上海市防汛能力建设调查及评价

上海位于长江入海口,低洼的地势使得上海遭受台风、暴雨、高潮、洪水(俗称“四碰头”)的袭击后易成灾,多年来上海已建设抵御灾害的防汛体系,且发挥了积极的作用。在对上海防汛能力建设体系开展调查的基础上,分析存在问题和不足。同时,结合科学的层次分析法理论构建评价指标体系,为后续防汛能力建设的进一步优化提供依据。     

基于偏最小二乘回归的疏浚产量预测方法

针对绞吸式挖泥船产量预测困难的问题,对挖泥船作业实时反馈的数据进行研究。利用Relief权重算法提取出影响挖泥船产量的主要工艺参量,并在此基础上采用偏最小二乘回归,建立主要工艺参量与产量之间的数学模型,实现对挖泥船产量的预测。结果表明,利用偏最小二乘回归建立的数学模型能够很好地对挖泥船的产量进行预测,可为预测挖泥船的产量提供一种有效的方法。     

线性绞车电控系统开发与应用

基于广州打捞局120 000 kN抬浮力打捞工程船配套4 500 kN线性绞车的技术要求,提出线性绞车电控系统设计方案。从线性绞车在打捞工程船中的作业工况、电控系统的通讯架构、线性绞车单台控制及远程联动的自动控制、人机界面操作等方面进行研究,介绍线性绞车电控系统的设计思路,为线性绞车在打捞沉船工作中的正确运用提供了理论支撑和技术保障。     

Assessment of factors associated with travel time reliability and prediction: an empirical analysis using probabilistic reasoning approach

Significant efforts have been made in modeling a travel time distribution and establishing measures of travel time reliability (TTR). However, the literature on evaluating the factors affecting TTR is not well established. Accordingly, this paper presents an empirical analysis to determine potential factors that are associated with TTR. This study mainly applies the Bayesian Networks model to assess the probabilistic association between road geometry, traffic data, and TTR. The results from this model reveal that land use characteristics, intersection factors, and posted speed limits are directly associated with TTR. Evaluating the strength of the association between TTR and the directly related variables, the log odds ratio analysis indicates that the land use factor has the highest impact (0.83) followed by the intersection factor (0.57). The findings from this study can provide valuable resources to planners and traffic operators in their decision-making to improve TTR with quantitative evidence.     

基于ANFIS的环境激励下桥梁结构应变响应预测分析

为准确预测复杂环境荷载作用下混凝土连续梁桥结构应变响应,基于结构健康监测系统长期实测数据,分析桥梁结构温度场变化规律,进而基于主成分分析及自适应神经网络模糊推理系统,建立桥梁结构温度场与桥梁结构应变响应的复杂非线性关系。首先,利用小波分解技术分离环境荷载及车辆荷载作用下的桥梁结构实测应变响应;然后利用平行坐标轴,分析混凝土连续梁桥结构温度场变化规律,并利用主成分分析提取结构温度场实测温度数据主成分;最后基于自适应神经网络模糊推理系统,以应变测点处温度数据、桥梁结构温度场实测温度数据主成分和采样时间点数据为输入数据,分别建立不同输入变量组合与应变响应的复杂非线性关系,并对比分析不同工况下结构应变响应的预测精度。结果表明：桥梁结构各测点处实测温度数据变化趋势基本一致,同侧测点实测温度数据高度相关,但桥梁结构上、下表面测点温度变化存在明显差异,仅考虑应变测点处温度变化,难以准确预测桥梁结构应变响应;当考虑桥梁结构温度场变化时,能更精确地建立温度与应变响应之间的关系模型,进而基于实测温度数据准确预测桥梁结构应变响应;当缺乏结构温度场实测温度数据时,将采样时间点作为反映桥梁结构温度场变化规律的参数,可取得较好效果。     

基于线性路径跟踪控制的换道避撞控制策略研究

为实现车辆自主避撞,改善道路交通安全状况,提出一种基于线性路径跟踪控制的换道避撞控制策略。为实时确定制动和换道时机,获取跟车状态下自车和前车车速、加速度、相对距离以及驾驶人制动反应时间计算制动安全距离和换道安全距离,并在此基础上分别引入制动危险系数B和换道危险系数S评估制动与换道风险,使得车辆发生追尾碰撞的危险程度和主动干预阈值更直观。根据车辆期望横向加速度和期望横向位移的变化特性,采用5次多项式法规划符合驾驶人换道避撞特性的避撞路径。为保证换道避撞过程中驾驶人的安全舒适,采用最大横向加速度约束换道避撞轨迹。为实现对换道避撞路径的线性跟踪控制,保证车辆的操纵稳定性和横摆稳定性,基于车辆稳态动力学模型建立前馈控制,结合线性反馈控制消除换道路径的位置和横摆角偏差,修正参考路径实现直车道场景追尾避撞控制。仿真和实车交叉验证试验表明：根据车辆期望横向加速度和期望横向位移建立的符合驾驶人换道避撞特性的五次多项式换道路径与驾驶人实际换道避撞路径基本吻合,结合碰撞时间和车间时距的制动避撞控制策略能够在保证车辆行驶安全舒适性的同时有效避免车辆追尾碰撞,减少交通事故的发生。     

基于LSTM网络的驾驶意图识别及车辆轨迹预测

自动驾驶汽车需具备预测周围车辆轨迹的能力,以便做出合理的决策规划,提高行驶安全性和乘坐舒适性。运用深度学习方法,设计了一种基于长短时记忆（LSTM）网络的驾驶意图识别及车辆轨迹预测模型,该模型由意图识别模块和轨迹输出模块组成。意图识别模块负责识别驾驶意图,其利用Softmax函数计算出驾驶意图分别为向左换道、直线行驶、向右换道的概率;轨迹输出模块由编码器-解码器结构和混合密度网络（MDN）层组成,其中的编码器将历史轨迹信息编码为上下文向量,解码器结合上下文向量和已识别的驾驶意图信息预测未来轨迹;引入MDN层的目的是利用概率分布来表示车辆未来位置,而非仅仅预测一条确定的轨迹,以提高预测结果的可靠性和模型的鲁棒性。此外,将被预测车辆及其周围车辆组成的整体视为研究对象,使模型能够理解车-车间的交互式行为,响应交通环境的变化,动态地预测车辆位置。使用基于真实路况信息的NGSIM（Next Generation SIMulation）数据集对模型进行训练、验证与测试。研究结果表明：与传统的基于模型的方法相比,基于LSTM网络的轨迹预测方法在预测长时域轨迹上具有明显的优势,考虑交互式信息的意图识别模块具备更高的预判性和准确率,且基于意图识别的轨迹预测能降低预测轨迹与真实轨迹间的均方根误差,显著提高轨迹预测精度。     

Bayesian network for red-light-running prediction at signalized intersections

Abstract

Red-light-running (RLR) is an important reason for the large number of intersection-related fatalities, injuries, and other losses. The accurate RLR prediction can effectively reduce crashes caused by RLR behavior. The RLR prediction is usually composed of two parts: the vehicle’s stop-or-go behavior and the arrival time when the vehicle reaches the stop line. Previous stop-or-go prediction models are usually based on embedded traffic sensors using machine learning algorithms. While based on the continuous trajectories collected by radar sensors, RLR prediction can be conducted more effectively. In this paper, a probabilistic stop-or-go prediction model based on the Bayesian network (BN) is proposed for RLR prediction. We extend the deterministic output into the probabilistic output, which provides decision-makers with greater autonomy. The causality of BN improves the interpretability of the prediction model. The BN model is calibrated and tested by the continuous trajectories data measured by radar sensors installed at a signalized intersection. We not only consider the movement measurements of individual vehicles (e.g., speed and acceleration), but also take into account the car-following behavior. As a comparison, different machine learning models and the model based on the inductive loop detection (ILD) are adopted. The results show that the proposed BN model has a high prediction accuracy and performs better in the feature interpretation. This paper provides a new way for probabilistic RLR prediction based on continuous trajectories, which will significantly improve traffic safety of signalized intersections.     

基于桥梁挠度长期监测值的动态预测

文章针对重庆高家花园嘉陵江大桥实时健康监测系统的挠度长期监测数据,根据监测信息的时间序列呈季节、循环等非平稳状态特点,介绍采用ARMA时间序列预测模型,对挠度监测数据中所包含的外荷载的变化趋势及结构抗力的衰变信息进行动态预测,同时建立了结构外效应的预测函数。结果表明,采用低阶模型能对挠度监测值进行较好的动态预测。     

汶川地震震中区高速公路隧道超前地质预报方法

映汶高速公路公路位于四川汶川大地震震中,受地震强烈构造作用影响,隧址区岩体裂隙发育,松散破碎,存在构造富水,地震垮塌堆积体众多,地质条件极为复杂。文章根据本工程隧道的工程地质问题,通过对国内外隧道超前地质预报常用方法的分析,提出了针对本工程的隧道超前地质预报方案,并对地质预报的实施应用及效果进行了举例说明。