Fractional-order-based ACC/CACC algorithm for improving string stability

Traffic flow optimization and driver comfort enhancement are the main contributions of an Adaptive Cruise Control (ACC) system. If communication links are added, more safety and shorter gaps can be reached performing a Cooperative-ACC (CACC). Although shortening the inter-vehicular distances directly improves traffic flow, it can cause string unstable behavior. This paper presents fractional-order-based control algorithms to enhance the car-following and string stability performance for both ACC and CACC vehicle strings, including communication temporal delay effects. The proposed controller is compared with state-of-the-art implementations, exhibiting better performance. Simulation and real experiments have been conducted for validating the approach.     

长江航道承载力概念研究

以国家号召发展长江航道为背景,在生态航道建设的基础上,首次提出以满足生态效益需求为核心,兼顾经济社会发展、长江水资源综合利用等多种目标,实现长江航道建设可持续发展的长江航道承载力概念。借鉴资源承载力理论体系,运用系统理论、协同理论等理论对航道承载力系统的结构关系进行分析,并提出航道承载力的定义、内涵、特征及航道承载力发展机制。     

城市综合交通体系规划回顾与展望

回顾改革开放以来中国城市综合交通体系规划在规划定位、规划目标、内容体例、技术方法、规划实施等方面的实践和探索。总结规划编制工作的基本特点:以问题为导向、融合城市总体规划、提倡以人为本理念、广泛应用定量技术方法。指出规划编制和实施过程中存在的不足:规划地位和作用认识不清、价值理念与实际行动脱节、规划实施评估环节缺失、规划管理体制机制缺乏、相关法规技术标准陈旧。结合城市交通发展新趋势,展望未来城市综合交通体系规划的重点方向:强化多规融合、强调以人为核心的规划、加强规划评估和滚动编制、加强技术创新与行业规范、深化政策保障机制研究。     

可持续交通——各方观点和长期挑战

从交通研究者和实践者的角度出发,以可持续交通这一概念为中心展开讨论。可持续交通宽泛地反映了可持续发展在交通领域的原则。随着可持续性这一概念的外延逐渐扩大,在它的定义、应用和价值取向上出现了不同观点。着重讨论可持续交通,以及如何理解和运用可持续交通,包括:1)将可持续性或者可持续发展作为一个整体的概念,包括关于可持续性的不同方法和定义之间的冲突;2)对可持续交通以及交通领域对其理解的探索;3)使用指标来实现可持续性的应用。然后识别了通往可持续交通之路的若干挑战,包括缺乏清晰定义、可持续性的固有冲突、可持续发展的跨领域本质、各种工作框架和指标体系、可持续发展的政治因素和交通领域实践中的不同观点。基于在该课题上的研究积累,总结解决这些问题的工作框架,提出因地制宜、注重结果、整体的方法来解决可持续交通中的挑战。     

快速路可变限速与匝道控制协同优化策略

可变限速控制和匝道控制是快速路交通控制的主要手段,本文对两者的协同优化策略进行了研究.借助智能车路协同系统强大的信息感知能力,通过引入微观交通流信息,对经典METANET模型进行了改造,构建了可变限速控制影响下的微观METANET模型,实现了一种新的可变限速控制策略,同时,采用ALINEA算法,对入口匝道进行了优化控制,实现了两者的协同优化.最后,基于实际道路和交通流数据搭建了仿真平台,对微观METANET模型和协同优化策略的有效性进行了验证.仿真结果表明,微观METANET模型具有良好的交通流预测效果,协同优化策略能有效地改善快速路交通流状态.     

基于复杂网络的我国高铁演化特征研究

为深入认识我国高铁网络演化的拓扑特性和规律，将高铁站点所在城市抽象成网络节点， 将高铁线路抽象成网络的边，运用复杂网络理论对我国2003—2015 年高铁网络演化特征进行分 析。研究发现：我国高铁网络密度不断提升，但依然存在东、中、西部节点城市被割裂，整体网 络密度偏低的现象；网络中介中心势不断增强，一些关键节点（比如：武汉、郑州） 具有较大的 网络控制权，不均衡性逐渐扩大；网络发展后期呈现出小世界特性。因此，提出如下建议：加快 西部地区网络规模和城市网络地位建设；提升网络均质性，弱化关键节点控制力；选择性地建设 关键中、东部和西部城市之间的长线路，提升整体网络性能。     

应用第一性原理思维探索未来城市交通变革

第一届宝马未来出行青年实践营活动选取北京市三里屯地区作为研究对象,鼓励国内外青年学者对该地区进行仔细调研、深入研究,提出有针对性的解决方案。参与过程中应用第一性原理思维,对交通系统中的人、车、路和环境的关系进行系统梳理。第一性原理思维本质是通过发现系统的基本规律,突破性地对系统进行改进和变革。基于对三里屯地区现状公共交通、道路运行、出行环境等方面的分析,创新性地提出该地区未来交通系统的优化思路。方案涉及车辆共享、无人驾驶、空间维度、动态调整停车费、出行积分制等方面。结果表明,该思维方式是从底层规律研究问题,更容易得到创新性的解决方法。     

基于航速调整的班轮燃油补给优化

燃油成本在班轮运营总成本中占有很大比重,燃油补给是影响航运公司班轮运营成本和效益的一项重要决策.基于航速调整策略,以班轮运营总成本最小化为目标,建立燃油补给混合整数非线性规划模型,运用分段线性逼近法对燃油消耗函数进行线性化处理,并设计了求解算法步骤.实例分析验证了模型和求解方法的有效性.结果表明,在航运市场需求低迷的情况下,船舶更适宜采取较低的航速,采取灵活的加油港策略或放宽船舶到港时间窗限制,能更为有效地降低燃油成本.     

基于GPS与图像融合的智能车辆高精度定位算法

车辆自定位是实现智能车辆环境感知的核心问题之一.全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差通常在10 m左右,不能满足智能车辆的定位需求;惯性导航系统成本较高,不适于智能车辆的推广.本文在视觉地图基础上,提出一种基于GPS与图像融合的智能车辆定位算法.该算法以计算当前位置距离视觉地图中最近一个数据采集点的位姿为目标,首先运用GPS信息进行初定位,在视觉地图中选取若干采集点作为初步候选,其次运用Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)全局特征进行特征匹配,得到一个候选定位结果,最后通过待检测图像中的局部特征点与候选定位结果中的三维局部特征点建立透视n点模型(Perspective-n-Point,Pn P),得到车辆当前的位姿,并以此对候选定位结果进行修正,得到最终定位结果.实验在长为5 km的路段中进行,并在不同天气及不同智能车辆平台测试.经验证,平均定位精度为11.6 cm,最大定位误差为37 cm,同时对不同天气具有较强鲁棒性.该算法满足了智能车定位需求,且大幅降低了高精度定位成本.     

公路城际出行链模式划分及其形成机制

为划分公路城际出行链模式并分析其形成机制,本文考虑城市内部换乘过程,解析了公路旅客城际出行过程.利用昆明市1 757份公路旅客出行调查问卷数据,提取了公路城际出行链结构特征.通过测算出行链结构值,提出了公路城际出行链模式的划分方法,将公路客运城际出行链模式划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类并分别获取了其形成机制.结果表明:昆明市公路城际通道的平均运距为237.95 km,公共交通是公路城际出行过程中城市内部换乘的主要交通方式;昆明市公路城际出行链的3类模式占比为13.9∶6.4∶4.7,整体结构较合理;其中,Ⅱ类出行链模式最能体现均衡、稳定的形成机制.对公路城际出行链的形成机制分析发现,收入因素是促使出行链结构合理化的重要动力;造成出行链结构不合理的重要因素是市内出行延误,而非城际通道出行过程.