南京市公交网络建模与拓扑特性分析

文章建立了南京市公交站点与公交线路网络的数据库,分别构建了公交线路网络模型、邻接站点网络模型、换乘站点网络模型。利用复杂网络理论来分析这三种网络模型的拓扑结构,通过计算网络的静态参数,分析了不同网络的拓扑特性,为城市交通规划与发展提出了新的参考建议。     

城市混合交通网络系统优化模型及其算法

针对中国城市混合交通网络的特点,考虑影响出行者交通选择的主要因素,分析了城市混合交通网络中出行者的交通选择行为(包括交通方式选择和路径选择);从交通需求的角度出发,基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段阻抗函数,提出了城市混合交通网络流量分离及分配的变分不等式模型.在此基础上,以城市交通网络系统总阻抗最小为目标,以城市交通管理的政策为手段,采用双层规划方法构造了城市混合交通网络的系统优化模型,并设计了其求解算法.最后通过数值算例,分析了不同交通需求条件下,各种出行方式的流量变化情况以及应采取的系统优化策略.计算结果表明:无论在拥挤条件下还是在非拥挤条件下,优先发展公共交通都是降低网络总费用的有效手段.     

交通规划中的动态路网及其模型研究

用传统的路网模型表现动态演变中的路网,存在数据冗余过大和无法揭示动态性的缺点.为此,改进了传统的路网模型,使得路网的拓扑结构与数据物理上相分离、逻辑上相结合.提出了动态路网的概念,研究了其特征,在改进后的传统路网模型基础上建立了动态路网模型,并对模型的应用进行了实例分析.该模型用方案树与邻接表描述动态路网的拓扑结构,用数据库存储路网数据,达到了尽可能减少数据冗余度并有效揭示动态性的目的.动态路网模型对于交通规划中的路网模型优化具有重要的意义,有进一步研究和应用的价值.     

导航电子地图增量更新方法研究

目前车辆导航系统中通常以阶段性的更换数据的方式来更新地图数据,这一方法已不能满足导航电子地图数据库对数据现势性的要求。基于邻接表的路网拓扑结构,采用增量更新的方法,实现了中心端和车载端的导航电子地图的更新,并在更新过程中对拓扑关系进行了维护,避免了对整个路网的拓扑重构,并对该方案进行了试验和分析。     

交通规划的动态路网及其模型研究

用传统的路网模型表现动态演变中的路网，存在数据冗余过大和无法揭示动态性的缺点，为此，改进了传统的路网模型，使得路网的拓扑结构与数据物理上相分离，逻辑上相结合，提出了动态路网的概念，研究了其特征，在改进后的传统路网模型基础上建立了动态路网模型，并对模型的应用进行了实例分析，该模型用方案树与邻接表描述动态路网的拓扑结构，用数据库存储路网数据，达到了尽可能减少数据冗余度并有效揭示动态性的目的，动态网模型对于交通规划中的路网模型优化具有重要的意义，有进一步研究和应用价值。     

基于出行生成约束模型的交通需求预测方法研究

针对传统城市交通需求预测方法在解决交通供需平衡关系的缺陷,文章结合OD反推技术建立了交通出行生成约束模型,在西安曲江新区综合交通规划中的应用实例表明,模型可对城市交通需求预测中的路段交通量、机动车拥有量、停车需求进行合理预测,可改善城市交通供需平衡等问题.     

面向对象的交通网络分布式仿真并行数据结构

采用面向对象设计思想和交通并行仿真建模理论，对交通网络分布并行仿真系统数据结构进行分析。通过C＋＋语言环境下类定义的方式建立交通网络各元素的对象，并分别对其成员变量与成员函数进行描述，准确表达交通网络节点与路段之间的关系。根据标准模板库函数建立交通网络仿真的共享并行数据结构，并利用SQL数据库技术进行并行数据结构的存取，以减少对内存资源的占用，方便各仿真单元对网络数据的同步访问。最后以24个交叉口组成的交通网络为例进行仿真，仿真结果表明，其速度提高了3．5倍。     

多目标的双层动态均衡交通网络设计研究

采用双层动态均衡模型解决城市交通网络的设计问题,即构建以交通网络总阻抗和建设资金为上层目标,动态路径选择的变分不等式模型为下层目标的双层规划模型。利用模拟退火算法求解上层模型,采用修正的投影算法求解下层模型。此模型能够内在地不断修正路段流入率值和路段能力增量(即网络设计方案),同时可以得到路段流入率值和路段能力拓宽方案的最优解,该算法的可行性与正确性已在一个小型网络上得到验证。     

基于路网可达性的城市交通离散网络设计模型及算法

根据城市交通路网分区理论,把分成的子区看成一个节点,考虑所有节点的可达性,以此度量整个路网的可达性,设计了基于路网可达性最大为目标的城市交通离散网络设计模型。采用粒子群算法,并给出一个简单的算例,算例表明,合理的添加路段,能使城市路网可达性达到最大。     

OD表推算方法的数学模型描述

路段交通是由各个交通小区之间的交通网络上累加而成的,二者存在着较大的联系。建立以路段交通量为主要参数的数学模型,可推算出OD调查表。文中对各主要模型进行了概述,并用数学表达式表示。并提出了非平衡模型的一个约束条件。     

观测路径出行时间下随机网络交通需求估计

道路网络起讫点（OD）需求是城市决策长期交通规划和短期交通管理中的基础参数,准确的交通需求更是实施交通拥堵控制、限行限速、路径诱导等措施的先决条件。综合运用观测的轨迹已知和未知路径出行时间,建立随机网络交通需求估计双层规划模型。上层广义最小二乘模型最小化历史交通需求与待估交通需求、观测路径出行时间与待估路径出行时间之间的偏差,约束为交通需求、路段流量、路段出行时间与路径出行时间之间的传播关系,通过高斯混合模型（GMM）对其中轨迹未知的观测出行时间依概率聚类。下层为随机网络交通出行均衡模型,分别运用出行时间预算和随机用户均衡处理路网不确定性和出行者感知误差。上、下层之间通过交通需求和OD-路段关联比例进行信息传递。设计迭代算法框架求解双层规划模型,迭代算法包含求解上层模型的最速下降法、求解下层模型的相继平均算法和求解GMM模型的最大期望（EM）算法。通过算例表明轨迹未知的路径出行信息的加入在提升需求估计精度的同时也增大了估计值的方差;设计的迭代算法能够稳定收敛到10^-5的精度;GMM软聚类方法估计的交通需求显著优于硬聚类方法估计的需求值;交通需求值对观测路径出行时间的扰动更加敏感。研究考虑出行者风险态度,通过轨迹信息的重新构建揭示城市交通需求演化规律。     

考虑转向延误的交通网络存储结构

城市路网中由于交叉口转向延误不可忽略,因此需要能够考虑转向延误的最短路径求解算法。传统的存储结构没有考虑转向延误,不再适应考虑延误后的新算法。在对比分析传统存储结构的基础上,通过引入新指针,对传统邻接链表结构进行了改进,使其能够高效率地实现节点延误的存储,并且给出了该结构的C 类模板实现方法。这些为交通管理规划实施事先评价和实现交通流诱导提供支持。     

支持向量机在路段行程时间预测中的应用研究

主要探讨支持向量机理论在路段行程时间预测中的应用。具体的方法是,首先将研究路段根据路段交通状态和车辆检测器设置情况进行分段,然后以前几个时段的各个小路段的交通流量、平均速度和车道占有率和整个路段的行程时间为输入,以下一时段的整个路段的行程时间为输出,选取高斯径向基函数作为核函数,建立了基于支持向量机的路段行程时间预测模型,从而探讨支持向量机在路段行程时间预测中的应用效果。最后,利用交通仿真软件的模拟数据进行验证,并与BP神经网络计算结果比较,计算结果的对比表明本文提出的方法预测效果更好。     

基于拓扑处理的Logit型网络加载算法

针对均衡交通分配问题,提出了一种基于拓扑处理来改进DIAL算法中合理路径的定义并求解Logit型网络加载模型的新算法。当道路网络存在环路时,算法根据从节点到讫点的阻抗的降序来删除节点上游没有遍历的路段,从而将有环网络变为无环网络并根据拓扑排序确定的节点计算顺序来计算路段权重和流量。对于无环网络,新算法可以得到与理论值完全一致的结果;对有环网络,可以减少DIAL算法中非合理路径的数目。计算实例表明:新算法可降低DIAL算法中合理路径定义过于严格所带来的误差。     

BP神经网络在公交智能化调度中的应用研究

应用BP神经网络自动生成公交线网的调度方式,研究了公交线路上各站点的客流量统计和预测方法,将BP神经网络与城市公交系统紧密结合,确定了输入变量的构成、变量数据的获取,输入量和输出量的对应关系及实现从输入到输出的对应关系.应用BP神经网络算法确定智能化调度中变量转化,最终自动生成正班车、快车、区间车、准点控制和放车调度等5种调度方式,结果表明采用BP神经网络的结构和方法能够更好地反映城市公交调度层次与模式,是一种研究城市公共交通智能化调度的最有效方法.     

城市交通出行方式对能源与环境的影响

社会经济的快速增长使得人们的出行日益频繁,从而导致城市机动车保有量迅速增加和能源需求及其大气污染排放不断上升。本文以上海为例,应用LEAP模型,研究了在确保交通需求增长的前提下,发展不同的交通出行方式对能源需求和大气污染物排放的影响。结果表明,调整上海市交通发展模式,即有序发展私人交通、大力发展公共交通对于减少全市道路交通能源需求,减缓供应压力,降低大气污染排放具有重要意义。     

面向移动终端的偶发事件信息需求与发布框架研究

目前城市交通运行特性逐渐由规律性向偶发性转变,居民对偶发事件的预警需求也日渐增加.针对常见公共交通偶发事件,通过SP公众小样本调查,从影响程度、发生频率及对居民行为影响等角度开展偶发性事件特征的深入分析;进而利用系统聚类算法实现点、局部、全局三层级的偶发事件分类.在此基础上,分析并明确不同偶发事件下居民对信息需求的类型、位置、提示时间,构建偶发事件信息需求表.通过研究移动互联环境下不同服务终端的信息发布和收取特性,获取最佳信息发布获取渠道,进而构建偶发事件信息发布框架并搭建基于手机APP移动终端的服务平台.结果表明,手机移动终端的居民使用满意率达到85%.有助于解决城市交通运行特性的不确定性与出行信息的可靠性、及时性之间的矛盾,提高交通出行效率.      

基于最大熵原理的公共交通需求预测

探讨了基于最大熵原理的公共交通需求预测模型的原理与算法。根据土地利用、人口密度和公交站点覆盖率确定各交通区的公交分担率，得出交通区公交出行量，再应用最大熵原理进行公交出行分布预测。模型引入重力式先验概率，将发生概率最大的公交出行分布视为预测的出行分布，隐含考虑了随机因素的影响，从宏观上描述了出行者的交通行为。最后以安徽省某市公共客运交通专项规划的调查数据进行预测，实例应用显示该模型计算过程简便，能准确标定参数，适用性较强。     

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。