Estimation of bus dwell time using univariate time series models

A significant proportion of bus travel time is contributed by dwell time for passenger boarding and alighting. More accurate estimation of bus dwell time (BDT) can enhance efficiency and reliability of public transportation system. Regression and probabilistic models are commonly used in literatures where a set of independent variables are used to define the statistical relationship between BDT and its contributing factors. However, due to technical and monetary constraints, it is not always feasible to collect all the data required for the models to work. More importantly, the contributing factors may vary from one bus route to another. Time series based methods can be of great interest as they require only historical time series data, which can be collected using a facility known as automatic vehicle location (AVL) system. This paper assesses four different time series based methods namely random walk, exponential smoothing, moving average (MA), and autoregressive integrated moving average to model and estimate BDT based on AVL data collected from Auckland. The performances of the proposed methods are ranked based on three important factors namely prediction accuracy, simplicity, and robustness. The models showed promising results and performed differently for central business district (CBD) and non‐CBD bus stops. For CBD bus stops, MA model performed the best, whereas for non‐CBD bus stops, ARIMA model performed the best compared with other time series based models. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑偏心距随机特性的矩形和箱形截面混凝土拱桥可靠度分析

为研究偏心距随机特性对结构可靠性的影响,以自重荷载和车辆荷载组合作用下的混凝土矩形截面拱桥和混凝土箱形截面拱桥为研究对象,分析可靠指标的变化规律.根据《公路圬工桥涵设计规范》和《公路桥梁结构可靠度与概率极限状态设计手册》建立拱桥关键截面的失效方程.然后依据已有的永久荷载、汽车荷载和混凝土强度的概率模型,分析偏心距设计值在对应情形下具有的保证概率.采用Monte Carlo法,求解得到不同参数情形下两类截面混凝土拱桥的可靠指标.分析结果表明:当车辆荷载与永久荷载产生的轴压力的比值较大而两者产生的弯矩的比值较小时,两类截面混凝土拱桥在考虑偏心距随机特性后均会出现可靠指标低于规范校核结果的情形;在偏心距设计值较小时,箱形截面混凝土拱桥可靠指标随荷载效应比值变化的幅度比矩形截面拱桥要小.     

机动车闯红灯行为影响因素分析

信号控制交叉口由闯红灯引起的交通事故具有较高的伤亡率。为深入了解闯红灯行为的影响因素,利用人工记录与视频观测结合的方法对上海市4个信号控制交叉口进行调查。基于流行病学影响因素研究方法选择未闯红灯行为作为对照组与闯红灯行为对比,以排除无关因素。对调查数据进行行为编码,考虑到各个交叉口的异质性,基于随机效应逻辑斯特模型在交叉口层面分析驾驶环境、驾驶人特点、车辆特征对闯红灯行为的影响。结果表明,本地驾驶人、男性驾驶人、客车更容易闯红灯,流量大会增加闯红灯的可能性;此外,是否为本地车辆、车内是否有乘客对闯红灯行为也有显著影响。     

高速公路隧道临近段车辆换道持续时间生存分析

为研究高速公路隧道临近段车辆换道行为,提高隧道路段行车安全水平,在广东省的3条高速公路隧道临近路段开展自然驾驶试验,采集换道车辆的行车轨迹以及周围行车环境等数据。基于采集到的车辆换道数据,采用生存分析的全参数估计方法,考虑不同驾驶人换道风险感知水平的异质性,构建随机参数加速失效时间(AFT)模型,分析隧道临近段行车环境、车辆运行状态等潜在因素对车辆换道持续时间的影响。研究结果表明：相较于固定参数AFT模型,随机参数AFT模型具有更好的拟合优度;至隧道进口的距离、起始车道前车的车速差、换道方向和至目标车道前车距离会对高速公路隧道临近段车辆换道持续时间产生显著影响;车辆换道位置距离隧 道进口越近,至目标车道前车的距离越近,换道持续时间越短;相较于换道车辆车速大于起始车道前车的情况,换道车辆处于非跟驰状态和车速小于起始车道前车时,换道持续时间分别增加 7%和20%。研究结果可为高速公路隧道临近段交通安全设施改善和微观驾驶行为模型构建提供理论依据和方法指导。     

改进随机森林-蒙特卡罗法在A型液舱支座结构可靠性分析中的应用

[目的]随着液化天然气(LNG)船舶结构研究和设计深度的提高,需要有能够快速和准确地评估不确定性因素的可靠性分析方法。为此,提出基于改进随机森林-蒙特卡罗(RF-MC)法来解决A型独立液舱支座结构失效概率的计算问题。[方法]首先,根据不确定性因素的概率分布,使用MC法生成样本集;然后,以局部离群因子为准则,筛选出失效面附近的样本点,再对筛选出的样本点进行有限元计算后添加至训练集,通过重复训练随机森林近似模型,直至满足精度要求;最后,使用近似模型判别样本点是否失效,结合MC法计算结构的失效概率。[结果]综合考虑算法的准确率、复杂度和效率并结合算例1和2,可以发现在分析可靠性问题时改进RF-MC法比MC和BP-MC等方法具有更大优势。算例3的应用结果表明了改进RFMC法在A型独立液舱支座结构可靠性分析中的适用性。[结论]研究结果可为LNG船舶的优化设计提供可行的技术方案。     

南京长江大桥128 m钢桁梁上列车走行安全性分析

京沪线南京长江大桥128 m简支钢桁梁在提速货物列车通过时,其横向振幅很大,远远超过我国《铁路桥梁检定规范》规定的限值,涉及到该梁上列车走行的安全性。针对这一问题,运用桥上列车脱轨能量随机分析理论,对该梁上列车走行的安全性进行计算和分析,结果表明:当货物列车以不超过80 km/h速度通过该梁时,车桥系统横向振动是稳定的不会脱轨,列车走行安全性有保证。此结论符合现场实际情况,为该桥未采取限速措施提供了充分的理论依据。     

Mathematical simulation of steep waves at a focus point

Mathematical models simulating steep waves at a focus point are presented in this paper. Simulations of extreme waves in a model basin were used to determine the loads on floating structures induced by the waves. Based on a new wave theory, numerical test results show that the simulation procedure is effective and the induced motion of water particles in the front of waves is an important factor influencing impact loads on floating bodies.     

车流波动条件下铁路枢纽编组站作业分工的优化

车流量的波动变化是铁路运输工作中不可回避的现象,该现象必然会影响根据平均车流量得到的运输组织方案的真实性和有效性。本文以铁路枢纽编组站作业分工为背景,研究车流波动条件下运输组织优化问题的随机化构模方法,利用置信水平的概念将所建模型转化成一个概率意义上的最优化模型,提出了基于约束条件随机检验的复合遗传算法。仿真计算表明,提出的模型和算法能够有效地解决车流波动条件下铁路运输组织的优化问题。     

带二维装箱约束的客货滚装船配载决策

客货滚装船长期处于人工配载状态，其独特性导致其无法直接采用已有滚装船配载方法.为提高客货滚装港口配载的决策水平，针对配载过程的两阶段和二维装箱特性，以船舱面积利用率最大为目标，构建客货滚装船配载决策模型.为实现大规模求解，设计偏随机密钥混合遗传算法求解，算法由多阶段启发式嵌入偏随机密钥遗传算法构成.多阶段启发式首先通过首层配载、主体配载和补充配载三段启发式完成初始解构造，其次采用横纵倾优化策略调整船舶稳性.算例研究表明，偏随机密钥混合遗传算法表现良好，且在大规模应用实验中鲁棒性较好，可实现客货滚装船的有效配载.     

考虑群体异质性的建成环境与老年人慢行出行关系研究

健康老龄化背景下，慢行出行是提升老年人身心健康、生活品质的重要方式，而建成环境是影响老年人慢行出行的重要因素。本文以2013年南京市老年人出行实测数据为基础，利用潜在类别聚类方法对老年群体进行异质性分析，分类建立随机森林模型研究建成环境指标对不同老年群体慢行出行时间的重要度影响及两者之间的非线性关联。研究结果表明：以性别、是否退休、学历、家庭收入以及学龄前儿童这5个类别变量作为外显变量，可将老年群体划分成两类，各自建立的老年人慢行时间模型整体拟合优度较好；其中，影响第1类老年群体的关键建成环境变量有慢行路网密度、交叉口数和地铁站邻近度，第2类老年群体慢行出行时间的影响因素主要有地铁站邻近度、慢行路网密度和住宅密度，另外同一建成环境指标对两类老年群体慢行出行时间的非线性关联也不相同。研究结果可为制定差异化的老年宜居环境优化政策，提升老年人生活品质以及实现健康老龄化提供理论依据。