的连通可靠度,找出灾时山区路网连通薄弱环节,为山区应急救护中心优化选址提供依据。     

基于节点贡献的无线传感网络事件区域检测容错算法

针对无线传感网络事件区域检测问题,在考虑事件区域附近的节点之间的感知信息存在时间-空间相关性的基础上,提出了一种基于节点贡献的事件容错算法,根据节点感知数据的时空关系,利用节点的贡献进行事件区域数据融合,并引入节点可靠度,来提高节点检测的可靠性,降低节点自身不确定性对检测结果的影响.仿真结果表明,在节点发生故障率30%的情况下,算法依然能够得到90%以上检测精度与故障识别率.     

无线传感器网络定位算法的研究

在无线传感器网络中，因无线传感器设备功耗、价格和硬件限制及对定位精度的要求，距离无关定位机制被认为是一类具有成本效益的解决方案。介绍了距离无关定位机制中的DV—hop定位算法，研究了不良节点、网络拓扑结构、锚节点和邻居节点对DV—hop定位算法性能的影响，分析了算法的通信量和计算量。在连通的网络中，该算法能够达到35％～40％的平均定位精度；该算法只需要较少的锚节点，计算和通信开销适中，不需要节点具备测距能力，是一个可扩展的算法，适用于各向同性的密集网络。     

基于改进AOE网络的低频浮动车数据地图匹配算法

由于低频浮动车数据时间间隔较长,现有地图匹配方法难以满足低频浮动车数据地图匹配的要求.综合考虑浮动车数据轨迹点之间的整体特性,在局部和全局地图匹配算法的基础上,提出了一种基于改进AOE网络的低频浮动车数据地图匹配方法.首先,采用相交分析判断GPS点缓冲区和候选路段的关系,以获取候选路段和候选匹配点;其次,基于四叉树空间索引和Dijkstra算法,获取候选匹配点之间的最短路径;第三,设计了一种改进AOE网络,提出了基于改进AOE网络的最短可达路径算法,以获取最终的地图匹配点;最后,对改进AOE网络的地图匹配算法进行评价,并通过实验分析了算法的时间效率和正确率.实验结果表明:基于改进AOE网络的地图匹配算法正确率为95.3%,程序执行总时间为96.8 s. 其正确率分别比点到线的局部地图匹配方法和基于弱Frchet距离的全局地图匹配方法的正确率高13.6%和2.8%.      

基于加权密集连接卷积网络的快速交通标志检测

为提高算法对交通标志快速定位的准确性，改善现有检测算法在复杂交通环境下检测效果不佳、实时性较差的问题，提出一种基于动态加权密集连接卷积网络的交通标志快速检测算法. 选用YOLOv2 作为基础网络，通过增加动态加权密集块对各层特征图的权重进行调节，实现深层高语义信息和浅层低语义信息的融合；使用MobileNet 轻量化网络结构，通过可分离卷积操作有效降低网络的计算成本；针对池化操作中图像特征丢失严重问题引入 CBAM模块，利用通道注意力和空间注意力信息增强关键特征的表达能力. 实验结果表明，本文算法在GTSDB数据集上分别达到了96.14%的检测精度和139 frame/s 的检测速度，在保证较高检测精度的同时，能够有效提高检测效率，满足实时检测要求.     

考虑连接性的路网划分算法

针对传统K均值聚类算法在非均质路网划分应用中的不足,将路网连接性融入算法,解决其在路网划分应用中聚类结果不连续的问题.先使用最大最小距离算法确定初始聚类中心和路段差异性,并以聚类评价指标ANSK确定K值;然后统计连续时间间隔下路网划分结果的动态频数,合并和拆分不稳定的“噪声”路段,提高划分子区内路网的紧凑性.最后,基于现实路网中的车牌照自动识别实测数据,对改进的聚类方法进行了验证.将算法得到的划分效果与K均值聚类算法和Ncut算法进行对比,并对子区做宏观基本图分析.结果表明,改进后的K均值聚类算法在保证自身原有聚类优势下,可以有效实现连接性约束下的路网划分.     

基于复杂网络理论的客运专线网络可靠性分析

随着客运专线网络的逐渐完善,人们对其可靠性也提出了更高要求。利用复杂网络理论对客运专线网络的可靠性进行分析,有利于发现网络中的关键节点及薄弱环节,从而有针对性地对网络进行完善。基于复杂网络理论,建立客运专线网络模型,并计算该复杂网络模型的静态统计特征,包括度分布、聚类系数和平均路径长度,得出客运专线网络是典型的无标度复杂网络。分别在随机性攻击和选择性攻击两种模式下,从网络的全局效率和最大连通子图的相对大小两个指标,对客运专线网络的可靠性进行分析,得知客运专线网络对随机性攻击的抗破坏能力较强,而对选择性攻击的抗攻击能力较弱,最后提出了提高客运专线网络可靠性的建议。     

基于可靠性和结构特性的离散网络设计问题

考虑到交通运输网络的可靠性因素以及拓扑结构的稳定性因素,引入网络连通可靠性和网络结构熵的概念,分别将其改进为系统的优化目标,建立了基于连通可靠性和网络结构熵的多目标离散网络设计模型,并设计了交叉熵算法来求解该问题.通过优化计算,算例结果表明系统的优化目标是可行的并能够较好的改善网络拓扑结构功能.     

多网联范围下的智能网联车换道决策组合模型研究

为提升不同网联范围下智能网联车(Intelligent Connected Vehicles, ICV)的换道效率,结合深度强化学习和分子动力学理论,提出一种融合掩码机制和注意力机制的双深度Q网络(MaskAttention-DDQN, MAQ)换道决策模型。首先,在SUMO (Simulation of Urban Mobility)仿真环境中采集网联范围内ICV及人工驾驶车辆(Human Drive Vehicles, HDV)的行驶状态信息。其次,搭建MAQ模型,采用掩码机制和注意力机制方法,实现固定模型输入大小,以及实现置换不变性。第三,为实现车辆间影响程度的数值化,以车辆间相对速度和相对位置为参数,使用分子动力学理论为网联范围内HDV信息赋予权重。最后,分别在不同交通密度仿真环境中对不同换道决策模型和赋权方法进行对比,并测试ICV在不同网联范围(80~330 m,以50 m为间隔)下的换道决策效果。仿真结果表明,以40辆HDV、100m网联范围为例,MAQ模型比DeepSet-Q模型拟合精度提高了90.2%;分子动力学赋权方法相比线性权重赋权方法总奖励值提高了5.5%,ICV平均车速提高了4.8%;ICV平均车速随着网联范围的扩大,呈现出先增大、再减小、后趋于平稳的变化规律。     

点－域匹配的公交主干线网规划方法

为提高线网规划精度与效率,构建了基于点-域匹配的线网规划方法,从区位与客流匹配角度出发,确定了线路合理搜索范围的边界域方程及公交线路优化模型,并采用从左算法实现了合理搜索域内有效线路的穷举,通过多目标决策实现了优化模型的求解。计算结果表明:采用线网规划方法所得线网与实际规划结果基本一致,此外,由于设定了线路的关键性控制点及有效走行域,简化了线路搜索过程,提升了模型运算效率与精度,方法具有实用性。     

Probability-based clustering and its application to WLAN location estimation

Wireless local area networks (WLAN) localization based on received signal strength is becoming an important enabler of location based services. Limited efficiency and accuracy are disadvantages to the deterministic location estimation techniques. The probabilistic techniques show their good accuracy but cost more computation overhead. A Gaussian mixture model based on clustering technique was presented to improve location determination efficiency. The proposed clustering algorithm reduces the number of candidate locations from the whole area to a cluster. Within a cluster, an improved nearest neighbor algorithm was used to estimate user location using signal strength from more access points. Experiments show that the location estimation time is greatly decreased while high accuracy can still be achieved.     

基于交通流时间序列相似性的NCut城市路网分区算法

针对大规模城市道路交通路网分区的实际需求,基于可反映时间序列变化趋势的皮尔逊相关系数和度量空间关系的欧式距离,构建了一种衡量交通流时间序列相似性的综合指标; 结合交通流时间序列的时空相似性特点,引入子区内的空间连通约束,利用归一化割(NCut)算法设计了一种改进的路网静态分区算法; 为体现交通路网分区的时变特征,选取了合适的评价指标来确定每一时间段内合理的分区数量,提出了一种基于时间序列的NCut路网动态分区算法; 利用北京市东北二环区域内采集的路段交通流速度数据,应用所设计的算法对7.23 km2的路网进行分区,对比了晚高峰时期的分区效果。研究结果表明:所提出的分区算法能实现对路网内不同区域交通状况的有效识别,以30 min为间隔的动态分区算法能划分出数量和范围随时间变化的多个可变子区域; 与子区数固定为2、3、4、5的静态分区算法相比,动态分区算法的评价指标分别提升了63.77%、50.06%、6.43%和7.13%,提高了路网分区效果。可见,本文提出的动态分区算法在保证子区内部连通性的基础上可将异质路网划分成多个内部同质子区域,并充分体现交通流动态演化的时空特性,有利于制定动态的多区域边界控制方案。      

上海市历史城区震后应急救援路网评价与优化

随着我国城市化进程加快,自然灾害问题也日渐凸显,作为主要自然灾害之一的地震正在严重影响着我国城市的公共安全.城市交通系统是城市重要的生命线,因此研究震后城市应急救援道路网络连通可靠度具有重要的现实意义.历史城区由于其建筑多为老旧平房,抗震性能差,而且城区道路空间局促,在遭遇地震时路网更易堵塞.本文以上海豫园区域路网为例,基于瓦砾堆积模型对震后路段通行概率进行计算,采用蒙特卡洛模拟方法对路网节点连接可靠度进行计算,对震后路网路段单元和节点的可靠性进行评估,并在此基础上判别关键路段和优化应急医疗救援路径.