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高速铁路为人们提供了一种高效的运输方式.本文借鉴弹性系数法的相关理论,首先运用广义费用函数测算样本中高铁开通前后两地区综合客运成本的变化,结合两地区高铁开通前后客运量的变化得到了运输成本弹性系数,用于衡量两地区对于高铁开通的迫切性程度,从而在另一个层面衡量高铁建设的可行性.然后根据运输经济学及新经济地理学的相关理论,从人口、距离、人均GDP差异、平均人均GDP和产业结构相似度5个维度对样本的运输成本弹性系数进行建模,运用神经网络的方法来拟合其对运输成本弹性系数的影响情况,并以此为依据来测算北京市和张家口市对即将开通的京张高铁的迫切性程度.     

客运专线铁路隧道高陡坡洞口开裂整治技术研究

以宝兰客运专线塔稍村隧道为依托,分析隧道进口边坡及洞内裂缝的成因,评价边坡的稳定性,并提出具体的处理措施。对该隧道地层岩性、构造属性、围岩等级等进行阐述,针对该边坡建立系统的地表及洞内变形监测网并进行钻孔内位移测量工作,结合详细的地质调查,查明隧道进口处边坡、洞口挡墙、隧道内二衬裂缝的成因和基本特征,结合区段的工程地质特征,提出合理的工程处理措施,为类似工程的调查与处理提供参考。     

滑坡监测无线传感器网络基于事件的信道分配方案

在高速铁路沿线的山体斜坡上部署无线传感器网络,用于监测山体斜坡变化情况。综合考虑传感器节点能量有限性和对采集信息的实时性需求,提出一个基于事件的信道分配方案用于滑坡监测信息的传输。以是否有列车经过山体斜坡区域作为事件,当无列车经过时,为节点分配活跃周期和睡眠周期,采用TDMA的方式唤醒节点并分配一个可用信道进行数据传输,从而在保证数据传输的前提下节省节点能量,延长网络寿命;当有列车即将经过时,节点完全进入活跃周期,采用多个信道并行传输的方式传输数据,减少传输过程中由于信息碰撞造成的信息丢失和重传,从而降低传输时延,提高信息传输的实时性。最后,通过仿真实验分析系统性能,证明所提方案的有效性。     

考虑网络拥堵与系统公平的车载异构网络选择方法

利用演化博弈的有限理智特性执行网络选择, 以实现车载异构网络系统中网络资源的均衡分配; 利用双层博弈对演化博弈方法进行优化, 保证极端拥堵中部分车辆消息传输的同时, 维持系统公平; 设计了专用短程通信、长期演进和无线局域网融合的车载异构网络仿真场景, 对比了基于多准则决策的传统方法、基于演化博弈的网络选择方法和基于双层博弈的网络选择方法。仿真结果表明: 采用基于演化博弈和双层博弈的车载异构网络选择方法首次解决了动态网络环境中车载异构网络切换时出现的大规模乒乓效应, 利用双层博弈能够实现拥堵抑制和系统公平; 采用基于双层博弈的网络选择方法能够驱动异构网络系统在2~3个切换周期内实现网络系统状态的稳定; 在预设的动态网络评价条件下与80个终端的一般场景中, 双层博弈终端平均网络评价指标高于演化博弈19.5%, 为3种网络协同工作提供可靠服务; 在190个终端极端拥堵场景中, 终端合理分配, 共享专用短程通信网络资源, 双层博弈终端平均网络评价指标高于演化博弈10.3%, 双层博弈专用短程通信网络评价指标为演化博弈的2.18倍, 可以保证车联网基本安全信息的广播、系统的公平并维系基本车联网服务。     

高速铁路网络化客流分配方法

为了充分反映旅客在高速铁路网络化运营环境中的出行选择行为,以旅客中转换乘为重点环节展开高速铁路网络化客流分配方法研究.首先,围绕旅客在高铁网络中的中转换乘环节刻画旅客在网络中的出行过程,提出符合旅客网络出行特征的运输网络构建方法.其次,分析构建的运输网络中不同节点、不同弧段对旅客出行的意义,确定不同弧段的出行费用及能力约束,并构建整数网络化客流分配模型.最后,选取宝兰高铁、京广高铁等多条高铁构成的存在环状结构的网络实例研究验证模型的有效性,通过求解可得到客流完整的路径,打破以直达为导向的客流分配模式,实现网络中客流的均衡分配,更能全面反映客流在枢纽的换乘选择结果.     

考虑运输时限和航速优化的班轮航线网络设计

为了保持市场竞争能力,班轮公司需要保证集装箱在各个港口间的运输时间达到市场平均水平. 本研究将航速设为变量,对具有运输时限的班轮航线网络设计问题进行求解,以得到既满足运输时限要求又能最大化总利润的航线网络设计与配船方案. 为了有效求解实际问题,首先采用港口聚类算法筛选出候选挂靠港,然后确定港口的标号顺序,最后采用基于列生成思想的启发式算法对问题的非线性混合整数规划模型进行分解和迭代求解. 采用不同规模的标准算例,验证了模型和算法的有效性. 结果表明,与采用事先给定的设计航速相比,将航速设为变量,对每条航线的平均航速进行优化,能增强航线网络设计的灵活性并提升航线网络的盈利能力.     

基于动态时间调整的时空图卷积路网交通流量预测

为深入挖掘交通流数据的复杂时空特征并建立其依赖关系,提高交通流参数的预测精度, 本文提出一种新的交通流量预测模型——基于注意力机制和残差网络的时空关系图卷积网络 (TSARGCN)。TSARGCN对输入数据进行切片,实现多分支建模,挖掘数据的时间周期性特征; 引入残差网络保证网络中信息传递的完整性;利用DTW (Dynamic Time Warping)算法计算路网 中节点之间交通流量序列在时间维度的相似程度大小,提出时间图的概念,结合路网结构中各节 点的邻近关系,提出时空关系图的概念;基于时空关系图,在每个分支结合注意力机制分别进行图卷积和时间维度卷积,捕获交通流的时空特征及其依赖关系,实现对路网交通流量数据时空关系的建模。经过在公开数据集PEMSD4上进行实验,结果表明：TSARGCN在交通流量预测中的平均绝对误差 (MAE) 达 到 19.24,均方根误差 (RMSE) 达到 27.09,比 ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average model),Conv-LSTM(Convolution Long short-term memory)及 ASTGCN (Attention based Spatial-temporal Graph Convolutional Network)等知名交通流量预测算法具有更高的预测精度。     

考虑多维动态特征交互的高速公路实时事故风险建模

为探究天气和道路等特征,以及交通流、天气、道路及时间等多维动态特征之间的交互作用对实时事故风险预测模型精度的影响,本文基于京哈高速公路北京段的事故数据,以及匹配的交通传感器数据、天气数据和道路特征等,构建4个数据集,分别为只包含交通流变量,包含交通流变量、天气及时间特征变量,包含交通流变量、道路及时间特征变量,包含交通流变量、天气、道路及时间特征变量。从考虑多维动态特征的交互效应出发,基于深度交叉网络,提出一种新的实时事故风险预测模型。结果显示,本文所构建的深度交叉网络模型比其他几种实时事故风险预 测方法显示出更高的精度。模型的AUC值(Area Under Curve)可达0.8562,在0.2的概率阈值下, 可以正确分类84.26%的非事故数据和77.55%事故数据。结论表明,本文采用的多维动态特征交互样本条件下的深度交叉网络模型能够有效地预测高速公路交通事故,可为我国高速公路安全管理部门提供理论与技术支持。     

山区公路穿村镇路段过境车辆事故严重程度推理分析

为获取道路线形、驾驶员属性、车辆类型、事故形态等因素对山区公路穿村镇路段过境车辆事故严重程度的影响机制。本文基于元双公路(元谋—牟定)2012—2017年事故数据,利用社会网络分析法从人、车、路、环境等方面筛选出15个影响因素;基于机器学习方法构建贝叶斯网络模型;以事故严重程度为决策变量,分析不同证据变量与驾驶员行为共同作用的推理结果。结果表明：不安全驾驶行为与危险事故因素的共同作用,将会增加事故严重程度;当涉及货车时,由于未保持安全距离,伤人事故率增加8.2%;在弯坡组合路段,由于驾驶员判断失误,伤人事故率增加 19.6%;阴雨天行驶时,由于驾驶员判断失误,伤人事故率增加5.4%;由于操作不当,发生侧翻事故时,伤人事故概率增加3.1%。     

多优先级多车种动态应急交通网络反流策略研究

危化品爆炸泄漏和火灾爆炸等局部突发事件下,疏散车辆与救援车辆在路网上通行的优先级具有差异性。为研究多优先级多车种动态应急交通网络协调优化问题,本文根据多车种的优先级差异性,松弛路段传输模型,模拟疏散和救援交通在路网上的动态加载过程,引入交叉口冲突转向消除与道路反流约束;考虑到优先通行车辆的反流策略会占用低优先级车辆的道路通行能力,设置救援交通的逆行路段数限制。设计分阶段优化方法求解多优先级多车种动态应急交通网络协调优化的多目标混合整数线性规划模型(MPCDETN-MMILP)。最后,以 NguyenDupuis路网为例,分析优先通行车辆使用的逆行路段数对疏散和救援交通的影响。算例结果表明：救援交通逆行路段数和对救援车辆迅速到达受灾区域的提升存在上限,且这种提升趋势是逐渐变缓的,而对疏散车辆迅速到达安全区域的抑制呈现波动式的增加趋势;救援交通逆行路段数对救援优先的疏散和救援交通运行优化效果有较大协调作用;连接受灾区域和外部救援场站,且可构成最短径路的路段更会被选择为救援交通逆行路段。