面向行人交通的微观仿真平台的开发与研究

以VC＋＋.NET和OpenGL为开发工具,利用Agent编程思想开发了一个以行人为主体的微观交通仿真分析平台PTSim,主要用于交通工程领域中行人交通方面的应用与研究。文中就开发过程中的一些关键问题进行了阐述,给出了具体的解决方案,包括程序控制流程和基本库设计、行人Agent设计、发车及消失模块设计、计算机模型转换设计、随机数发生器设计等。     

基于等高线图的山区公路路线优化设计研究

为减少道路交通事故,需要提高公路协调性,因此需要对现有公路进行优化设计。本文先对省道101龙泉山脉段山区公路进行实地考察,然后初步设计三种选线方案,利用层次分析方法选择一种最优方案;再基于Google Earth软件导出的等高线图对最优方案进行优化设计,优化过程中采用纬地CAD进行平纵横设计;最后基于运行速度进行路线的协调性评价,影响山区公路协调性调整的主要因素有横断面超高值、变坡点位置、纵坡坡度,在对山区公路协调性调整过程中发现有横断面超高值、纵坡坡度、变坡点位置对山区公路协调性调整的影响程度依次减小的规律。与《公路项目安全评价指南》标准相比较,该路线协调性向良好,说明该设计路线是符合要求的。     

行人被面包车碰撞的运动学规律

为了丰富人车碰撞事故运动学理论,同时为面包车碰撞行人事故的分析鉴定提供理论支撑,对20～110 km·h^-1车辆碰撞速度下行人被面包车碰撞后的运动规律进行研究。利用多刚体建模系统PC-Crash软件构建面包车与行人碰撞仿真模型,并通过仿真获得多种碰撞条件下行人碰撞后的纵向/横向抛距、抛射高度、抛射角度、空中旋转圈数、躯干合成速度和头部合成加速度等运动学数据。结合国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中14例具有可靠数据的事故样本进行比较验证。定义并提出了行人被面包车碰撞后的拱推型运动形态,以区别于长头车碰撞的卷绕型和平头车碰撞的推掷型。结果表明：拱推型碰撞中行人会在瞬间被加速到车辆碰撞速度的111%～127%;在高速（110 km·h^-1）碰撞中,头部合成加速度值超过3 000 m·s^-2,头部损伤指标（HIC）值超过7 500;行人空中旋转不超过3圈,被抛高度不超过4.0 m,抛射角度介于6°～11°;行人抛距与车辆碰撞速度之间的关系可以用幂函数模型进行描述;碰撞接触位置、车型外廓参数、行人行走速度和行人碰撞姿势对行人被抛运动形态有一定程度的影响,相对标准碰撞的影响程度一般在5%以内,最大不超过10%（边翻型除外）;行人头部损伤安全界限（HIC值为1 000）对应的车辆碰撞速度约为55 km·h^-1;边翻型碰撞中行人的运动形态与拱推型差别较大,横向抛距最大可达12.0 m。     

基于纬地软件的公路线形安全性评价方法研究

提高线形设计的安全性是减少公路本身内在安全隐患的主要途径,而如何快速准确对其进行评价是公路线形设计工作中经常面临的难题.阐述了公路线形设计中进行安全性评价的必要性和紧迫性,引入了以运行速度协调性为核心的线形安全性评价指标,讨论了其评价标准,给出了以分段计算模型法为核心的运行速度计算方法和具体公式,在此基础上结合纬地HintV85软件提出了进行公路线形安全性评价的交互式建模方法,最后进行了实例应用.结果表明:该方法一方面可以有效地提高公路线形设计安全的可靠性,另一方面可以促进交互式公路安全设计.     

行人致命交通事故特征与致因机理研究——基于181例深度调查事故案例

为了把握行人致命事故的特征和致因机理,促进减少该类事故的发生,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的181例真实行人致命事故案例,从事故地点、时间与天气、驾驶员、行人、车辆、碰撞状态以及事故后果等方面进行了数据统计分析,并在此基础上采用鱼刺图法从行人、驾驶员、车辆、道路和环境等5个方面对行人致命事故的致因机理进行了分析.总结出了行人致命交通事故的7个特征:①行人违章横穿道路突出(60.0%);②老年行人涉事率高(60岁以上占37.0%);③19:00-21:00是事故多发时段(29.2%);④面包车事故是中国道路特色(16.0%);⑤路侧作业行人危险度高(6.6%);⑥行人死亡大多为颅脑损伤(87.8%);⑦车辆前挡风玻璃大多会有网状裂纹等.结果表明,行人违章横穿道路是行人致命事故最主要的原因,加强行人和驾驶员的交通安全教育和管理是预防和减少行人致命事故的关键.      

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行人交通是城市交通系统的重要组成部分,已经越来越受到城市交通研究者、管理者的重视,而行人交通多样性、慢速性、随机性、自组织性的特征使得研究行人交通的难度并不亚于机动车交通。本文着眼于用计算机微观仿真手段来研究、评价行人交通,而仿真的前提之一就是要构建好相应的基础模型。论文首先分析了研究行人交通微观模型的必要性,通过分析采集到的行人交通数据,以不同于传统的角度提炼出了反映人的心理特性和本能意识的行人交通7大特性;在此基础上,从动力学的角度构建了行人交通虚拟动力学模型,该模型把单个行人当作独立的实体,受虚拟自驱动力、排斥力、提前避让力作用。最后通过单向行人流、双向行人流仿真试验表明了模型的适用性。     

基于NAIS的AEB系统路口测试场景研究

为建立适合中国道路的自动紧急制动系统路口测试场景.对国家车辆事故深度调查体系(NAIS)数据进行筛选得到582起路口车-车事故案例,运用聚类方法对事故数据进行分析,并根据事故样本数和事故伤亡程度对聚类结果进行典型参数提取,得到17类典型路口车车事故场景.在典型事故场景的基础上分析并加入2车最高碰撞车速、碰撞角度和碰撞类...     

大件运输三维仿真建模方法研究

构建了大件运输三维仿真建模方法,给出了总体方案和其中关键环节的实施细节。该方法以经典交通仿真软件VISSIM为集成平台,辅以Google Sketchup、3DMAX、V3DM三种3D建模工具,利用COM接口挖掘VISSIM的底层信息,通过二次编程开发实现码头吊装、换装、公路协同行进、过桥、穿桥洞、跨过高速公路、过收费站、城市道路行驶、目的地释放等多种形态的仿真建模。相对于传统方法,该方法具有工作量大大降低、灵活度大、技术难度不高、过程完整等优势,可帮助大件运输企业展示和说明运输方案,提升企业的品质和市场竞争力。     

考虑库存成本的配送中心动态选址模型及算法

为了解决传统配送中心选址没有同时考虑库存持有成本和决策环境的动态变化的问题,建立了一种新的模型。首先,利用两步骤近似方法获得(Q,R)库存策略下每一个周期配送中心的库存成本计算公式;然后,针对传统设施动态选址模型对选址成本的不恰当表示进行了修正,并与库存成本计算方法相结合,从而建立考虑库存成本的配送中心动态选址模型。最后,分别用遗传算法、克隆选择算法、粒子群优化算法求解所建立的模型,并从算法的精确度、稳定性、运算速度和收敛性比较了三种算法的性能。算例测试结果表明:所建立的模型是有效的;从总体上看,遗传算法的适应性要强于克隆选择算法和粒子群算法。     

事故再现复合形优化算法及其应用

为了适应交通事故鉴定与分析工程实践中对基于计算机事故仿真的事故再现人工调整优化方法论的需求,提出了一种新的事故再现优化算法。首先,在对交通事故再现优化问题进行数学描述的基础上,提出了基于隐式仿真的事故再现优化问题的特征,包括:很难对事故仿真模型进行求导、事故仿真"正向迭代"流程与事故再现"反向推导"的要求之间存在矛盾、事故再现对优化效率有较高的要求;其次,阐述了复合形法的基本原理,提出了复合形优化算法的迭代步骤和流程,其基本方式是通过构建简单几何图形(n维空间中具有n+1个以上的顶点组合而成的多面体)并比较各顶点的目标函数值,以目标函数值较小的顶点取代目标函数值最大的顶点,以此反复迭代直至满足收敛指标后得出最优解;最后,基于一起发生在四川成都某快速路上的车辆碰撞行人事故案例,结合多刚体碰撞建模系统PC-Crash软件进行事故仿真建模,利用复合形算法经6步迭代实现车辆碰撞速度和附着系数修正值两个参数的优化求解,并用事故现场监控视频解析数据进行了验证。研究表明:复合形优化算法构思较为直观、收敛较快,不需要对事故仿真模型进行求导,对事故类型也没有限制,适用于优化变量较少的、基于计算机事故仿真的事故再现人工调整优化。