考虑预约的高速公路交通流主动式时空优化模型

为主动缓解路网流量时空不均衡问题,构建基于预约通行的高速公路拥挤度预评价模型和时空优化模型。通过融合车主预约需求数据和历史数据,修正预测交通量并进行拥挤度预评价,建立时空优化模型寻找最优出行时段和线路,利用费率优惠引导车主选择错峰出行。以广深高速和广深沿江高速为背景进行案例分析,结果表明:通过费率优惠引导车主预约并选择错峰出行能有效缓解路网流量的时空不均衡问题;预约平台的市场占有率会对流量分布产生影响;存在一个使路网达到均衡状态的市场占有率,此时路网流量分布情况不再变化。     

基于时空可达的城市轨道交通末班车时刻表优化

在城市轨道交通网络化运营中,优化末班车时刻表对于提高网络整体的运营效益具有重要意义。既有研究主要是从旅客换乘需求出发,本文提出了基于时空可达的城市轨道交通末班车时刻表优化方法,从可达性和换乘需求两方面构建双目标的混合整数规划模型,引入了约束系数constraint-α,用Cplex软件求近似最优解,最后以C市地铁为例验证模型的有效性。结果表明本文编制的末班车时刻表可以解决末班车条件下多次换乘的可达问题,在保证较高网络可达性的基础上,增加线网整体的换乘客流量,对于提高城市轨道交通夜间服务水平和网络化运营效益具有重要意义。     

城市道路环境中驾驶员眼动行为特征

在真实城市道路环境中进行实车试验,运用EyeLink Ⅱ型眼动仪对驾驶员眼睛运动进行了监测记录,统计分析了眼动行为的5个主要表征参数.结果表明:在城市交通环境中,驾驶员大约80%的单次注视持续时间在0~300 ms之间,73.5%的扫视幅度小于3°,85%以上的扫视速度在0~100°/s之间;驾驶员的水平注视位置以中部区域为主,但更多关注左侧交通流和交通设施,垂直注视位置以中部偏下区域为主,主要关注车辆前方中近距离;驾驶员单次注视持续时间呈近似对数正态分布,扫视幅度呈近似指数分布,扫视速度呈近似对数正态分布.     

基于船种聚类的航道通过能力量化方法

为准确计算航道通过能力,针对单双向通航方式并存的混合通航航道,建立了基于船种聚类的航道通过能力量化模型.根据海港航道通航管理规则,对不同船舶种类进行分类,通过聚类算法确定船舶种类特征及其分布概率.与传统航道通过能力计算方法相比,对不同种类船舶所占航道资源分别附以不同权重,同时考虑船舶通航方式改变对航道通过能力的影响,能够更加准确地量化航道通过能力.应用天津港大沽沙航道数据进行了实例分析,目前航道实际月通过船舶约为1 905艘次,计算得到大沽沙航道月通过能力为2 350艘次,并且与港口公共混合通航航道通过能力计算结果4 455艘次/月相对比,前者的结果更符合实际情况,后者的结果明显大于实际航道通过能力.结果表明,基于船种聚类的航道通过能力量化方法能更加准确地反映航道实际情况.     

基于随机路径选择的城市轨道交通客流分配悖论

在城市轨道交通网络中,当改善1条已有的轨道线路(包括提高发车频率和降低服务票价等)或者新增1条轨道线路之后,将会发生客流分配悖论.为了分析该交通悖论的特征,基于传统的和改进的Logit模型的随机网络加载结果,采用公式解析和数值计算的方法,研究了悖论的形成条件,推导了悖论边界曲线和悖论区域大小,讨论了不同的Logit模型在预测随机交通悖论方面的差异性,并最终得到了轨道线路的服务质量(包括运行时间和服务票价等)差异、乘客的随机路径选择行为、乘客的出行时间价值和随机感知误差的大小等因素对客流分配悖论产生的作用机理,为避免悖论的发生提供了理论指导.     

基于RGB-D图像与头肩区域编码的实时人流量统计

为解决基于彩色摄像机的人流量统计存在精度低、易受光照影响等问题,研究了利用RGB-D图像与头肩区域编码进行实时人流量检测的方法.在对RGB-D图像前景检测与空洞修复的基础上,采用随机点和漫水填充法提取潜在目标区域,并度量随机点与区域内极值点间的欧式距离以剔除噪声点的干扰,减少了冗余信息的计算量.根据人体头肩区域的先验信息,提出了一种七维头肩特征描述符对潜在目标区域编码,从而避免人体运动过程中产生的头肩部形变对头部区域检测的影响,采用SVM和阈值限制得到满足区域特征的头部区域.根据图像中不同区域的圆形度排序的思路,提出了头部区域筛选方法以去除无效区域,并构建了一种帧间目标匹配算法和多条计数线的方法,对已获得的头部区域实现计数,计数后获取人的身高数据.实验结果表明,该算法在教学楼楼道口和楼门口场景中人流量统计正确率高达99.30% 以上,身高测量平均相对误差在2.59% 以内,处理单帧图像的平均时间仅为18.31 m s.     

北京市城市轨道交通通勤大客流特征分析

分析了城市轨道交通通勤大客流的产生原因、特征及其主要表现.结合大客流对线网的影响作用,构建大客流指标体系,提出针对通勤大客流时空分布特征的评价分析方法;定义相对满载率,对大客流时空传播进行量化表征.基于北京市城市轨道交通运营统计数据,对北京市城市轨道交通早高峰通勤大客流的总体特征及时空变化进行分析,定位了发生大客流的线路、车站和断面,获取早高峰通勤大客流在规模、方向、时空分布等方面的基本规律.结果表明,换乘方向客流不均衡对换乘站大客流具有重要影响;最拥堵断面常分布于郊区线与主干线换乘点附近;换乘站较多的线路,拥挤持续时间较短且疏散较快.     

基于广义时空图卷积网络的交通群体运动态势预测

针对当前高速公路与城市快速路交通拥堵现象愈发严重,为交通管理与控制造成巨大困难的问题,提出了一种基于广义时空图卷积网络(GSTGCN)的交通速度预测模型;基于交通数据自身具有的复杂时空特性,定义了广义交通数据图结构,同时构建了广义图的邻接关系;基于图卷积网络基础理论,采用切比雪夫近似与一阶近似简化了图卷积操作的计算成本,建立了广义图卷积算子;结合广义图卷积模块、标准卷积模块与线性全连接层,提出了用于提取复杂交通数据时间、空间特征的GSTGCN模型;利用美国威斯康星州密尔沃基市快速路网上架设的38个检测器,在21个工作日以每5 min为单位记录了车辆速度、流量和占有率数据,测试了GSTGCN模型在该数据集上的短期交通速度预测精度与训练效率。分析结果表明：相较于传统自回归求和滑动平均(ARIMA)模型、长短时记忆(LSTM)模型以及近期的STGCN模型,GSTGCN模型在交通速度的均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差指标上分别降低了22.79%、22.97%和16.73%;此外,GSTGCN模型的训练时长比STGCN模型和LSTM模型分别降低了5.17%和75.71%。可见,GSTGCN模型能够有效处理复杂交通时空数据结构,准确预测交通速度,并为交通管控提供交通群体的运动态势信息。     

含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统稳定性

针对含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统,分析了其内部稳定性和队列稳定性,研究了内部稳定的充要条件,求解了完整、精确的时延边界;在内部稳定性分析中,考虑输入时延与通信时延影响下车辆队列PID控制系统为中立型双时延系统的特点,结合Rekasius代换和劳斯表,提出了关于中立算子的系统强稳定充要条件;在此基础上,为了便于PID参数的快速选取,推导了一种形式更为简练的系统强稳定充分条件;在强稳定条件下,基于特征根聚类法求解了系统完整、精确的时延边界;针对具有奇数辆跟随车的车辆队列,推导了无关车辆队列规模的输入时延上界;在队列稳定性分析中,为了保证干扰和误差沿车辆队列向后传播不发散,分析了车间误差传递函数,给出了双时延影响下队列稳定的充分条件。仿真结果表明：在含输入时延与通信时延的分布式PID控制器作用下,车辆队列控制系统可同时保证内部稳定和队列稳定;车间状态误差可在15 s内快速减小并趋近于零;在所有车辆恒速行驶时,车间保持50 m期望安全距离;在领航车以0.5 m·s^-2加速和0.8 m·s^-2减速时,跟随车的速度和加速度随领航车变化,并在领航车速度稳定时一致;车辆队列在不同行驶工况下,由领航车加、减速引起的车间位置误差小于0.2 m,且沿车辆队列向后传播不发散。     

采样管直径及长度对列车表面压力测量的影响

为测量列车表面压力分布,需采用采样管将列车表面拍式感压片感应的压力引至室内传感器,采用合理直径和长度的采样管是试验结果可靠与否的关键因素之一.采用试验研究的方法,对采样管管径、长度对稳态测压响应时间的影响,采样管长度对不同频率信号瞬态压力测试结果的影响进行分析,并将其研究结果应用于实车试验.研究结果表明:采样管管径为1.8 mm、长度在100m以内时,稳态测压响应时间满足试验要求;采样管长度在25m以内时,响应时间试验结果与经验公式计算结果相差不大;不同频率的瞬态压力对应的最佳采样管长度不同,因此,需要针对具体的瞬态压力信号频率采用不同长度的采样管.将上述研究结果应用于实车试验,测得的列车表面压力分布结果与数值计算结果基本一致.