基于路侧多机视频目标关联与轨迹拼接的车辆连续轨迹构建方法

针对单个相机覆盖区域有限的问题,本文提出了通过路侧多个相机获取车辆连续轨迹数据的方法。在路侧端布置多台固定相机采集视频数据,采用直接线性变换算法解决相机外参造成的画面畸变问题;通过全时域抽帧提取图片训练样本,采用YOLOv5训练车辆检测模型;针对偶发的车辆漏检情形,通过完整性检查可以筛查出此类情况并修复;针对连续多帧漏检或误检导致的目标关联问题,通过异常轨迹核查算法及数据修复工具解决;针对相机斜下方区域的车辆轮廓变形问题,采用车辆检测轮廓修复算法解决车辆在不同路段检测框大小不一的问题;提出了基于车辆质心坐标匹配的方法实现相邻机位间的车辆轨迹拼接。基于上述多机视频目标关联与轨迹拼接方法,在多机位时间同步下构建了覆盖武汉珞狮路高架桥的车辆连续轨迹数据集,轨迹数据集验证结果表明：数据集涵盖从畅通到拥堵的各种交通状态,包含多段分合流区域,数据集连续时长达到3.5 h,覆盖区域1.41 km;车辆检测模型的召回率达到93.23%,准确率达到98.51%,F1分数为95.80%;数据集包含主路及各处匝道汇入的轨迹共25 734条,其中覆盖道路全域的完整长轨迹15 004条。本研究丰富了路侧多机视频目标关联与轨迹拼接方法,有助于路侧宽域车辆连续轨迹构建及交通管理与控制。     

多特征点驱动的船舶轨迹聚类方法

轨迹聚类在船舶行为分析与海事监管等领域发挥着重要作用。船舶轨迹存在长度与采样率不一致、结构差异明显等特点,在大范围水域难以实现大量船舶轨迹的高精度与快速聚类。针对该问题,在利用船舶自动识别系统获取海量船舶历史航行数据的基础上,提取与船舶航行行为、船舶交通密度相关的位置特征点,进而提出了多特征点驱动的船舶轨迹聚类方法。针对船舶航行时在大多数情形下具有保向、保速的特点,采用数据压缩的方法捕获船舶航行状态以及船舶航向发生显著变化的轨迹点,作为船舶轨迹结构特征点;针对目标水域中某些特定区域常存在船舶交叉会遇的情形,利用概率密度估计法分析船舶交通流的空间分布特点,并提取船舶会遇局面下的轨迹点,作为船舶交通流特征点;为剔除2类特征点中的异常值,采用密度聚类算法对特征点进行聚类,进一步提高特征点提取的可靠性,并将聚类结果中每类特征点的中心作为代表性特征点;统计途经代表性特征点的船舶轨迹分布情况,将具有相似分布的船舶轨迹视为同一类。实验结果表明：相比于常用的K-medoids聚类、层次聚类、谱聚类和DBSCAN等方法,提出的轨迹聚类方法在成山头水域、长江口南槽水域及舟山水域等典型区域均可获得优异的聚类结果;在上述典型水域,平均轮廓系数分别提升约53%,71%,63%和41%,戴维森堡丁指数分别降低约57%,67%,63%和45%;同时,此方法可平均降低约56%的聚类时间,显著提升了船舶轨迹数据聚类分析的效率。     

基于能量理论的岩溶隧道超前钻探精细预报方法

旋推功率比(RTPR)可以从钻进破岩机理角度描述破碎不同岩土层所需切应力与正应力的差异,通过与钻进比能(SED)指标的预报效果进行对比研究发现:钻进参数的同步变化对RTPR指标定位软硬界面位置无显著影响,相比可知钻进比能可以得到更精确的预报效果。因此,应用RTPR指标对广西某大型岩溶隧道进行充填溶腔与硬质灰岩区域界面识别,并一步根据曲线特征判断传统预报中缺失钻孔排渣与返液的预报不确定区,最后通过掌子面已知条件预测未知地层的岩性。此方法在实际钻探预报中准确预测了前方地层的岩性,可以为隧道地质的精细化预报提供有效的参考。     

长基线浮标级联阵高精度跟踪定位算法研究

针对声速装订误差和阵位测量误差对长基线浮标级联阵定位精度影响较大的问题,提出了新型的等效声速预报模型和迭代声速修正定位解算模型.仿真和试验表明,采用该定位解算模型可有效提高长基线浮标级联阵的跟踪定位精度.     

道路通行行为研究进展及其展望

道路通行行为是交通行为领域重要的研究热点,文中系统梳理了道路通行行为的学术研究现状、存在问题、研究方法及发展前景。阐述了道路通行行为的定义,分析比较了通行行为与驾驶行为、驾驶员行为的区别和联系。提出将道路通行行为分为基本通行行为、攻击性通行行为、路径选择行为以及竞争与协作通行行为四部分,总结了国内外道路通行行为发展现状,分析了存在问题,并对其未来发展趋势进行了展望。为改善道路通行行为研究方法,针对道路通行行为的多种交通行为特点,提出了适用于道路通行行为的研究方法和手段(时空法、实验法和模拟仿真),探讨了各研究方法的应用现状、优缺点、以及在不同研究阶段的适用性。最后对道路通行行为的发展趋势进行了探讨并提出了建议。     

基于轨迹的内河船舶行为模式挖掘

从内河海量的船舶AIS数据中提取出有用的交通知识,辅助水上安全监管,对于研究日益复杂的水上交通安全形势具有重要意义.基于内河船舶行为特征,构造由船舶位置、航速和航向4个维度组成的船舶航行状态空间来描述船舶行为.针对传统DBSCAN聚类算法提取状态空间中相似船舶轨迹存在计算复杂高的问题,提出增量式算法改进DBSCAN算法用以高效地计算不同船舶的行为模式;然后利用核密度估计等统计方法对不同模式的船舶行为特征进行数据挖掘,得到船舶航速、航向和位置的时空分布特征规律,进一步挖掘不同行为模式下的船舶微观特征.以武汉航段的汉江分叉航道水域作为研究案例,利用所提的方法对该水域分析研究,得到了6类不同行为模式,挖掘出不同模式下分叉航道内船舶静态属性信息(船舶类型、船舶尺寸)、空间分布特征(轨迹点分布、航速分布、航向分布)、船舶到达规律等信息.利用该模型所提取的知识有助于水上监管人员迅速获取水域交通态势,从而提高水上交通安全监管的水平和效率.     

基于轨迹数据的高速公路分流区冲突替代指标研究

非事故统计交通安全评价指标冲突时间(Time to Conflict,TTC)和后侵入时间(Post En-croachment Time,PET)在2车间距较近或接近冲突点车速较快时,会出现冲突严重程度判别错误.为提高冲突判别的准确性,以高速公路分流区为研究对象,提出基于行车轨迹的冲突严重程度判别方法.采用视频检测技术,对固定背景下的运动目标进行轨迹提取,利用改进的神经网络算法进行实时轨迹预测,根据预测轨迹坐标进行分流区冲突判别,并引入量化指标J以碰撞概率分析分流区2运动单元冲突严重程度.实例分析结果显示,量化指标J考虑避险行为对潜在冲突点出现时间的影响,准确性更高;以J指标预测所得两车最大碰撞概率为59.93%,比TTC下必定碰撞(100%),更接近于实际未碰撞观测情况.     

波浪中船舶操纵性预报

为实现对全回转桨船操纵性的预报,根据船舶分离型运动模型的建模方法,考虑全回转桨在水平面上周转的灵活性与受力的特殊性,着重分析双桨受力,建立适用于全回转对转桨船模的MMG操纵运动数学模型;模拟船模进行PMM运动,求得水动力导数并采用四阶龙格-库塔法对操纵性常微分方程进行求解;对某工程船在静水中的回转运动和Z形操纵运动进行数值仿真预报,并将预报结果与自航模操纵性试验结果进行对比。结果表明,两者吻合度较高,验证了针对全回转对转桨船模所建立的船舶运动数学模型的有效性,可为全回转桨船的操纵性预报提供一种较为可靠且行之有效的方法。     

使用多源预报确定船舶避台航线的多级决策方法

为了减小热带气旋路径预报误差对船舶避台决策带来的不利于安全的影响, 介绍了船舶绕避热带气旋技术方法的使用现状和热带气旋路径预报的现状, 分析了船舶绕避热带气旋决策时使用多源热带气旋路径预报的意义。在对气象部门使用的多源预报结果集成技术应用情况介绍的基础上, 提出了将多源信息融合技术应用到船舶绕避热带气旋方案决策中的具体方法和船舶避台多级决策应用流程。实例分析表明: 利用多源预报结果进行多级决策来确定船舶避台方案, 可以综合考虑多个来源的热带气旋路径预报和热带气旋未来各种可能的路径, 最大程度地降低可能发生的危险和损失, 保障船舶和船员安全。     

喷水推进混流泵流体动力性能的CFD研究

采用CFD方法研究KaMeWa公司的某型喷水推进混流泵的流体动力性能,并分析其内部流场特性。通过几何建模,将泵划分为进口、叶轮、导叶体和喷口四部分。分别采用结构化网格离散计算区域。应用k-ε和k-ω相结合的SST湍流模型封闭控制方程,采用全隐式多区域网格耦合求解。预报其功率、扬程、效率等特性,将泵功率的计算结果与该泵厂家试验数据进行比较,误差在2%以内。说明本研究采用的CFD方法预报该泵的流体动力性能真实可信。根据计算结果,对内流场的流线和叶片表面的压力分布做了详细分析。