考虑旅客到达准时性的城市值机移动站点动态分布模型

现有城市值机移动服务站点设施分布模型在优化中未考虑旅客到达服务站点的时间不确定性,其优化结果通常与实际情况存在差异,导致无法对提前或延误到达的旅客进行服务。为解决时间不确定性对优化求解造成的不利影响,研究基于旅客准时性概率函数的动态设施分布模型。针对城市值机移动服务站点布局优化问题,构建完整的数学模型,并提出动态设施分布的优化评价指标。采用正态分布型旅客准时性概率函数,用以预估旅客实际到站时间与申报到站时间的差异。基于不同服务时段客源点的位置分布,采用涟漪扩散算法和遗传算法优化服务站点位置并计算所有旅客与站点间的最优路径。基于天津市路网和旅客分布的真实数据,对旅客准时到站和考虑旅客到站时间不确定2种场景进行仿真对比实验。结果表明：旅客到站时间概率模型优化结果优于旅客准时到站模型,动态设施分布评价指标提升4.31%。其中,旅客到达站点的平均路径长度减少0.35%,旅客可接受距离总超出量减少6.26%,站点服务容量总超出量减少4.13%。旅客到站时间概率模型能够充分考虑到站时间不确定性,并基于旅客实际到站时间更好地优化设施布局。基于旅客准时性概率函数的城市值机移动服务站点动态分布模型具有可...     

防汛应急保障资源站点优化布设方法研究

针对高速公路网防汛应急保障资源站点的最优化布设问题,从资源到达时间、站点建设成本、线路的功能定位出发,构建更符合法规要求和应急抢险实际需要的防汛应急保障资源站点的多目标最优化布设模型,并采用粒子群优化算法进行了模型的求解,提出了高速公路网防汛应急保障资源站点的优化布设方法。对北京市高速公路网防汛应急保障资源站点的优化布设结果表明,基于粒子群算法的高速公路网应急保障资源站点多目标优化布设方法能够满足应急抢险实际工作所需,具有较好的实际应用效果。     

基于行动感测的实时坑洞侦测系统与方法

提出一个以行动感测和云端运算为基础的实时坑洞侦测方法,通过分析内嵌于手机内的加速度传感器数据,并利用欧拉角进行手机加速度正规化的动作,改善搜集加速度数据时需要固定手机姿态角的限制.结合坑洞侦测算法进行坑洞判定,以及使用空间内插法改善全球定位系统(GPS)定位误差,将坑洞信息回传至云端服务器.再将此坑洞信息实时传输至每个使用者的行动式手持装置中,并搭配扩增实境(AR)导航功能,让用户可以避开坑洞路段.实验表明,所提出的基于行动感测的实时坑洞侦测方法将可以准确判断出坑洞.     

基于防疫常态化的驾驶员疲劳状态检测方法

疲劳驾驶检测是交通安全领域的研究分支, 而新冠疫情形势下口罩的佩戴又提出了新的挑战。为此通过基于ResNet-10的SSD模型检测驾驶员人脸, 并使用MobileNet-V2轻量级模型判断是否佩戴口罩, 测试集验证该分类器可以达到98.50%的判断精度。在未佩戴口罩的情况下采用传统图像HOG特征结合SVM分类器检测驾驶员人脸。在后续处理中利用级联回归器定位特征点和提取时间窗口内的疲劳指标, 采用二次判定对疲劳状态采取文字和声音预警, 而在清醒状态下会调整各项判断阈值。对算法在预采集的视频样本和NTHU-DDD测试集下进行测试, 验证了该框架能以18.42帧/s的总体速度实现92.65%和86.09%的检测精度。实验结果表明, 该框架应对佩戴眼镜、脸部姿态变化和光照条件差异具有强鲁棒性, 而且能够兼顾疲劳检测的口罩干扰和实时性。     

基于ADASYN-XGBoost的交通事故自动检测方法

基于数据驱动的交通事故自动检测对道路事故的及时救援与降低事故影响具有重要作用。为解决道路交通事故自动检测中的样本不均衡问题,研究了混合自适应过采样技术与极限梯度提升树算法的交通事故自动检测方法（ADASYN-XGBoost）。其中,为从不均衡的交通事故样本中有效挖掘数据的时空特征与事故发生之间的内在关联规律,构建了初始特征变量组合,引入自适应合成过采样方法（adaptive synthetic oversampling method,ADASYN）来平衡事故类与非事故类的样本数量,以增强训练数据的质量;其次,为提高检测效果,构建了基于XGBoost的交通事故检测模型,利用该模型对增强后的数据样本进行特征筛选;最后,为获取最佳参数组合,采用了贝叶斯优化算法对XGBoost进行参数的快速标定。本文使用波特兰高速公路数据集对ADASYN-XGBoost方法进行模型验证与实证研究。结果表明：与先进的基准模型相比,ADASYN-XGBoost的各项检测指标均最优,其F1分数达到94.47%且误检率低至8.95%。在模型训练样本数为2800,500（18%的初始样本量）,150（5%的初始样本量）时,ADASYN-XGBoost的F1分数分别为94.47%,88.89%,81.93%。在进一步的消融实验中,均衡正负样本后各基准模型的性能指标提高了2.68%~44.85%。本文提出的方法能够有效解决道路交通事故检测中的样本不均衡问题,同时也为道路交通安全预防与事故处理等提供了技术保障。     

基于改进SegNet的沥青路面病害提取与分类方法

针对现有SegNet算法难以精确区分裂缝和灌封裂缝等具有相似特征的沥青路面病害的问题,提出了基于改进SegNet网络的沥青路面病害提取方法。针对道路标线和光照不均匀等导致路面病害图像质量差异化的因素,本研究在去除道路标线的基础上,运用带色彩恢复的多尺度视网膜增强算法,降低道路标线和光照对图像质量的影响以及增强路面病害图像的对比度、色调和亮度,提高病害的识别精度;为了充分利用图像的上下文信息,解决SegNet网络对细微病害分割效果不佳的问题,引入残差神经网络（ResNet）作为编码器,并对解码器中每个上采样产生的特征图拼接2个分别由卷积层（1×1的卷积核）和空洞卷积层从对应的编码器中获取的尺度相同的特征图;运用形态学闭运算连接分割结果中不连续的裂缝。为了验证改进算法的有效性,将其与典型的语义分割方法（SegNet和BiSeNet）在测试集上进行测试和性能对比。研究结果表明,3种方法的平均交并比（MIoU）和F1分数（F1-score）分别为（82.4%,98.9%）,（69.4%,94.0%）,（80.5%,98.1%）;利用这3种方法对甘肃省部分路段路面病害的提取效果进行对比测试,提出方法的裂缝漏检率和误检率分别为2.91%,1.94%,优于SegNet（10.68%,14.56%）和BiSeNet（6.80%,12.62%）。本研究所提方法能够更精确地提取和区分沥青路面裂缝和灌封裂缝。     

基于GA、RBF和改进Cao方法的空中交通流预测方法

针对传统空中交通流量预测方法精度不足、时效性差的问题,考虑空中交通流量时间序列的混沌特征,在相空间重构理论的基础上,研究了结合遗传算法（GA）、径向基（RBF）神经网络与改进Cao方法的空中交通流量预测方法。为降低传统Cao方法人为参数选择引入的误差,提高相空间重构精度,通过判定虚假邻近点,以及迭代比较嵌入维度离差和可接受偏差,确定重构相空间嵌入维度值的选择标准,进而得到重构后的空中交通流量时间序列数据;为提升径向基神经网络预测精度并降低参数误差,使用遗传算法优化RBF神经网络的中心矢量、加权系数和输出层阈值,再通过最优系数标定后的神经网络对重构后的时间序列进行预测;利用实际空中交通流量数据进行仿真以验证方法的有效性,并结合最大Lyapunov指数和预测结果分析了预测的时效性以及时间尺度对精度影响。结果显示：①改进后的预测方法具有更好的非线性拟合能力,提高了交通流量时间序列的预测精度;②以5 min时间间隔预测为例,相比传统RBF神经网络,改进方法的平均绝对误差、均方误差以及平均绝对百分比误差分别降低了19.44%、34.78%和27.21%;③相比反向传播（BP）神经网络和长短期记忆（LSTM）神经网络,所提方法的平均绝对误差分别降低了36.20%和16.10%,运行速度分别提高了27.42%和35.00%。综上所述,所提方法能更好地解析系统的混沌特性,提升空中交通流量预测精度与速度。     

基于改进支持向量机的空域交通态势识别方法

为了准确分析空域交通态势,针对当前空域交通态势感知中管制行为因素难以度量的问题,从多种管制员工作负荷的角度进行量化分析。借助全空域及机场模型软件（Total Airspace and Airport Modeller,TAAM）建立空域仿真模型,研究了栅格化空域场景下基于改进支持向量机（support vector machine,SVM）的空域交通态势识别方法。通过对比不同的栅格化方案,结合管制员实际运行经验确定栅格形状和尺寸,以边长为25 km的六边形为最小单元,对目标空域进行栅格化处理。在引入多种管制负荷的基础上同时考虑导航设施的分布情况,建立空域交通态势识别指标体系,运用K-means聚类算法对降维后的仿真样本数据进行聚类分析,获取先验分类数据。在支持向量机模型的基础上,引入麻雀搜索算法（sparrow search algorithm,SSA）,构建基于麻雀搜索算法优化支持向量机（SSA-SVM）的空域交通态势识别模型。依据适应度对解集进行划分,对模型关键参数核函数参数σ和惩罚系数C进行优化,确定了1组泛化能力强同时避免过拟合问题的参数组合,并将栅格化空域交通态势划分为4个等级。以西安区域管制区为对象开展仿真实验,结果表明：与基于遗传算法优化支持向量机（GA-SVM）的空域交通态势识别模型相比,SSA-SVM模型克服了GA-SVM模型确定的的过拟合问题,平均分类识别准确率提高2.50%,最佳分类识别准确率提高1.73%;在176个栅格中,拥堵态、拥挤态和平稳态栅格个数分别为26、18和51,模型识别结果与基于管制员经验划分的复杂空域相比,覆盖率可达95%,验证了提出方法对空域交通态势识别及降低管制员工工作负荷的有效性。