基于改进K-Means聚类模型的公路隧道施工风险分析及其应用

针对公路隧道施工安全生产事故频发的现实情况,提出一种改进的K-Means聚类风险评估模型,进行公路隧道建设全周期动态风险评估。采用WBS-RBS风险分析法进行隧道施工工序风险识别,用耦合作业分解树与风险分解树求取基本风险事件,作为K-Means聚类风险评估模型的样本对象。将事故发生的可能性、人员暴露于危险环境中的频繁程度和发生事故或危险事件可能产生的后果作为评估指标,构建三维K-Means聚类模型。根据风险等级划分标准指定5组样本作为初始聚类中心,不仅能够保证多次运行结果的一致性,同时确保评价样本集能够自然落入不同风险等级区间。应用Spearman秩相关系数法对风险耦合矩阵进行独立性检验,从相关度和可接受度两个角度分析指标因素的内在联系,有助于提高WBS-RBS耦合系统的准确性与可靠性,在进行风险评估与对策制定时考虑风险事件之间的横向联系。将上述模型应用于某工程实例,通过计算得到20项基本风险事件的风险等级,其中装药爆破的水文地质条件风险等级为Ⅳ级(较大风险)、钻射炮孔工人违章作业风险等级为Ⅲ级(一般风险)。针对各施工环节的风险描述和各因素之间的关联性,制订了行之有效的风险规避措施。     

一种分析事故再现仿真结果不确定性的多响应面-均匀设计法

交通事故现场的痕迹由于受到其他车辆和行人等外界环境的影响而产生不确定性,但若将这些不确定性信息反映到事故再现结果中,即可增强再现结果的可信性。为能更好地从不确定痕迹定义域空间内找到事故再现仿真结果的取值区间,在均匀设计的基础上,提出一种改进的多响应面-均匀设计法(MUD法)。该方法首先用均匀设计生成实验样本点并进行实验;然后借助正交设计中的极差分析法分析实验结果而找出可能产生极值的子空间域;再在子空间域内生成新的样本点,并依托实验结果分析各子空间域及整个定义域空间内事故再现结果的极值;最终综合这些极值给出再现结果之取值区间。通过一个数值算例及真实的车人碰撞事故案例,发现MUD法能显著改善事故再现结果的精度,且仅需较少的仿真次数即能找出可能产生极值的子空间域。     

基于K-means聚类方法的物流多配送中心选址优化研究

针对城市物流多配送中心选址过程中因素选取和方法融合研究方面存在的不足,提出先对备选配送中心进行聚类分析而后在各聚类单元内进行选址排序的思想方法。首先,建立物流多配送中心选址的评价指标体系,将语言变量值与梯形直觉模糊数相结合并应用模糊集成方法进行计算,进而得到各配送中心在准则指标下的集成综合评价值;其次,根据隶属度函数,将集成后的综合评价值拆分成3个分属性值,并将分属性值作为聚类过程的输入。然后,应用K-means方法计算多配送中心的聚类单元和确定初始聚类中心,并选取聚类单元均值作为新的聚类中心进行优化迭代计算,直到确定聚类中心位置,进而得到最终聚类结果。最后,应用TOPSIS方法计算各类中选址位置的评价值,排序选出配送中心选址位置。实例验证表明,所提方法得到的选址结果合理且优于其他选址方法,并可应用到多级物流配送网络的选址优化问题研究中。     

公路代建制项目风险评价指标体系及评价模型研究

文章建立了公路代建项目风险指标体系,并利用层次分析法初步确定风险指标的权重,为了减少层次分析法的主观因素影响,引入聚类分析法确定专家权重系数,结合层次分析法所得的初始指标权重,得到风险指标的最终权重。最后,利用模糊综合评价法来进行公路代建项目风险评价。     

基于驾驶行为和信息熵的道路交通安全风险预估

为了精准有效地进行交通事故预防预警，基于车辆OBD驾驶行为数据及信息熵理论，提出了城市道路交通安全风险预估方法。首先，分析异常驾驶行为高发位置与道路交通事故发生位置的关联性；其次，构建以道路交通安全熵为一级指标，急加速率、急减速率、急转弯率、超速率、高速空挡滑行率为二级指标的道路交通安全风险预估指标体系，提出了基于改进熵权法的道路交通安全熵计算方法；然后，基于密度聚类、K-means聚类提出了道路交通安全风险等级数确定方法，并基于K-means聚类建立了风险等级阈值计算方法。研究结果表明：异常驾驶行为高发位置与交通事故发生位置具有一致性；通过对log对数底数选择优化、二级指标零值处理、指标权重分段计算3个步骤改进的熵权法，可弥补log对数函数无法计算零值指标熵值的缺陷，避免指标权重为负、指标熵值与权重反映信息不一致的现象；两步聚类避免了孤立数据点对安全风险等级划分的影响。以重庆市4条城市道路（总长约38 km）进行实例验证后得出，道路交通安全熵与交通事故表征的道路交通安全状态趋势一致；道路交通安全风险等级可划分为高、低风险2级，道路交通安全熵优化阈值为0.042，最后，风险等级划分准确率为87.88%。研究成果可为道路交通安全风险点辨识、交通事故预防预警提供有效的技术支持。     

基于聚类分析法的客运企业交通事故重点风险源辨识

针对我国道路客运企业营运车辆交通事故发生频率较高的现状,结合因果图法,对客运企业内部可能导致交通事故发生的潜在风险源进行识别,建立了客运企业交通事故风险评价体系,结合企业调研数据,提出利用企业事故数据和评价指标组合数据进行聚类分析,定义了相似度的概念,通过对比两者聚类结果相似度,确定相似度最高的评价指标组合作为企业内部导致交通事故发生的重点风险源,并利用多元线性回归模型对最终结果的合理性进行了验证.     

区间痕迹下汽车事故再现结果不确定性问题的求解策略

为更好地了解区间痕迹下事故再现结果不确定性分析问题的求解策略,在介绍常用不确定性分析方法后,基于分析和算例给出的求解建议,借助蒙特卡洛法探讨了车速大于事故路段限速值时概率的求解方法;且通过数值算例和真实案例等对相关方法进行了演示与验证。结果表明,不确定性分析方法可分为数值和理论分析两类,对于数值分析类,如对计算时间无要求可直接选用蒙特卡洛法,如对计算时间有要求则可选择遗传算法来满足需求;对于理论分析类,子区间技术是确保各方法所得结果逼近真值的有效方法。另外,若假定区间痕迹服从均匀分布,则可借助蒙特卡洛方法分析车速大于路段限速值的概率。     

基于改进K-means聚类模型的应急运输风险评估

应急运输是应急处置行动顺利完成的重要保障,也是国家安全保障能力的重要组成部分。使用改进的K-means聚类模型来进行应急运输风险评估,采用WBS-RBS法对应急运输全过程进行分析,耦合工作包分解树和风险源分解树得到19个可能风险事件,将LEC法中的事故发生可能性、暴露于风险环境频繁程度、可能产生的后果作为3个评估指标,构建K-means聚类模型,对应急运输的可能风险事件进行聚类分析并评估其风险水平。结果表明:在19个可能风险事件中,运输力量不足和交通网络拥堵2项是应急运输中的Ⅳ类风险(较大风险),应急预案体系不完善、应急物资储备不足等8项是Ⅲ类风险(一般风险)。     

基于外部环境因素影响的高速公路交通事故聚类分析

根据大广(大庆—广州)高速公路K2952+350—K3044+450段2007—2012年交通事故统计资料,考虑事故严重程度,对死亡事故和受伤事故赋予不同的权重系数θ换算成相同严重程度的不同事故次数,综合考虑人、车、路和环境对交通事故的影响,结合车况、路况及天气状况等外界影响因素,采用模糊聚类法和系统聚类法对机动车司机不同违章驾驶行为的关联性进行分析。结果显示,当截取水平λ∈[0.955 2,0.973 6]、聚类个数k=5时,两种聚类方法的聚类结果相同,12种常见违章驾驶行为聚为五类,类间距与各违章驾驶行为引发的直接经济损失之差成正比,符合实际数据统计情况。最后标定了各种违章驾驶行为在外界环境因素综合作用下引发交通事故的严重程度,为进一步规范交通安全管理提供理论依据。     

基于空间聚类的城市路网事故多发区域共性特征分析应用

为了针对性地识别与治理城市道路事故黑点,需要深入挖掘事故特征。文中采用国内某市内城市道路交通事故数据,分别提取年事故数、每公里事故数为指标,利用空间聚类算法对事故点进行聚类,经过数据可视化得到城市道路交通事故风险分布的聚类结果图并进行特征分析。结果表明,该方法可以有效关联事故多发位置鉴别与特征分析,能在路网层级准确识别事故多发区域,为城市道路交通安全管理提供决策指导。     

老城区道路安全改善措施优选方法

基于某老城区代表性路段几何特征和交通流特征的调查数据及相应交通事故资料,运用灰色关联分析理论确定影响因素与道路交通事故率的绝对和相对关联度,提出道路改善措施优先顺序;为验证上述分析的正确性,运用Pearson相关分析和多元逐步回归分析,建立了事故率与高相关因素之间的简单多元回归模型,利用该模型预测改善后道路安全水平。     

集合规划方法在航线网络枢纽选址上的应用

研究带有容量限制的单分配多枢纽网络选址问题,将问题简化为带有容量限制的聚类问题。通过节点之间的距离以及各个节点的需求量,根据聚类分析原理,采用集合规划的方法对问题进行建模,运用自然约束语言NCL,在POEM平台上对模型进行编程求解,并通过实例将计算结果在地图中可视化。运用模糊聚类方法对多枢纽选址位置进行分析。     

大客车对行人碰撞事故再现研究

利用数值模型仿真试验,研究再现大客车与行人碰撞事故的方法。并将该方法应用到一次真实交通事故中去,初步验证了该模型和方法的可行性。将行人抛距分析方法引入事故再现分析,并结合仿真结果,建立新的适合该类事故的行人抛距与车速关系模型。     

基于三维视频融合的隧道运营管理创新应用研究

针对目前隧道数字化运营管理中存在的视频碎片化、视频与业务数据分离、缺乏二三维联动响应手段等问题，提出一种基于三维视频融合的隧道运营管理创新应用方法。1）对隧道运营过程中视频监控的应用现状与需求进行分析，为三维视频融合技术应用与创新实践提供方向； 2）利用BIM与点云重建技术构建隧道场景三维模型，形成隧道虚实融合的静态模型基础； 3）提出一种隧道监控视频三维注册与虚实融合绘制方法，将多路视频实时融合到三维隧道场景模型中； 4）在融合后的三维场景中汇聚融合多源物联传感数据，形成与真实隧道交通运行场景基本一致的数字孪生场景； 5）基于视频融合场景开展二三维联动的隧道保畅、事故救援、设施管理、应急响应等运营管理应用实践。示范应用结果表明，该方法有助于实现更加实时、高效、智能的隧道管理与服务。     

人机共驾智能车驾驶模式决策属性析取研究

为了深入分析驾驶模式决策影响因子,通过实车试验采集了人-车-路多源特征信息。用驾驶人主观经验将驾驶模式划分为人工驾驶、警示辅助、自动驾驶3种状态,并利用采集的驾驶人血流量脉冲（BVP）和皮肤电导（SC）值进行K均值聚类,将驾驶人当前合适的驾驶模式自动聚类为3级。通过融合驾驶人自汇报结果和聚类结果对驾驶模式进行准确标定。采用以信息增益为依据的Ranker算法对多特征进行排序,并在此基础上,根据多分类器分级结果确定最优特征属性集合。研究结果表明：当选取车速、车头时距、车道中心距离、前轮转角标准差、驾驶经验5个指标为特征子集时,支持向量机、朴素贝叶斯及K近邻这3种分类器的识别准确率都超过90%;除警示辅助模式与自动驾驶模式下的车速值和车道中心距之外,其余所有不同模式决策属性值均呈显著性差异;研究结果可为人机共驾智能车驾驶模式决策提供依据。     

道路交通安全风险辨识与分析方法综述

道路交通安全风险辨识及分析的准确性、全面性, 是实现风险主动防控的基础和关键环节, 直接影响道路交通安全管理的精细化水平。从影响因素和分析方法2个方面对道路交通安全风险相关研究进行综述和评论。针对人的不安全行为、车辆的不安全状态、道路的不安全条件、外界环境刺激等单因素风险, 以及多因素间的关联耦合风险辨识, 梳理了安全风险理论分析法、系统安全分析法、大数据与人工智能分析方法等道路交通安全风险分析方法。研究表明: 安全风险理论分析法、系统安全分析法等以定性分析为主的方法侧重于对道路交通安全风险要素的全面、系统梳理, 具有简单、直观、易操作等优势, 但在多因素交织影响下的道路交通事故定量化剖析和事故成因深度挖掘方面存在较多局限性; 基于多源数据挖掘技术的大数据与人工智能分析方法在海量信息感知、高效计算处理等方面优势明显, 可基于多元数据对交通安全风险进行综合分析、精准挖掘, 刻画多因素耦合下的事故风险特征、探究事故发生规律, 是当前较为主流的研究方向。并提出道路交通安全风险研究领域存在的不足之处及未来研究发展方向, 主要包括多源异构数据的动态采集与融合、智能网联环境下的道路交通安全风险辨识、考虑时空异质性的可移植的道路交通安全风险识别模型研究等。      

道路交通事故再现分析结果的不确定性分析

实际道路交通事故中包含大量的不确定因素，充分考虑这些不确定因素并采用不确定性方法分析其对道路交通事故再现结果的影响，可以提高再现分析结果的可靠性和准确性。针对道路交通事故中的不确定因素，将随机理论和随机摄动技术引入到道路交通事故分析，并应用不确定性理论给出了分析结果的置信区间和置信度，提高了事故分析与再现结果的精度。以汽车一行人交通事故为例，对车辆行驶速度和人车路面接触位置进行不确定性分析，并与随机模拟方法得到的计算结果进行对比，验证了本文方法的正确性和实用性。     

基于神经网络的冗余信息交通事故再现可靠性分析

针对实际道路交通事故中客观存在的不确定性因素,将可靠性理论和随机摄动法应用于道路交通事故再现分析,给出了相应的交通事故再现可靠性分析方法,提高了再现分析结果的精度.对于同一起事故,由于采用不同的信息和计算模型,得到的分析结果必然会存在不同程度的差异,从而产生冗余信息下的交通事故再现分析问题.针对交通事故中的冗余信息问题...     

基于车联网BSM数据与路侧视频融合的港口集装箱卡车碰撞危险辨识方法

大型港口集装箱码头运输车辆调度频繁,堆场过道和交换区等区域视距狭窄,容易导致港口集装箱卡车与设施、作业人员和车辆发生擦碰事故。为提高智能集装箱卡车在港口密集区域的轨迹跟踪精度和行车安全感知能力,提出了一种车联网条件下融合车载终端基本安全消息（Basic Safety Messages,BSM）数据和路侧视频数据的集装箱卡车碰撞风险辨识方法。采用YOLOv5s算法提取视频监控范围内的目标车辆和作业人员,根据目标集卡大尺寸特点设计非极大值抑制锚框来提高目标识别准确度。运用透视变换原理将目标像素坐标转换成地理坐标,并应用Deep-SORT算法匹配每帧图像的车辆轨迹信息。应用交互式多模型方法（interactive multi-model,IMM）融合视频轨迹信息和车载单元（on-board units,OBU）定位数据,减小了目标机动过程中的观测误差。基于集卡融合轨迹结果,提出了1种新型的轨迹冲突风险评估模型,能够根据目标集卡与周围目标轨迹的相对运动状态实时感知车辆碰撞危险,该碰撞危险检测结果在实际场景中可通过路侧设备对车载终端和作业人员终端实时播发预警信息。针对集卡跟踪误差的实验结果表明：...     

基于改进熵权与灰色模糊理论的城市轨道交通PPP项目风险评价研究

针对城市轨道交通PPP项目风险繁多复杂等特点,为保障PPP项目的成功实施,提出基于改进熵权灰色模糊理论的风险评价方法。首先,考虑风险动态性特征,采用Delphi法对城市轨道交通PPP项目全生命周期风险按阶段进行有效识别,建立相应的风险指标体系; 其次,通过灰色聚类与模糊综合评判法相结合构建城市轨道交通PPP项目风险评价模型,利用灰色白化权函数实现风险指标信息的透明化,借助模糊理论计算风险综合评价值,判断项目风险等级,并采用改进熵权法与层次分析法相结合的方法确定主客观权重; 最后,将模型应用于青岛地铁3号线实际案例中。研究结果表明该项目风险等级为“中等”,评价模型具有合理性与有效性,同时提出相应的风险应对措施。