车载导航系统的研究与实现

介绍了一种车载导航系统，该系统基于嵌入式系统平台构成、融合了导航以及车载多媒体功能，基于该嵌入式平台设计的车载地理信息系统采用了单线路网模型，在有效表示路网结构的同时还可以清楚地表示出交通限制信息，通过在北京地区的行车试验表明，该系统可以稳定可靠地在车上运行，在兼容车载多媒体播放的同时，可实现地理信息查询、导航等功能。     

动态车载导航对不同特征区域的交通影响研究

GPS（全球定位系统）车载导航系统目前已经发展到能够向出行者提供道路交通情况等动态交通信息的程度,由于现阶段动态车载导航终端的用户比率低下,因此对动态车栽导航系统的作用没有准确结论。文中通过分析GPS车载导航系统发挥效用的客观影响因素（如导航设备在路网车辆中的装配情况、路网密度、道路连通度等）,采用DYNASMART中观仿真手段,根据用地性质选取北京市几个典型区域搭建路网模型进行分析,得出不同用地性质区域的最佳车载装配情况以及在最佳装配情况下路网交通状况的改善程度,同时分析路网车辆装配动态导航终端后对大气环境的改善程度。     

基于DYNASMART路网恢复可靠性研究

将路网恢复可靠度作为路网可靠性的评价指标，衡量路网在交通事故情况下能在预期时间内恢复正常功能的能力。利用DYNASMART中观仿真软件，选取北京市CBD金融地区作为分析案例，分析不同等级道路上发生交通事故对路网可靠度的影响情况，同时分析车载导航系统在不同事故等级下对路网恢复可靠度的影响情况，利用仿真数据建立模型拟合公式，并将其应用于CBD区域的交通影响评价工作中。     

动态可变车道在路网通行能力优化中的应用

为利用可变车道增加交通高峰和紧急疏散时道路的通行能力,提出了动态车道反转的技术框架,以实现车道方向快速反转以适应动态交通流变化。建立了动态可变车道交通通行能力分析模型,分析了路段、交叉口和路网的通行能力。提出了整数线性规划和双层规划模型,以最大限度地通过可变车道提高路网的通行能力。结果表明:采用整数线性规划模型和主动式的可变车道管理策略,将使路网通行效率提高72%;采用双层规划模型模拟道路网络更能反映实际的交通运行状态。     

具有交通限制约束的道路网络最优路径算法

在路网中选择并按最优路径行驶，有利于提高交通效率。实际道路网络中交通限制信息的存在导致最优寻路的复杂性，本文先对具有动态的交通堵塞限制信息及静态禁止通行限制信息的实际交通路网进行描述，然后在对Dijkstra算法以及实际交通限制信息进行分析的基础上，提出一种考虑静态和动态交通限制信息的最优路径规划算法。应用表明，该地能满足实际道路网络寻路的需要。     

分布式车载导航系统路线优化有约束A*算法

针对目前车载导航系统实时动态信息匮乏，而静态信息难以反映拥挤路网通行时间随机性的问题，基于畅通可靠度分析，提出了可用于分布式车载导航系统中的延误风险规避的准动态有约束的A^＊路线优化算法，从而在没有实时信息的条件下，可进行考虑阻塞可能性最小及通行时间最短双目标的路线寻优。通过路径搜索过程中的启发式加权，并设计反向A^＊算法改善A^＊的启发式函数，有效提高了有约束最佳路线搜索的效率，最后给出实例验证了算法的合理性及有效性。     

一种基于无人机倾斜摄影的三维路网提取方法

三维路网是重要的基础地理信息数据，为了快速高效地获取包括路网在内的地表三维模型，可以采用无人机倾斜摄影技术，并设计相应的三维路网提取方法。在对无人机倾斜摄影三维模型、道路特性分析的基础上，提出一种基于无人机倾斜摄影的三维路网提取方法。首先，对无人机倾斜摄影和三维建模方法进行了分析，设计了针对三维路网提取的航空摄影策略和数据处理流程。分析了真实三维模型的构成，并结合道路在材质、形态等方面的特殊性提出了可用于道路提取的三维模型特征。然后，以三维模型中的三角面片为处理对象，开展了相关分割方法研究，消除存在混合地物的面片。利用支持向量机方法和面片的多种特征，进行了道路面片识别。最后，设计了道路面片三维连接方法和道路边缘三维修正方法，实现了面片间的连接以及道路边缘的有效修正。此外，还以北京某地区为例开展实际数据采集、三维建模和三维路网提取试验，介绍了倾斜摄影、控制点验证点数据采集以及三维模型的采集和生产过程；利用所提出的方法进行路网提取试验，得到了该区域的三维路网数据成果，并从定性和定量2个角度对成果进行评价。试验结果表明：所提出的方法可以有效地从倾斜摄影三维模型上提取路网信息，其平面和高程的精度均可满足一般导航等应用的要求。     

高速公路改扩建施工交通分流方案研究

以高速公路改扩建施工中区域公路网络的流量饱和度为评价指标,考虑路网分流条件和施工方案对道路通行能力的影响,建立高速公路改扩建交通流量分配模型。模型以区域路网交通流总行程时间最优为目标,考虑道路服务水平、路网储备容量等约束条件,运用均衡理论,量化计算分流交通量。以南京市机场高速公路扩建项目为例,应用模型对分流方案实施前后的路网运行状态进行了对比,提出了合理的交通量分流比例。结果还表明,对大型车实行强制分流的方案更加有利于保障施工道路的运行效率。     

考虑环境影响的分流路网设计双层规划模型

研究了考虑环境影响的分流路网设计问题的双层优化模型。其中，上层模型以系统出行总时间最小，CO排放最小为优化目标，并以路段最大饱和度为约束，下层模型为确定性需求下Logit型随机用户均衡配流模型。使用是否选择道路用于分流作为决策变量，将道路网络离散化，设计了基于MSA-Dail的遗传算法对模型进行求解，并利用Nguyen&Dupuis网络对模型和算法进行了验证。研究结果表明：相比于不考虑CO排放，考虑CO排放影响下所设计的分流路网能够减少2 760 g的CO排放以及145 h的出行时间。同时，还求得了客车和货车的分流路网，并给出了各个路段上客车和货车的交通量。此外，通过对OD出行需求的敏感性分析，发现OD出行需求大小对分流路网决策方案的设计有较大的影响，在实际分流路网设计时，应尽可能获取准确的OD出行需求，并针对高峰期和平峰期设计不同的分流方案。     

车辆导航系统中考虑单向行驶限制和转向限制的路线优化算法

路线优化子系统在车辆导航系统中处于核心地位。以往的路线优化算法的研究往往集中于如何提高算法本身的计算效率，很少顾及到实际的交通网络与作为一般研究对象的典型网络之间的差别，因此很难投入实际的应用中。本文讨论了如何在路线优化算法中顾及城市交通网所具有的典型特征，即单向行驶限制和转向限制。并在北京市二环以内的典型路网中予以实现。     

基于谱聚类算法的城市路网动态分区研究

合理高效的路网分区是交通优化与控制的基础,为适应动态分区的原则并提高分区的效率和划分结果,以谱冈理论为基础结合谱聚类算法进行路网动态分区的研究。分析路网分区的原则并提出路网动态分区的模型框架,根据实时变化的交通流数据和道路交叉口的拓扑结构属性建立谱聚类的相似矩阵,给出结合谱聚类算法的路网分区步骤。通过实际数据验证了算法的实用性。结果表明运用该算法进行路网动态分区可以较好的体现交通流的变化特性,能够得到较为理想的分区结果。     

基于组合赋权—云模型的高速公路路网交通适应性评价

针对于传统交通适用性评价过程存在的随机性和模糊性问题,提出一种组合赋权—云模型的高速公路路网交通适应性评价方法。首先,从路网结构性能和路网运行效率两方面,选取路网密度、饱和度等8个定量因素建立评价指标体系,采用相对分析法,将适应性划分为4个等级后,依次确定各等级区间范围;其次,基于逆向云模型理论,得到各评价指标隶属各等级的确定度,利用组合赋权所得权重对各个指标确定度进行加权平均。最后,根据确定度最大原则,综合得到交通适应性等级。以四川省高速公路联网收费数据和网络拓扑数据为基础,构建评价模型,最终结果为不适应,为今后高速公路网建设提供理论基础和数据支撑。     

基于首次超越机制的小规模路网可靠性模型研究

可靠性可用于评价路网性能。传统的路网可靠性指标基于路段可靠性推导而得,因数据获取难度大等诸多缺点导致难以实践应用。分析了传统路网可靠性指标的不足,基于路网行程时间,通过构造合理的单输入单输出路网结构模型,获得表征路网结构的功能函数,并得到一般路网的可靠性模型。在此基础上,基于首次超越机制,在泊松假设的前提下构造了评价路网可靠性的模型。基于Vissim 仿真平台介绍了模型的应用过程,仿真结果与路网运行状态相符。      

面向指路标志系统的非平面路网数据模型及应用

针对目前交通路网中出现的越来越多的非平面路网情况,从构建指路标志系统的需要出发,提出基于复杂结点的面向指路标志系统的非平面路网数据模型,并给出非平面路网拓扑关系的建立方法.将这种数据模型应用于广州市城市路网的指路标志系统中,实现了城市路网中非平面路网上指路标志的自动生成.     

基于Paramics的城市路网交通控制策略评价系统研究

提出了一种基于微观仿真平台Paramics构建交通控制策略效率评价系统的理论框架与实现方法,并在微观仿真系统中提出了一个两层面的模型来描述路网：拓扑层和仿真层。作为应用实例,选择广州市海珠区中山大学附近路网为研究对象,通过现场交通调查获得道路几何数据及主要路口的实时交通流量数据,在该路口现行的交通控制策略模式的基础上,针对该地区实际存在的交通问题提出了改进的控制策略方案,进而利用所建立的评价系统分别对现行方案及改进方案进行了效率评估,最终根据定量结果获得较优的控制策略方案。     

基于车身减速度估计的ABS路面识别方法

为改善制动防抱死系统(ABS)的控制效果,进行了大量实车道路试验,通过深入分析试验数据,提出了一种基于车身减速度估计的路面识别方法,从理论上证明了该方法的合理性,并结合试验数据说明了该方法的原理。将路面识别模块嵌入到ABS软件中,以捷达GTX轿车为试验车进行了干路面和雪路面工况下的实车试验。结果表明:基于车身减速度估计的路面识别方法能准确识别路面类型,ABS可根据路面识别结果采取不同的控制算法,最终改善了制动控制效果,提高了ABS对路面的适应性。     

城市交通路网模型的更新方案与实现

根据T-GIS空间数据的要求,采用非平面数据模型来表达交通路网模型。为保证路网空间数据的现势性,根据路网的组成要素以及要素之间的逻辑关系,确立了路网数据的更新方案及流程,分别对空间数据和非空间数据提出了不同的更新方式。并设计了数据库更新软件,该软件以某城市路网为例,验证了路网更新方案的可靠性和高效性。     

受限路网中汽车行驶最优路径算法及优化实现

实际交通网络不仅包含路网的拓扑关系，还存在大量交通禁行限制。考虑了交通连通性约束所建立的受限路网模型能够更精确地反映实际交通网络。文中提出一种能够在受限路网中寻路的最优路径算法，并具体讨论了算法的优化实现。应用表明该算法可靠高效，可用于实际受限交通网络最优路径规划。     

能力约束下的停车行为模型及其求解算法

建立了能力约束下的旅行选择和停车行为模型,模型同时考虑了出行者对旅行路径和停车设施的选择、道路路段和停车设施的能力约束以及道路网络的需求弹性。构造了数学规划模型,证明在非主动能力约束下,网络均衡条件与该数学规划模型等价;当能力约束为主动约束时,该数学规划模型的解不是网络均衡解,但当对路网的饱和路段和饱和停车设施征收某个附加费用之后,网络均衡解满足能力约束。设计了增广的Lagrangian对偶算法和部分线性化算法来求解该模型,并利用算例来验证模型和算法的效率及评价交通政策的效果。计算结果表明:停车收费、新增停车设施、停车设施与目的地之间的步行距离将显著影响出行者的旅行选择和停车行为。