交通运输行业密钥管理与安全认证系统通过审查

日前，由国家智能交通系统工程技术研究中心承担建设的交通运输行业密钥管理与安全认证系统顺利通过由国家密码管理局组织的安全性测试审查。经与会专家测评，系统各项指标均符合国家密码管理的相关标准规范和要求。此次审查的通过为进一步推进建立行业统一的密钥管理与安全认证体系打下坚实的基础。     

面向多智能体的出行前信息下通勤者出行行为研究

采用面向多智能体的建模与仿真方法,对先进的交通信息系统(ATIS)提供的出行前信息下通勤者出行行为进行了研究.首先,基于贝叶斯理论,建立了在出行前信息与以往出行经验作用下,通勤者出行时间感知动态更新模型;进而以信念-愿望-意图(BDI)模型为基础,将每个通勤者一车辆单元刻画为一个具有双层结构的智能体,并采用面向多智能体语言AgentSpeak(L)刻画了智能体的出行行为决策机制;最后,采用面向多智能体编程平台Jason与微观交通仿真平台Paramics相结合的方式进行了相应的仿真试验.结果表明:贝叶斯理论可以较好地解释驾驶员(尤其是通勤者)出行行为动态特性,同时验证了多智能体技术与微观交通仿真技术的结合在驾驶员行为分析中应用的有效性,为驾驶员行为分析提供了新思路.     

面向自动驾驶的车路协同感知点云融合模式时延影响分析

新一代通信技术的快速发展为车路协同感知提供了基础,可进一步提升自动驾驶车辆在复杂场景中的感知能力,现有研究对不同的协同感知信息融合模式进行了探索,但忽略了对感知精度与通信时延平衡性的分析。针对自动驾驶协同感知中点云融合模式的时延特征,本文以前融合、特征融合、后融合3种模式为研究对象,提出了基于模拟仿真的时延影响分析框架。考虑通信时延引起的协同感知结果时滞性,利用扩展卡尔曼滤波算法对存在时延的协同感知结果进行预测性补偿,创新提出了滞后补偿误差和等效时延评价指标,用以综合评价不同融合模式对协同感知结果的影响;针对不同点云融合模式的感知结果,构建了平均感知精度与平移误差分布关系模型,依据目标检测平移误差的分布特征生成带有感知误差的仿真轨迹,进而对协同感知效果进行评估。结合TrajNet++行人轨迹数据集,以不同时延参数及点云融合模式,对1 200条轨迹进行了180 000次数值仿真。结果显示,感知目标的已知轨迹长度越短、速度越高,时延对协同感知精度的影响越大,以100 ms时延下后融合为基准,当特征融合时延在500 ms以内、前融合时延在700 ms以内时,可以达到相同或更高的协同感知精度。针对目标易突然出现且速度快的复杂场景,宜采用低时延、低精度的后融合模式,反之,宜采用具有高时延、高精度的特征融合或前融合模式。本研究可为自动驾驶协同感知的点云融合模式选择提供依据。     

基于状态空间模型的道路交通状态多点时间序列预测

以多点的道路交通状态为研究对象,把道路交通状态单点预测向多点同时预测扩展,提出了基于状态空间模型的道路交通状态多点时间序列预测方法。首先,利用道路交通状态的多点时间序列数据建立多维自回归模型,转化状态空间模型形式,接着利用EM算法估计状态空间模型参数,从而得到多点道路交通状态的状态空间模型;其次,根据时间序列数据估计系统状态,利用卡尔曼滤波算法进行一步预测,补充新的数据并更新系统状态递推预测;最后,利用某城市快速路上相邻6个交通检测器采集的多点时间序列数据验证模型的有效性,并与卡尔曼滤波单点预测方法相对比。结果表明:该模型是可行和有效的。     

多点进出城市地下道路的设计特点

随着我国经济的不断发展,城市规模越来越大,人口也越来越多,城市发展与土地资源短缺的矛盾会越来越突出,机动车保有量也迅猛增长,交通出行更加困难,堵车成了城市发展过程中的一个顽疾,而交通问题又引发了诸如震动、噪声、污染等次生问题,这些问题在北上广深这些大城市更加凸显.为了解决这些问题,我国一些城市开始进行地下道路的建设,地下道路能有效地解决上述问题,相对于地铁,地下道路具有施工难度低,工艺相对简单,造价低的特点,而且地下道路设置灵活,即可设置单一的地下立交,也可设置较长的过境通道或地下直径线.对多点进出的地下道路设计特点的研究,可为类似工程提供参考.     

基于多视图协同交互技术的换道图谱构建与分类

为直观展示换道过程中驾驶人视觉感知与手脚操作的细节特征,研究了多视图协同可视化的换道图谱。采用驾驶模拟舱进行高速公路驾驶实验,提取换道过程相关指标数据。将平行坐标、计数图、柱状图与换道轨迹协同可视化以构建换道图谱。采用多视图交互技术对提取的40个换道过程进行分析,提出换道过程的合格区范围并以此将换道图谱分为合格、临界合格和不合格3类,并对不合格图谱进行致因分析。结果表明,合格、临界合格和不合格图谱的比例分别为10.00%、12.50%和77.50%。不合格图谱的转向盘转速、加速度、横向加速度的平均标准差（6.57°;0.91 m/s²;0.41 m/s²）都大于合格图谱的平均标准差（4.55°;0.34 m/s²;0.17 m/s²）。导致图谱不合格的主要因素是：驾驶人手的急速操作引起转向盘转动幅度过大、横向加速度过大;驾驶人脚的急速操作引起纵向加速度的变化幅度过大。换道图谱能够精准地对换道过程进行可视化分析与诊断,为驾驶人优化换道行为提供支撑。

     

多换乘点响应型接驳公交运行线路的协调优化

为尽量降低响应型接驳公交系统的运行费用，提出多换乘点间运行线路协调设计的构想。针对同时包含预约需求和实时需求的混合需求，构建多换乘点响应型接驳公交系统运行线路的2阶段协调优化方法，并设计优化流程。第1阶段仅考虑预约需求，首先将预约乘客按有/无特定换乘点要求进行分类，在此基础上构建预约需求下多换乘点多车辆运行线路的协调优化模型。在协调优化模型中，优化目标是由乘客时间费用、车辆运行费用、以及惩罚费用所构成的系统总成本最小；乘客时间费用包括乘客候车时间的惩罚费用、车内乘客在需求点的等待时间费用以及乘客车上时间的惩罚费用3个部分；车辆运行费用包括车辆启动费用、路段行驶费用、需求点的停靠费用、车辆早到引起的等待费用4个部分；考虑的约束条件包括乘客候车和车上的软时间窗、乘客换乘点要求、车辆容量、车辆出行时长等。第2阶段根据规则判断是否响应实时需求，并根据响应情况重新优化后续各班次的运行线路。针对第1阶段模型，基于模拟退火算法设计求解算法。研究表明：在预约需求或混合需求条件下，与各换乘点运行线路独自优化相比，协调优化方法均能显著降低运送全部响应乘客所需的平均运行距离和平均总成本；仅有预约需求时分别降低5.4%、19.8%，新增实时需求后分别减少1.4%、21.7%；与固定发车间隔相比，分时段调整发车间隔，也能有效降低运送全部响应乘客所需的平均运行距离和平均总成本，仅有预约需求时分别降低18.2%、17.2%，新增实时需求后分别减少19.97%、25.06%，说明多换乘点间车辆路径的协调运行是提升响应型接驳公交运行效率的有效途径。     

基于多源信息的城市快速路交通走廊协同控制:综述与展望

城市快速路与其平行的地面主干路存在紧密联系,形成天然的交通走廊.对于城市快速路交通走廊的拥堵问题,应采取协同控制,充分考虑其中的高度关联.本文综述了城市快速路交通走廊控制的发展历程,并展望了未来研究方向.传统的控制理论多为集计层面的交通流控制,状态估计由模型推导得到,并通过滚动时间窗更新.然而,一些交通现象难以精准刻画,且难以大范围应用.随着信息技术的发展,全覆盖以及实时的交通监测成为可能,控制方法的协同性、实时性、精准性不断提高.未来随着智能网联车辆和自动驾驶车辆的逐渐普及,原先由人类驾驶车辆组成的交通流将转变为新型混合交通流,控制手段将广泛作用于个体车辆,实现高度协同的车辆控制,且交通管理控制将与出行服务高度整合.新型混合交通流模式下的城市快速路交通走廊控制将是未来研究的重点.同时,用户最优与系统最优的最佳组合也是需要关注的问题.     

车载网络入侵检测技术综述

智能网联汽车促进了交通运输的革新与发展,同时也伴生了网络安全问题,给用户的生命、财产造成了巨大的威胁。入侵检测技术作为一种轻量化的防御技术,能够通过建立的特征对攻击进行有效检测,从而完成对攻击的进一步分析与防御。从广泛使用的车载网络出发,调研了近年来针对常见攻击所提出的入侵检测技术,并对这些技术的特征与方法进行了划分,体现了不同技术之间的先进性与局限性,为车载网络入侵检测技术的研发提供了借鉴。     

面向智能网联交通系统的模块化柔性试验场

为了给智能网联试验场设计与建设提供参考,分析了智能网联交通系统中测试技术的研究现状;结合长安大学车联网与智能汽车试验场的测试和研究经验,提出了一种面向智能网联交通系统的模块化柔性试验场,该试验场包括应用场景、感知发布、网络链路和管理服务4个层次。应用场景层通过模拟真实场景中的天气、道路和交通条件,验证智能网联交通设备和服务在不同环境、不同场景的适应性;感知发布层通过摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感设备以及可变情报板等信息发布设备,实现环境数据及交通信息的采集,并下发相应的控制信息和服务信息;网络链路层由车载异构网络构成,通过网络间的协同工作,为应用场景层和感知发布层的设备提供网络信息服务;管理服务层负责下层数据的存储、备份、处理和可视化,并实现下层测试设备的管理与维护。在上述模块化平台的基础上,开发智能网联汽车室内测试台架,配合试验场进行交通场景构建、测试场景复现和单一要素分析,实现智能网联交通的柔性场景测试。结果表明：所提出的试验场具有标准化的测试条件,可控可追踪的测试流程和科学的测试评价体系,能够模拟真实的道路交通场景,提高智能网联相关技术的开发和测试效率。该试验场的建设、推广与应用,能够推进智能网联和无人驾驶技术从理论研究到实际应用的转化,为实现未来交通信息服务和交通系统的创新与变革起到至关重要的作用。     

智能网联环境下的交通信息与安全——第4届交通信息与安全国际学术会议综述

交通信息是交通运输发展的基础,交通安全是交通运输的重要目标,智能网联环境下的交通信息与安全越来越受到学术界的重视.第4届交通信息与安全国际学术会议(ICTIS 2017)在此背景下隆重召开.围绕交通信息与交通安全的核心内容,分别从道路、水路的信息与安全角度出发,研讨了水路信息多元化应用、海上事故分析与船舶避碰、道路基础设施信息交互、公共交通优化等热点问题,展示了最新的研究成果.综述了会议报告的热点,分析了交通安全趋势以及存在的问题,并指出新能源动力船舶系统安全与防控、多种类多模式交通流动态预测、无人船开发与应用、道路安全建模等是交通安全与信息未来的研究方向.     

车路协同条件下智能网联高速公路通行效率信息自适应分发协议:NRT-V2X

车路协同技术是解决自动驾驶中单车智能现存缺陷的关键技术。而智能网联高速公路的出现为车路协同技术真正应用于实际提供了良好的平台,其中,路侧单元（Road Side Unit,RSU）如何将路侧传感器信息或交通监控中心发布消息传递给路上车辆,是车路协同技术的一个关键环节。为此,提出一种基于V2V（Vehicle to Vehicle）和V2I（Vehicle to Infrastructure）融合的自适应数据分发协议（Adaptive Network and Road Traffic Data Dissemination for V2X,NRT-V2X）。NRT-V2X协议在影响通行效率事件的车流上游为RSU定义了一段服务区域（ROI,Region of Interest）。RSU通过感知服务区域中车辆的无线通信网络状况和路面交通状况来自适应调整其信息发送间隔,从而在保证ROI中车辆信息全覆盖的前提下,降低RSU发送信息开销,抑制ROI内车辆的接收信息冗余。基于创建的2个场景和2个车路协同应用,利用双向耦合车联网仿真平台进行性能评估。试验结果表明：采用NRT-V2X协议的车路协同技术可使高速公路的通行效率提高28%以上;与RSU固定发送间隔协议和典型V2X协议ATB相比,NRT-V2X的信息覆盖率稳定在100%,发送信息开销降低了至少30%,接收信息冗余下降了20%以上;NRT-V2X能够将智能网联高速公路通行效率相关信息高效地由RSU分发到其定义的ROI中的所有车辆,从而保证所有车辆预先接收到相关信息,选择最优行车路线,提高通行效率。     

专用短程通信辅助的车辆卫星定位故障检测方法

为了确保卫星定位性能满足特定协作式智能交通应用需求,提高车辆定位系统的故障容错能力,针对车辆卫星定位的自主故障检测与性能优化问题,提出基于专用短程通信辅助的卫星定位故障检测方法,充分利用专用短程通信设备的测距率观测信息,实现故障检测对不同类型卫星可视条件的有效适应。基于专用短程通信多普勒观测特性,构建基于载波频偏的车间测距率观测模型;设计卫星定位与专用短程通信组合观测与解算框架;基于容积卡尔曼滤波提出适于非线性观测特征的故障检测、识别与排除算法,并叠加量测噪声方差矩阵动态调整策略,对故障检测性能进行优化;基于实测试验检验车间测距率的观测性能,并运用实车轨迹对多车协同运行及定位采集过程进行仿真,检验所提出方法的故障检测性能。研究结果表明：提出的方法有效解决了常规接收机自主完好性监测算法受卫星可视条件限制的问题,所引入的量测噪声方差矩阵调整策略提升了故障检测及故障排除性能的稳定性,在给定仿真场景中,常规卫星观测条件下阶跃故障、斜坡故障排除率相对常规方法最高可分别提升52%、18%,受限观测条件下不同水平2类故障的排除率最高分别可达100%、89%,边界观测条件下不同水平2类故障的检测率最高分别可达100%、96%。研究结果对于充分发挥车-车协同模式的核心优势、保障车辆定位性能具有重要价值。     

基于混合轴-辐结构的区域运输网络优化模糊交互规划模型

为了对基于轴-辐结构的区域运输网络实行优化,建立了模糊交互规划模型。该模型考虑输入数据或参数,如需求、运输能力、单位运输成本(时间)、单位货物处理成本(时间)等的不准确性或模糊性,旨在实现总成本(包括运输成本和货物处理成本)最小和总时间(包括运输时间和货物处理时间)最短,同时对各场站之间的运输路线选择、从始发站经由枢纽站到目的地的运输量、从始发站直达目的地的运输量进行优化;在此基础上提出了模型的有效解法,并通过算例对其进行了验证。结果表明:该模型及其求解过程具有有效性。     

智能网联环境下的混合交通流LWR模型

LWR（Lighthill,Whitham and Richards,LWR）模型可推演交通流宏观状态演化过程,在智能网联环境下混有协同自适应巡航控制（Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC）车辆混合交通流LWR模型的研究,可为该混合交通流的宏观动力学特性分析提供理论工具。应用加州伯克利PATH真车试验验证的CACC模型作为CACC车辆跟驰模型,采用智能驾驶人模型（Intelligent Driver Model,IDM）模拟驾驶人在智能网联环境中的"智能"驾驶特性。基于不同CACC车辆比例下的混合交通流基本图,证明混合交通流基本图的切线斜率为交通波在混合车队中传播的波速,建立混合交通流LWR模型的一般性解析框架,得到混有CACC车辆的混合交通流LWR模型。最后,针对LWR模型冲击波特性,在6组平衡态条件下进行数值仿真试验。研究结果表明：所建立的混合交通流LWR模型可较好地描述不同CACC车辆比例时冲击波在混合车队中的传播波速;冲击波波速理论值与仿真均值的相对误差基本控制在10%以内,当冲击波处于由正向波转变为反向波的过渡阶段时,相对误差较大,为19%~26%,但绝对误差仍然较小。研究结果一方面可为混有CACC车辆的交通流宏观状态演化提供理论参考,具有推动该混合交通流其他宏观模型研究进展的积极作用;另一方面,建立的混合交通流LWR模型解析框架能够适应CACC车辆与人工-网联车辆跟驰模型选取的多样性,同时可为其他类型混合交通流LWR模型的建立提供理论支撑。     

遗传神经网络在轮载动态称重辨识中的应用

动态称重系统在测量的过程中为一时变系统，难以对称重系统建立精确的数学模型。采用遗传神经网络对动态称重系统作了非线性建模，并且对该网络进行了训练以及仿真，结果表明遗传神经网络比一般的神经网络有着更好的优越性。     

应用交通仿真技术辅助交通管理与决策

为了提高智能化决策水平,深入挖掘交通仿真技术对日常交通管理工作的指导作用,在总结国内外各类交通仿真项目实践经验的基础上,以一个正在实施的决策支持系统为例,介绍了应用中观动态交通仿真技术建立的交通决策支持系统。该系统针对路网中常见的各类突发事件,模拟事件发生前后对交通流的影响效果,并针对事件造成的拥堵建立多套交通响应预案,系统对预案的实施效果进行仿真评估,根据仿真结果指标分析比选各个预案的优劣,优秀预案用于指导日常交通管理与决策。通过对系统应用的优缺点分析和应用发展趋势分析,展示了交通仿真技术的应用价值以及对交通规划和交通管理的指导意义,指出交通仿真技术的未来发展必然带来交通管理决策水平的新的飞跃。     

浅谈超重交通高速公路扩建关键技术的控制

介绍在重交通环境下广深高速公路太平立交至五点梅立交段（3.5km）、福永至鹤州段（2km）由原6车道扩建为10车道工程的全过程管理,在施工区域城镇化程度较高、影响因素较多的环境下进行施工,充分利用工程管理中对关键的技术问题进行合理、有效地控制和优化处理,较好地处理施工过程的拆迁、协调工作,确保工程在安全、保质的前提下按期顺利完成扩建任务。