恶劣天气环境下的交通流数值模拟

基于NaSch模型提出了一个改进的元胞自动机交通流模型, 旨在反映雨雪天气时道路湿滑能见度差的情况下司机驾驶车辆更加谨慎的特点. 考虑谨慎司机的不同比例, 通过数值模拟得到了一组基本图, 发现含有不同比例的谨慎司机对交通流产生不同程度的影响. 并通过车辆的时空演化图, 从微观的角度对恶劣天气时交通流的非线性特性进行了细致的分析, 揭示了在雨雪等恶劣环境下更容易出现交通拥堵的机理, 与实际交通特征相吻合. 因此模型能够部分地反映恶劣天气时交通流的微观特性, 同时也证明了司机的驾驶行为对交通拥堵的形成确实具有重要的影响.     

杭州湾跨海大桥道路交通流的建模与模拟

在杭州湾跨海大桥道路交通流实测数据统计分析的基础上, 提出了开放式边界的单向三车道元胞自动机交通流模型, 考虑了小车和大车的不同运动性能, 并区分激进型司机与谨慎型司机的不同驾驶特征, 根据杭州湾跨海大桥不同时段的实测车流量, 对模型中开放式边界的进车率进行了识别. 依据提出的模型模拟得到杭州湾跨海大桥路段不同密度时的车流量, 经与实测数据比较, 两者吻合良好, 表明本文提出的交通流模型符合杭州湾跨海大桥交通流的实际情况. 同时, 通过展示车辆的时空演化图, 从微观的角度分析了杭州湾跨海大桥路面交通流所表现出的宏观特征, 有望为杭州湾跨海大桥的交通优化与管理提供理论依据.     

波阵面视角下的车辆拥堵分析

基于视频数据,分析了交通事故下车辆运动的复杂性和队长变化的本质,借鉴车流波动理论、车辆跟驰理论、流体力学理论等,提出利用波阵面的传播轨迹描述排队过程,并给出了排队长度动态模型VQLM.同时,为减少视频图像与实际距离的转换误差,提出以标准当量车为参考,多次迭代还原真实距离的标定方法.研究结果表明：VQLM模型较基于单一理论计算队长的方法更精确、实用.模型验证结果：平均队长误差为-3.029%,其宏观表现为2辆当量车10 m内,延时误差为7 s（信号周期为60 s）.VQLM模型主要考虑了司机驾驶的主观性、道路通行强度、交通波节点函数等;数据还原标定方法简单实用,比传统比例尺算法更为精确.     

基于交通实测的交通流密度特性分析

为揭示交通流密度的本质特征, 对上海延安高架和郑州金水路高架上交通流实测密度值进行了统计分析. 利用贝塔函数对数据进行曲线拟合, 得出了车辆密度的概率密度分布基本符合贝塔分布的结论; 进而基于NaSch元胞自动机交通流模型, 考虑车辆密度的概率密度特征, 通过数值模拟得到了交通流的流量—密度图, 呈现出一个二维分布的区域, 与实测结果吻合良好, 进一步验证了车辆密度的概率密度特征. 结论可为交通流建模以及交通工程的规划和管理提供理论参考.     

信号灯控制下的交通流数值模拟

为研究信号灯控制下的交通流特性,利用先前提出的一个改进的NaSch模型对信号灯控制下的单车道交通流进行了建模和模拟,模型中考虑了司机和车辆的敏感性．模拟得到的流量一密度图包括3个不同的密度区域,即畅通交通、饱和交通和拥挤交通．结果显示：当信号周期丁小于某个值时,饱和流量随着丁的增大而增大,这与大多数微观模型的模拟结果不同．随后通过车辆演化时空图分析了其中的微观机理,得出司机和车辆的敏感性对流量的变化起着重要的作用．同时对交通拥堵特性也进行了研究,表明当处于饱和交通时,信号灯不仅会引起局部拥堵,还会对整体交通造成影响．     

高速公路封道施工路段交通流特性及通行能力分析——以杭州湾大桥内侧两条车道封道情形为例

基于交通流实测数据,针对三车道高速公路杭州湾大桥路段内侧两条车道因施工而封闭时的情形,建立元胞自动机交通流模型.根据公路养护安全作业规程和车辆行驶特点,细致划分了施工路段各区域,采用不同的换道规则来模拟不同区域中车辆的换道行为,区分车型和司机性格差异,模拟结果与实测数据吻合良好,验证了模型的有效性.通过数值模拟,研究发现封道时流量和速度随着进车率增加均有不同程度的下降,并且流量还会因施工区域长度的增加而下降.此外,通过分析封道时的道路服务水平评价指标与交通流特征值之间的关系,得出在三级服务水平以上时,道路通行能力能得到基本的保证,以此推荐了极限流量值,可为高速公路封道时的交通管理提供理论依据.     

基于帧间差分与码本模型的运动车辆检测算法

针对复杂背景下的视频车辆检测问题,采用一种在YUV空间下基于改进的帧间差分与简化码本模型相结合的运动车辆检测方法.首先,对亮度信号建立背景的码本模型,在模型训练中通过帧间差分提高训练速度.其次,在检测阶段引入分块思想,根据分块帧差提取粗略的前景像素,再用码本模型得到准确的前景车辆.视频测试实验结果表明,改进后的方法在树枝晃动、光照变化、前景融人背景的情况下能准确检测出运动车辆,具有较好的实时性和鲁俸性.     

拥挤快速路交织区的SUMO仿真及换车道模型优化

城市快速路交织区内拥挤的交通流特性与普通快速路设施不同,强烈的换道需求和复杂时变的路况影响驾驶员的判断.对拥挤的交织区的交通仿真需要根据研究区域拥挤交通流的特点正确选择跟驰模型和换车道模型,操作方法上要求正确处理减速区域和冲突区域路权分配规则.本文讨论拥挤交织区交通仿真模型的建立和优化方法,在SUMO微观交通仿真平台建立了一段快速路立交桥上的交织区域的仿真模型.根据该交织区的交通流特点对仿真平台所用的换车道模型进行了优化设计,开发了模型参数的自动化校正程序对仿真参数进行了校正.     

混合交通OD分布与随机平衡分配组合模型及算法

基于我国城市混合交通的特点,借助于Logit选择模型,建立了混合交通OD分布与随机平衡分配组合的数学规划模型,证明了模型最优解的等价性与唯一性,同时给出了算法和算例.     

面向中小企业集群的非满载车辆调度问题研究

基于中小企业集群的特点,给出最少配送车辆数的计算模型,从最少配送车辆数、最短距离、各路线里程平衡和时间窗等方面对集送一体化车辆调度问题建立模型,用改进的模拟退火算法求解该调度模型.通过仿真实例验证了该算法的可行性,且符合实时性的要求.     

基于实时信息的取送货动态车辆路径问题研究

为适应点对点、实时城市配送对动态响应和快速决策提出的新要求, 研究了多种实时信息作用和影响下的取送货动态车辆路径问题. 采用将动态问题转化为一系列静态问题的建模方法, 建立了基于实时信息的取送货动态车辆路径模型; 设计了动态算法框架, 运用构造算法获得初始可行解, 运用禁忌搜索算法改善初始可行解质量. 实验表明, 本文的模型和算法能有效解决基于实时信息的取送货动态车辆路径问题, 将初始可行解的质量(实时物流配送成本)改善了34%.     

复杂环境下动态车辆路径问题的建模与求解

针对复杂环境下带时间窗的动态车辆路径问题(dynamic vehiclerouting problem with time windows,DVRPTW),构建了一个考虑多个优化目标的该类问题的混合整数规划模型和状态转换模型,设计了求解规划路径的计算方法,建立了环境复杂度指标对实验环境进行准确描述和合理评价.模型从实际应用系统的需求出发,针对实际交通网络中任意一条路径均可能发生交通不畅或阻塞的情形,采用最短行驶时间对路径进行优化,并引入模糊集合理论对路况进行更准确的描述.实验结果显示,对于复杂环境下随机生成的DVRPTW问题,该模型具有较强的可行性和实用性.     

基于One Class-SVM+Autoencoder模型的车辆碰撞检测

为尽量避免车辆碰撞事故的发生,探索了机器学习和深度学习结合的方法,利用影响车辆碰撞的多个特征变量对车辆碰撞进行检测.首先使用皮尔逊相关性分析方法分析各个特征之间的关联度,接着使用One Class-SVM模型对数据集做"异常点"抛除操作.利用SMOTE(Synthetic Minority Over-sampling Technique)算法增加了少数类别的样本数量,最后采用自动编码器模型将影响车辆碰撞的因素(例如天气情况、光照情况等)作为模型的输入,通过解码器重构原始输入,获得输入与输出的最小重构误差计算阈值判断车辆碰撞情况.实验表明,数据经过One Class-SVM模型处理,再使用Autoencoder模型检测获得了比较好的测试结果.     

基于流体动力学的轮胎磨损颗粒物捕集通道位置研究

轮胎磨损颗粒物是车辆非尾气排放颗粒物的重要组成部分, 对大气悬浮颗粒物的影响日益增大, 对其进行捕集可减少对生态环境的潜在威胁. 基于喷射法和R-R颗粒物粒径分布, 建立了轮胎磨损颗粒物-轮胎-车辆流体动力学多相流模型, 采用Realiable k-ε湍流模型模拟了汽车在不同行驶速度下轮胎与覆盖件之间的最大风压分布区域, 继而研究了15种磨损颗粒物捕集方案通道出入口位置与捕集率的关系. 结果表明: 轮胎磨损微小颗粒物在后轮处比在前轮处与壁面碰撞的数量多; 捕集率随捕集装置入口高度的增大而减小, 随出口与轮罩边缘距离的增大而增大; 出入口的动压压差越大, 捕集率越高; 当车速为60km?h-1时, 入口位置H=297mm, 出口位置L=600mm时, 捕集率最高, 达到56.32％; 入口位置H=297mm时颗粒物捕集率均超过40％, 出口位置L=600mm时颗粒物捕集率均超过35％.     

运动目标检测中的误检测点抑制算法

减背景法是一种有效的运动目标检测方法,但在光照强度发生突然变化时,由于背景模型不能及时反映环境光线的变化,将产生大量的误检测点.因此采用改进的自适应混合高斯模型进行背景建模,并检测提取运动目标;当存在光线突变时,结合基于归一化互相关系数分析去除光线变化导致的误检测点.实验结果表明：新方法能有效地抑制光线变化,得到清晰的运动目标检测结果.     

基于凹点匹配的黏连车辆图像分割方法

在利用智能交通监控系统对过往车辆进行检测时,车辆之间相互重叠、黏连的图像会给车辆计数和特征提取带来很大困难。本文针对车辆黏连图像提出一种简单快速的凹点匹配分割算法。该算法主要通过计算黏连车辆的凸闭包,得出黏连区域的凹区;再根据点到特定对角线的最小或最大距离,确定原图像的凹点集合;最后选择最优分割线对黏连车辆进行分割。仿真结果证实该算法精度高,并且稳定性好。     

基于混合高斯模型的运动目标检测

针对运动目标检测中的背景复杂度高、视频数据计算量大等问题, 且为避免计算不同复杂程度的视频背景, 并能够准确地获取所需要的运动目标, 提出了一种基于混合高斯模型的运动目标检测方法. 首先采用混合高斯模型获取运动目标特征; 然后利用中值滤波方法去除视频目标运动特征中的背景噪声; 最后依据形态学运算方法对通过统计直方图得到的运动显著图进行处理, 从而获取最终的运动目标. 对标准视频序列集的检测表明, 利用该算法获取的运动目标不仅能抑制背景噪声, 而且精准度和误差都优于普通的视频运动目标检测算法.     

基于实测横摇角的客滚船车辆安全装载方案研究

为验证航区风力达到7级时车辆不绑扎方案的可行性,开展了跟船实测最大横摇角等数据的工作,结合惯性力的计算方法,对装载车辆的安全性进行校核.结果表明:实际风力7级时,典型客滚船装载车辆不绑扎也不会滑移和倾覆;但当有涌浪等特殊海况时,横摇角超过10°时,不绑扎装载车辆不安全.根据校核结果,提出了简单实用、易于推广的车辆安全装载方法.     

聚氨酯泡沫防撞材料裹覆桥墩的车辆撞击数值模拟

针对汽车撞击桥墩问题,设计了聚氨酯(PU)泡沫材料防撞装置,运用有限元软件建立车辆-桥墩撞击模型。在PU材料不同参数条件下,从能量转化、撞击力的角度对装置的防撞效果进行分析。结果表明：PU材料具有良好的吸能能力,能有效地吸收能量和减小桥墩撞击力,参数设计合理条件下可以有效保证桥墩结构在车辆撞击下的安全性。     

交叉口黄色信号灯和全红时间的改进计算

在道路交叉口正确设置左转车辆的黄色信号灯和全红(所有方向信号灯均为红色，在必要时设置)的时间长度，能够提高交叉口的效率和安全．本文分析了影响2种信号周期设置的各种因素，以及2种信号时间的计算机理，在计算模型中引入了更多的影响因素，使得模型更加合理和符合交叉口的实际情况．同时，对于一些难以量化的人为因素，例如驾驶员的驾驶特性，引入了3个参数，并且根据大量实验数据，给出了这些参数在各种交叉口环境下的参考值．经过这些研究，黄色信号灯和全红时长的计算模型得到了改进，提高了交叉口交通的通行效率和安全．