无信控路段人行横道处行人过街建模与仿真

为精细化描述无信控路段人行横道处行人过街决策及微观运动行为,本文在行人过街行为分析的基础上,基于战术层-操作层构建行人过街双层模型。其中,在战术层面,针对行人分步决策特性,利用二元Logistic回归模型构建路侧和路中行人过街决策模型;在操作层面,针对传统社会力模型在描述行人过街时表现出的局限性,引入行人主动避让力和人行横道对行人的作用力,构建行人过街微观运动模型。最后,通过AnyLogic仿真平台实现行人过街双层模型仿真,并根据实际数据和仿真结果分析模型有效性。结果表明：相较于路侧决策模型,行人性别、停车视距内的车辆数和行人距潜在冲突点的距离这3个因素对行人路中决策结果影响更显著,引入行人主动避让力和人行横道对行人作用力的改进社会力模型,能更好地反映无信控路段行人过街时的行为特征。无信控路段人行横道处行人过街行为仿真模型的有效建立,能为后续行人过街安全改善方案提供决策支持。     

考虑同伴群动态交流分组的行人仿真模型研究

朋友、家人等社会群体结伴出行的同伴群在行人流中常占有较高比例.由于交流需求,同伴群趋于肩并肩行走以横向成排或接近浅V型的形态前进.在现有研究中,基于社会力的同伴群行人微观仿真模型对这一现象的描述最符合实际.本文观测发现,随着人流密度的增加或同伴群成员数量增多,同伴群通常动态呈现前后分组、横向成排空间形态,这是每个同伴群成员为寻求一个合适的行走位置,对满足交流需求和降低前进阻力权衡决策后呈现的自组织现象.本文提出动态交流分组模型对同伴群成员个体决策机理进行刻画,在此基础上,通过仿真实验分析同伴群对行人流动力学特性产生的影响.仿真研究结果表明,模型较好重现了同伴群随密度和人数增加的动态分组现象;同伴群的存在会降低行人流速度,但其影响强度随人流密度的增加而减弱;同伴群动态交流分组模型的引入会提升仿真行人流的通行效率,使之更加接近真实行人流的运动特性.     

基于有限元理论的行人流社会力仿真模型改进研究

社会力微观行人仿真模型能够体现行人真实运动情况,但其在模拟拥挤状态下的行人运动时存在失真及运算效率低的问题。为此引入有限元分析方法,从模型和算法两方面对社会力模型进行改进,提出基于有限元理论的方法与求解步骤。最后应用该方法对通道内双向行人交通流进行仿真模拟,验证其可行性。     

基于需求空间的双向行人流元胞自动机模型研究

在NS模型的基础上提出考虑需求空间的双向行人交通流仿真模型。新模型采用需求空间来描述行人之间一定区域内的相互影响,提前避免冲突的发生。为更好地描述同向行人之间的吸引力,模型还考虑视野邻域以收集行人视野范围内的交通信息从而得到加权社会参数值。通过Matlab对改进的模型进行仿真,将仿真实验所得的流密图与Weidmann基本图和社会力模型比较,结果表明:新模型有效地提前避免冲突,行人流整体速度有所提高;行人密度在0~5p/m2区间变化时能够再现Weidmann基本图。     

步行设施内疏散行人拥挤踩踏仿真研究

建立基于元胞自动机与相互作用力的拥挤行人流仿真模型，研究步行设施内疏散行人流拥挤踩踏现象. 通过单个行人占据多个元胞空间，定义行人刚体部分与弹性部分，实现行人弹性化处理；以行人间拥挤力、摩擦力等相互作用力，描述疏散行人间的相互影响. 模拟再现行人疏散过程中的移动阻滞、相互挤压，以及连续踩踏等现象. 仿真结果表明：通过提高行人吸收系数和抗踩踏系数，能有效控制行人挤伤次数和踩踏行人数量；疏散出口附近区域是拥挤力累积顶区，极易发生踩踏现象，且踩踏现象具有滞后性.     

基于个体模糊作用域的行人流建模与仿真

基于单出口场景,行人流建模与仿真的目的,充分考虑行人的异质性,引入个体模糊作用域描述行人在作用域选择上的差异,通过定义行人模糊作用域中个人空间与信息处理空间的作用力参数、个体邻域相对移动距离参数,构建了行人在方向模糊作用域下的改进场域模型,并对不同运动策略的行人流进行仿真研究,分析了系统规模、安全出口宽度、行人密度、策略选择对行人疏散时间的影响.结果表明:1)改进模型的仿真过程不依赖于各个参数的影响系数;2)改进模型有效描述了行人在个体作用域选择上的差异性;3)行人疏散时间与行人密度呈线性增加关系,与安全出口宽度呈负指数减少关系;4)当安全出口较窄时,让步策略有利于行人流疏散,当安全出口较宽时,竞争策略有利于行人流疏散.该研究可以为单一出口或单一瓶颈处行人设施的疏散策略制定提供参考.     

考虑交叉口上自行车冲突的改进社会力模型

随着"共享单车"的数量激增,在自行车行驶空间不足的条件下,骑行者占用行人路权,迫使行人产生减速、转向等避让行为。在交通混织的交叉口,自行车与人的冲突尤为严重,不仅增加了交叉口通行时间,更降低了行人安全。为优化交叉口交通组织,需深入分析行人在自行车扰动环境下的复杂行为模式,建立微观行人模型展开仿真分析。然而,已有研究多基于西方城市完备的自行车行驶环境,对国内因缺少自行车规划导致的人车冲突考虑不足,致使仿真结果不准确。因此,基于社会力理论提出改进的行人模型,建立了行人与自行车冲突仿真模型。此外,为克服传统摄像头拍摄角度的局限性,利用无人机采集提取了完整的行人运动轨迹数据,并结合最大似然估计方法对模型进行标定;最后引入原始社会力模型作对比,利用行人真实轨迹数据验证模型精度。实验结果表明:改进的行人模型更能真实合理地描述现实世界中行人的随机行为,对国内行人行为研究具有重要意义,为交叉口的交通规划、管理和信号控制方案设计提供理论依据。     

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针对中国城市交通以机动车、非机动车和行人所组成的混合交通流为主的现状,用连续微观仿真模型进行仿真将能够更加真实地描述交叉口机非混合流系统的复杂性. 本文对一种基于交叉口冲突点检测方法的新型连续微观仿真模型进行了简单介绍,并针对该模型提出了详细的计算机仿真实现方法. 之后,针对典型的机非混合交叉口给出了详细的仿真算例,并与实际观测值进行了比较分析. 结果表明,仿真数据对于观测数据具有很好的拟合度,从而表明该仿真模型能够较好地反映机非混合交叉口系统的真实复杂特性.     

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吸取社会力模型中行人运动受到社会力支配的思想,综合考虑行人之间的相互影响,建立了面向大型铁路客运枢纽环境的乘客行为仿真模型.针对人群集散时行人之间的差异性,依据目标驱动力及行人与行人或障碍物之间的心理排斥力、挤压力、摩擦力,动态改变行人的运动方向和速度.引入行人防止穿透决策规则,消除行人重叠现象.采取目标点局部极小化原则,设置辅助目标点,解决行人与环境之间动态避碰和绕行问题.以北京南站高架层为仿真对象,针对不同客流到达率对行人集散的影响进行计算机仿真并加以分析,从而对模型进行校核检验,表明该模型具有合理性和有效性.     

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行人动力学建模的关键是对行人运动方向和速度的选择进行描述.本文构建了基于多层有限状态自动机的行人Agent适应性决策模型;在此基础上,针对行人运动过程中快速决策的特征,通过构建基于认知启发式规则的行人运动行为规则集合,建立了描述行人微观运动行为的动力学模型.通过设计仿真实验并收集数据,对模型的有效性进行了验证.研究结果表明：模拟得到的行人交通流密度-速度关系与实测数据具有较好的一致性,流率-密度关系符合理论计算结果,基本图较好地符合实际观测的行人宏观交通流关系,认为本文提出的行人动力学模型具有交通上的合理性.     

基于区域间投入产出的货运需求空间交流分析

货物运输空间交流即货物在起、讫点（OD）间的流量,既可以反映传统的运输统计中的货运发送量,也可以反映出货运到达量,同时还可以反映起点与讫点之间的交流关系,是空间运输联系的重要研究内容。长期以来,由于运输统计资料的不完备及OD调查费时耗力等原因形成该研究领域的瓶颈。运输是一种派生需求,空间运输联系是空间经济联系的一个表征,从空间经济联系入手,可以较全面地揭示空间运输联系的内在机理。《区域间投入产出表》较系统、全面地反映8大经济区域之间和部门之间的经济联系,利用该表深入到产业部门,由区域间产业空间交流揭示区域间货物运输的空间交流规律。     

基于静力荷载试验的桥梁状态评估

以某新建混凝土连续梁桥为例,建立空间有限元模型,运用静力荷载试验的方法,分别对比指定断面的应力、挠度等指标的试验值与设计值,并观察是否出现裂缝以及既有裂缝的发展规律。结果表明,该新建连续梁桥满足设计要求。     

钢桁连续刚构桥模型简化方案

特大桥梁模型试验规模较大,制作、测试均较复杂,因此,需要在尽可能反映实桥真实应力的情况下简化试验模型。通过不同模型方案计算分析后得知,在一定的边界条件下,钢桁连续刚构桥全桥一半模型完全能够真实地反映实桥受力状态。这样就能将模型所需的资源减小一半,而且可以在有限的试验室空间内将模型尺寸相对做大。     

考虑车流异质性的信号交叉口疏解车辆跟驰模型

为客观地描述绿灯期间交叉口进口道异质疏解车流的跟驰行为,基于实测数据验证全速差模型发现,其加速度、速度、车间距的仿真结果存在较大误差. 考虑不同车型车辆性能和驾驶员驾驶行为差异,基于4 种跟驰情景,即小客车跟驰小客车(car-car),小客车跟驰公交车(car-bus),公交车跟驰小客车(bus-car),公交车跟驰公交车(bus-bus),建立考虑车流异质性的车辆跟驰模型. 结果表明,改进模型的性能提升明显,较全速差模型,速度和跟驰间距的均方根百分比误差(RMSPE)分别下降了15.29%,22.32%,更符合交叉口进口道异质疏解车流的跟驰行为.     

交叉口定时信号配时优化设计方法

分析了现行交叉口定时信号配时设计流程中存在的不足,提出了将空间设计和时间设计结合起来的新的信号配时优化设计流程,建立了三目标配时优化模型,并以此模型为基础进行了实例分析,证明该模型优于F.Webster模型,对我国城市信号交叉口的信号配时有一定的指导作用。     

出行链特征指标的提出及应用研究

以往传统的交通分析方法,将大量的交通信息堆砌在一起,如时间信息、空间信息等,忽略了信息间的相互作用,割裂了交通系统的整体性和系统性。说明了出行链对交通分析和交通规划的重要作用,从交通现象的本质出发,给出了出行链的结构和定义,提出了出行链特征指标,以“链”的形式将交通系统的时间维、空间维、方式维和活动类型联接在一起,将交通系统变成一个有机的整体。并通过多项Logit模型建立了交通方式选择模型,在模型拟合良好的前提下,验证了平均出行链长度和换乘次数对方式选择的影响是显著的。     

冲击破碎混凝土路面的三维叠层模型

在旧水泥混凝土路面改建中,常采用冲击破碎方法处理原路面,常规的层状连续模型不能反映破碎混凝土板块的工作状态,因此,建立了一种分块三维叠层结构有限元模型。该模型中的加铺层和地基弯沉是连续的,破碎水泥混凝土板之间的弯沉是不连续的,上下层之间的弯沉也可以是不连续的。分析结果表明,加铺层、破碎水泥混凝土板和地基相互之间有脱空现象;虽然破碎水泥混凝土板的弯沉呈双线性分布,但是下层弯沉盆仍然包络上层弯沉盆;在破碎水泥混凝土板缝两侧有弯沉差,该处加铺层有集中弯矩和剪力差。对于具有间断刚性(或半刚性)基层的路面结构,该模型是一种可供选择的计算方法。     

利用Fourier级数模型预测具有非季节性周期的时间序列

文中建立时间序列模型与Fourier级数模型的混合预测模型,使模型能够有效地对具有非季节性周期的数据进行预测。结果表明:模型能较好地反映数据的周期性,也有较准确的短期外延预测效果,但模型对奇异值的拟合和预测能力还须提高。     

基于粒子群算法的投影寻踪分类模型研究

投影寻踪分类模型将高维分析问题的数据投影到最佳投影方向上,将其转化为一维问题进行分析研究,其实质是一种降维处理技术,以达到在低维空间分析高维非线性数据的目的．寻找最佳投影方向是一个优化搜索过程,PSO算法可以有效地应用于投影寻踪分类模型中最佳投影方向的搜索．用最佳投影方向计算样本数据的最佳投影值,根据K-均值聚类算法对投影值进行聚类,获取聚类结果．     

模糊模式识别在交通量预测模型选择中的应用

本文将模糊模式识别应用于交通规划预测模型的评价．以出行受约束的重力模型与双约束重力模型为例,说明常用的一些检测方法存在的不严密性,并用模糊模式识别方法定量确定预测结果与实际出行量的拟合程度．本文的分析结果能为交通规划预测模型的选择提供可靠的依据,并为预测结果的评价提供新的方法．