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与发达国家不同,我国正处于快速城镇化发展阶段,迫切需要在运输需求预测理论与方法上的创新.为了更科学地进行运输需求预测工作,从而对运输需求有系统精准的把握,基于"运输系统是一类开放的复杂巨系统"及"运输需求预测是一类复杂性问题"的认知,将系统工程中"从定性到定量"的综合集成方法论引入运输需求预测之中,提出基于综合集成方法论的运输需求预测方法,并给出具体执行操作流程.以浙江省城际轨道交通客流预测为例,将研究成果应用于实际的工程项目之中,验证了其有效性.实践结果表明,"从定性到定量"、"人机结合,以人为主"的运输需求预测综合集成方法能够较好地保证预测结论的准度和精度,同时也具有较强的可操作性.     

基于ST-MRF的自适应车辆跟踪算法研究

可靠的车辆跟踪是实现交通事件自动检测的重要前提,车辆跟踪中的车辆相互遮挡则是影响车辆跟踪结果的关键因素.为了解决这一难题,文中提出一种基于ST-MRF模型的自适应车辆跟踪算法.在ST-MRF模型中,把图像分成块,将相邻图像间的块通过它们的矢量联系起来,建立运动序列图像的时空马尔可夫随机场模型并且构造其相应的能量耗费函数,然后利用松弛算法实现目标地图最小化能量计算,从而解决车辆跟踪中的遮挡问题.实验结果表明,跟踪不遮挡的车辆时达到的跟踪成功率为95%,遮挡情况时成功率也可达到91%.通过实验得出以下结论:基于ST-MRF模型的自适应车辆跟踪算法能在交通量比较大,且车辆出现相互遮挡的情况下,能较准确地获得车辆跟踪数据.为以后的交通事件检测提供重要的数据基础.     

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排队长度作为评价信号交叉口运行效率的一个重要指标,能有效反映交叉口处的运行状况.传统排队检测模型大多基于线圈检测器,且模型假设过于理想化,本文提出一种面向低采样率浮动车数据、具有良好数据驱动性的信控交叉口在线排队长度检测方法,方法关键在于利用队尾浮动车位置估算最大排队长度.检测过程采用固定时间间隔,主要步骤包括地图匹配、等距划分交叉口进口道并统计停车点数量、判定队尾浮动车的位置、修正得到最大排队长度估计值.实测数据表明,此方法的精度与浮动车比率有直接的关系,在浮动车比率较高的许多主干路交叉口,精度可以达到理想效果,30 m以内的平均绝对误差对高峰期的排队检测依旧具有很大价值.     

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ETC技术的广泛使用有效提高了人工收费效率,缓解了收费站车流拥堵状况,本文对ETC系统优化配置方案进行了研究.根据收费站设计规范和实地调研成果,对高速公路收费站系统构件进行了形式化描述,结合系统各个构件中车辆的行为特征、车辆及收费通道的分类特征,建立了一种适用于高速公路ETC收费站系统的元胞自动机交通流模型.考虑到ETC收费站车流拥堵特性,提出了ETC收费站服务水平的概念及相关计算方法,设计以ETC使用率、ETC车道数量及交通流量为参数的仿真方案,选取封闭式4车道收费站进行仿真分析,基于仿真结果提出了ETC使用率分别为30%、60%和90%时ETC车道数的配置建议,为收费站管理人员合理利用ETC系统提供了理论依据.     

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以多路径多交通运输方式网络为研究对象,从运输系统快捷、低能耗、可持续发展目标出发,提出了基于功效系数法的轨道交通票价优化调整多目标规划模型.该模型旨在减少经济圈内平均单次出行时间及能源消耗.案例分析表明,综合交通运输系统出行效率、出行低能耗、运营企业可持续发展的目标相互影响和制约.城际轨道交通票价的调整对经济圈内的交通结构有重要的影响,并且通过验证,城际轨道交通票价的降低有助于减少经济圈内系统平均出行时间及能源消耗的减少.在本文给出的案例中,若将经济圈内城际轨道交通票价降低7.5%,系统出行时间、能耗水平将分别下降7.8%、2.1%.决策部门可以通过制定合理的城际轨道交通票价,促进多运输方式间的客流转移,进而实现综合运输系统快捷、高效和可持续发展要求.     

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随着交通信息化的快速发展,可供分析的交通流数据量越来越大,如何利用大规模交通流数据进行交通预测分析是智能交通的重要研究内容.为解决大规模交通流数据预测问题,本文提出了一种基于分层抽样与k均值聚类相结合的抽样方法,并与基于序贯最小优化方法的支持向量机结合,进行大规模交通流预测.实例分析结果表明,本文提出的聚类方法比现有抽样方法的抽样质量有所提高,基于序贯最小优化方法的支持向量机可有效提高交通流预测的精度.因此,本文提出的方法对于大规模交通流预测是有效的.     

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冰雪天气极大困扰寒冷地区高速公路的冬季通行,对公路交通安全造成严重影响.分析道面冰雪检测与预测的方法,基于公路分层的热传导原理提出冰雪生成模型.通过采集公路物理属性数据(经纬度、公路导热性等)和气象数据(大气温度,降雪量,露点温度等),模型滚动更新,自动完成公路冰雪状况的检测与预警,预测时长达3-6 h,为交通管制、除冰机械调配及作业范围提供技术支持.以新疆赛果高速为案例,布设气象检测与预警系统,与安全性评价报告(两年前发布)的预测结果进行对比,交通事故发生数量低于预测值,死亡人数远低于预测值.     

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为更科学计算运输通道各种交通方式供给能力的配置量,运用随机效用理论和离散选择模型,建立基于动态广义费用的交通方式选择Logit模型,以郑州-西安客运通道为实例,运用Matlab软件编写程序,进行求解验证.研究表明,交通方式建设成本分摊随分担量变化而变化,并与随机感知系数和出行时间价值一起影响各方式分担率.与现有模型的对比表明,各方式分担率变化幅度与建设成本大小差异并非同向;交通方式选择的广义费用是动态变化的,不能仅仅依据静态的在途时间和票价进行方式分担率计算.该模型既能保证出行者的个体要求又能保障各种交通方式的持续运营,所计算的通道各交通方式分担率更符合实际.     

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为提高通勤者使用公交出行的比例,有效缓解城市交通拥堵,对应用智能公交系统数据(Advanced Public Transportation Systems,APTS)获得公交通勤出行需求的方法进行研究.采集APTS数据,通过对公交IC卡数据和智能调度系统数据的关联获得公交乘客的上车站点信息.根据早、晚高峰的出行频率判断公交通勤乘客,利用通勤出行的时间和空间特征确定居住地点和工作地点.以此基本思路,提出公交卡乘客通勤OD分布估计算法,并应用海量APTS系统数据对算法进行了试验和分析.最后,通过与基于"出行链"的方法进行比较,分析了算法的精度.本文提出的方法具有精度高、可操作性强的优点,为快速、经济地获取公交通勤OD分布提供了一种新的途径.     

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为识别区域综合交通系统能耗驱动因子,测算其对系统能耗的贡献度,将驱动因素分为规模效应、结构效应和技术效应,采用ASIF数据构造原理和时序列回归法识别各因子的相关性,运用迪氏分解方法建立扩展LMDI分解模型,计算各因子能耗贡献度.计算表明,规模效应和技术效应的影响程度在逐渐减弱,结构效应的影响程度在逐渐增加;运输结构还需要进一步优化,对系统能耗的影响还有很大下降空间;近年来能耗效率已经得到很大提高,但能耗效率对能耗的贡献正在逐渐减弱,未来提高运输强度对降低能耗有明显效果.经实证检验,计算模型可靠、结论可信,能为区域综合低碳交通政策制定提供更科学的依据.