预防城市公交网络拥堵效应的阻抗增加策略

为有效预防和减弱城市路网发生大规模拥堵时路网拥堵效应的传播,制定及时有效的交通疏导方案。基于道路交通网络级联失效,提出一种增加路段阻抗预防和减弱路网拥堵效应的策略,通过增加某些经常性堵塞路段的阻抗,降低这些路段的交通出行量,防止路段发生级联失效,保证路网的畅通。并通过试验分析路段阻抗增加对拥堵效应作用的不定性影响,建立阻抗增加路段和阻抗增加最优值的确定模型,从而使得交通疏导策略更具科学性和合理性。以某城市路网为例,通过改变不同路段阻抗增加系数ε,观察网络阻塞程度指标J的变化。实验表明,对比不同饱和度大小的路段阻抗增加策略,通过增加饱和度最大的失效路段阻抗能够有效降低路网的阻塞程度。该方法可以有效地预防和减弱城市道路网络拥堵效应,为制定及时有效的交通疏导方案提供参考。     

分布式存储中的再生码综述

分布式存储系统中通过引入冗余提高系统的可靠性,纠删码作为重要的冗余策略在分布式存储中得到越来越多的重视.分布式存储系统中,当某个存储节点失效后,需要引入新的节点来修复失效节点的数据.传统纠删码冗余策略在修复失效节点时需要传输的数据量较大近年来出现的再生码对传统纠删码进行改进以减少修复失效节点的带宽消耗.再生码引入网络编码的思想,在修复失效节点时,参与修复过程的节点首先将本节点内的数据作线性组合后再上传,最终修复带宽消耗最小 介绍了再生码的基本概念,然后介绍单节点修复再生码和合作修复再生码的编码策略,最后总结再生码的发展和研究方向     

考虑路径冗余和出行效率的路段重要性排序

为合理评估交通网络中路段的失效对出行者路径选择及路网运行效率的影响,提出了一种综合考虑路径冗余度指数和出行效率指数的路段重要性排序方法。在路段失效前后两种情形下,采用基于可行合理路径的随机用户均衡模型进行流量分配和路径搜索,流量只能够在可行合理路径集上进行加载,当路径阻抗超过最短路径的容忍倍数时,路径流量为零,最终可得到路段失效前后可行合理路径数量的改变程度指标和个体出行时耗的变化程度指标。对指标进行z-score标准化处理后赋予相应的权重,得出路段重要性的综合评价值。采用Nguyen-Dupuis网络开展了测试分析,结果表明:该方法能够模拟路段失效后路网的变化情况并实现对路段重要性的排序,其结果可作为交通管理者拥堵防控策略的制定提供理论支撑,也能够为关键路段识别、道路封闭影响评价等提供理论依据。     

基于距离和角度辅助的覆盖空洞修复算法

针对无线传感器网络中的覆盖空洞问题,提出了一种距离和角度辅助的覆盖空洞修复策略(DAAHP)。DAAHP算法在空洞边缘节点的通信范围内激活与其位置最优的冗余节点替换失效节点,从而达到修复覆盖洞的目的。结果表明,对于同一形状大小的覆盖空洞,与DFNFP算法和DACHP算法进行对比研究,DAAHP在覆盖空洞修复面积以及节点利用率方面都有明显的优势。     

基于网络编码的多媒体云存储系统单节点修复算法

针对现有多媒体云存储系统单节点修复算法中,有限域大,编解码复杂度高,磁盘I/O开销大,存储开销与修复带宽开销不均衡等问题,基于网络编码提出一种多媒体云存储系统单节点修复算法.该算法将系统中节点已分组的多媒体文件数据进行分组存储,并将组内数据在GF(2)有限域上进行异或编码,当部分节点失效时,新生节点只要连接同组中2~3个未失效节点即可精确修复失效节点中的数据.理论分析与仿真实验结果表明:该算法可减小编解码与修复的复杂度,降低磁盘I/O开销;在相同条件下,该算法存储开销与基于最小存储再生码(minimum storage regeneration codes,MSR)算法的存储开销一致,而修复带宽开销与最小带宽再生码(minimum bandwidth regeneration codes,MBR)算法接近.     

基于交通仿真的雾霾天气后高速路网消散

为提高雾霾天气后高速路网运行效率,研究了收费站节点放行策略与路网运行效率的关系.首先,将区域高速路网中的收费站作为节点,综合考虑节点空间重要度、功能重要度、位置重要度等因素建立节点优先度计算模型;其次,根据计算得到节点优先度值来确定恶劣天气后节点恢复交通分批放行的优先级;进而采用VISUM宏观交通建模与VISSIM微观...     

交通运输网络节点重要度评价体系研究

节点重要度评价是交通运输网络规划的基础性工作.交通运输网络是复杂加权网络,它的节点重要度不仅与路网拓扑结构有关,还与阻抗和运输能力密切相关.借鉴复杂网络和通信网络的研究成果,结合交通运输网络特性,提出交通运输网络的节点重要度应该从拓扑结构、最短路径和运输能力三个层次上分析.并根据交通分担率和失效后果来界定节点重要度,分别引入和建立了相应的重要性指标,形成较为完整的评价指标体系.     

Ad Hoc网络中基于链路故障的路由修复机制

针对已有的Ad Hoc网络中路由修复算法未考虑节点状态的不确定性、以单一节点作为路由查找目的地、恢复效率低等局限性,提出了一种基于链路故障的路由修复机制.该机制不是简单地认为移动节点自始至终都处于工作状态,而是每个修复节点将下游节点的状态变化所导致的路由失效作为选择路由修复策略的依据.根据状态变化分析了链路断开的原因,包括节点间相对移动、节点故障和节点关闭,从而选择不同的节点作为RREQ消息的目的节点.修复节点采用多目的地址的RREQ消息进行广播.通过数学分析和仿真表明,在不同的节点故障情况下,所提机制的平均路由建立时间可降低13%左右,平均控制开销可减小18%,这显示出机制具有更好的适应实际网络的能力.     

应急电力修复系统的决策研究

基于层次分析及其最短路方法为应急电力修复系统提供了决策,即运用层次分析方法,对用电单位重要性及其影响人数进行量化,对请求修复客户进行排序;运用最短路方法,得到最佳修复路线.为电力公司制定切实有效的电力修复策略提供可靠的依据.     

纠删码存储系统中数据修复性能优化研究进展与展望

纠删码被广泛应用于分布式存储系统以保存在线应用的用户数据。当部分存储节点发生故障时,纠删码存储系统需使用新的存储节点替换原有失效节点,并恢复失效的用户数据。由于需要执行数据编码、传输和读写等操作,纠删码存储系统通常需要消耗较长的时间执行数据修复操作,存储的用户数据将长期处于不可靠状态。为了保障存储数据的可靠性,研究学者提出了多种数据修复性能优化方案以减少数据修复时间。本文介绍了数据修复性能优化问题,分析了各个应用场景下主要的性能瓶颈和性能优化难点,总结了提升数据修复性能的主要技术方案和研究工作,并对数据修复性能优化研究领域的未来发展方向进行展望,为纠删码存储系统设计人员准确选择适合特定应用场景的数据修复性能优化方案提供思路。     

基于动态信息的级联失效负载重分配策略

为解决级联失效网络负载重分配问题,提出了一种将网络局部信息和动态信息相结合的负载动态重分配策略.该策略根据节点的度与节点实时处理能力计算节点权重,并以此依次进行负载重分配;同时,按一定比例选取失效节点暂停工作,其负载重新分配进程相应停止.在BA无标度网络、WS小世界网络和ER随机网络上的仿真结果表明,在一定的参数条件下,相对于介数分配策略与度数分配策略,动态重分配策略通过降低网络整体负载率、优化网络实时流分布缓解级联失效的效果更为明显.     

基于传输贡献矩阵的城市路网节点重要性评估方法

 在城市道路中,通常采用交叉口流量或道路连接数等单一指标确定路口重要性,很难保证突发事件下道路网络运行的可靠性。鉴于城市道路网络的无标度特性,以交通阻抗为权重,将城市道路网络抽象为加权网络,提出节点重要度传输贡献矩阵方法,评估道路交叉口重要性。该方法综合考虑交叉口所处路网位置、道路连接数及关联路段交通阻抗,采用节点效率值表示其位置信息,通过融合节点度值和交通阻抗值,构建交通信息传播过程中节点之间的重要度关联,以表示相邻路口间重要性依赖关系。以天津市区域路网为例计算各交叉口重要度,采取连续移除重要节点方式,模拟连锁故障过程,并将结果与节点收缩法进行对比。实证分析表明：在移除最重要的8个节点后,路网最大连通子图规模较节点收缩法降低9.10%,验证了该方法的有效性。     

基于组合赋权-云模型的高速公路网交通韧性评价

为了制定提升高速公路网交通韧性的策略，提出一种基于组合赋权-云模型的路网韧性评价方法. 首先，选取结构熵、边介数、聚类系数、路网密度4个路网拓扑结构指标和行程时间指数、路网流量非均匀指数2个交通运行状态指标，从路网拓扑结构与功能两方面对路网韧性进行综合评价. 其次，对路网韧性等级进行划分，确定各评价指标在不同韧性等级的阈值，并基于逆向云发生器计算云参数特征值及确定度. 随后，采用层次分析法和熵值法对指标进行组合赋权，通过加权平均得到不同韧性等级的隶属度，根据隶属度最大原则判定高速公路网韧性等级. 最后，以某高速公路网为例进行实证研究，将所提出的组合赋权-云模型评价方法与综合模糊评价法进行对比. 研究表明，二者的评价结果相近，但组合赋权-云模型评价方法克服了综合模糊评价法中随机性的缺陷，能更客观地反映路网的真实运行状态.     

城市群客运网络动态分配策略应急疏散仿真

研究负载分配策略有助于引导客流在面对突发事件时的有序疏散，降低突发事件对交通网络的破坏程度和影响范围。本文构建了城市群综合客运网络模型，对网络级联失效现象进行研究，提出了基于局部负载率的流量分配策略。使用MATSim仿真软件，研究呼包鄂榆城市群不同疏散策略下客流疏散和网络稳定情况。结果表明：城市群综合客运网络中突发事件对某一节点的破坏会对其他节点客流造成影响；基于局部负载率的动态分配策略能降低级联失效的发生强度与传播范围。     

基于动态生成对抗网络的路网缺失交通数据修复

针对智能交通系统数据采集过程中发生的数据缺失问题,本文提出一种基于动态生成对抗网络(dynamic generative adversarial network, D-GAN)的路网交通数据修复方法。该方法首先依据交通数据的时空特性与设定的缺失类型和缺失比例来构造各种缺失交通数据矩阵,然后基于博弈思想迭代训练由2个全连接神经网络构成的生成对抗网络。引入一种新颖的动态自适应机制,研究能在模型计算过程中自动识别生成器与判别器的最佳迭代次数,最终生成完整的交通数据矩阵并修复缺失值。采用加州PeMS和广州交通速度数据集来完成D-GAN模型的构建,并使用多种评价指标评估D-GAN的修复性能。实验结果表明：相对于非随机缺失模式,D-GAN对随机缺失模式的修复精度更高;随着缺失率增加,D-GAN的修复精度加速下降。但在各种缺失条件下,D-GAN模型的修复性能要优于现有模型(例如BGCP、prophet-RF和GAIN)。     

基于柯西矩阵的最小带宽再生码研究

节点的失效在大规模分布式存储系统中是常见现象.为防止数据的丢失,系统必须解决失效节点的自修复问题.利用再生码可以在无需下载整个源文件的情况下即可恢复出失效节点的数据,从而能有效节省修复带宽.本文利用柯西矩阵作为编码矩阵,构造了一种精确修复最小带宽再生码(ER-MBR),可以精确修复失效节点,并通过实例演示了在有限域上进行编码解码及节点修复的过程.理论分析和仿真实验都表明利用柯西矩阵作为编码矩阵,其算法的运算效率优于利用范德蒙矩阵或者随机矩阵.     

基于数据挖掘的路网交通拥堵特征分析

交通拥堵的发生通常导致道路通行能力的下降和交通瓶颈的形成,对城市的经济和环境造成影响。利用大数据技术挖掘交通数据,通过聚类分析方法,构建出行时间指数数据集,进而对城市路网交通拥堵进行定量分析。研究表明,路网拥堵在工作日和周末存在差异,以拥堵程度为指标将路网进行分类,得出路网拥堵在时间和空间上的关联关系和拥堵的特征及原因,在空间上总体呈现由点向线再到面的拥堵扩散过程。依据拥堵的时空特征,分析了路网的拓扑结构和流量的复杂性,为城市的可持续发展和交通优化提供一定的支持。     

大型客运站站区交通拥堵仿真评价方法

客运站站区是连接大型客运站与区外交通的重要集散通道。根据客运站站区的实际情况,基于"点-线-面"的思想,提出"路段(交叉口)-道路-路网"3个层次的站区交通拥堵评价指标体系,并基于"状态分类"与"集成加权"原理提出"点"、"线"、"面"层的交通拥堵强度评价方法。以北京南站为实例,建立VISSIM仿真平台,对北京南站站区交通拥堵强度进行仿真评价与优化。研究结果表明:站区内大部分"点"处于轻度拥堵状态,部分"线"为严重拥堵,而整体路网的拥堵强度为中度拥堵,说明拥堵效果具有累加性,某一拥堵点的形成可能会造成整个路网的拥堵。     

复杂网络中节点重要度的一个评估指标

为了简单而有效地评估网络拓扑结构中各节点重要性,本文基于节点的连接度和局部连通性,定义了一个节点重要度函数.该重要度函数指标实质上与网络中的平均最短距离指标是一致的,通过该重要度函数指标值的大小可以得到网络中各节点的重要度排序.理论分析与实例表明,对于小型网络,该方法的计算比较简单,且直观、有效、合理.     

一种基于邻居交换和失效区域预测的节点失效检测方法

已有的数据分发方法仅仅侧重于某个方面的优化而不能充分权衡数据分发的可靠性与高效性,无法适应应急场景下可靠快速分发数据的要求。尤其是在地震、海啸等灾难性事件发生后,造成的物理节点大量破坏,严重影响了数据分发的效率和分发可靠性。为此,提出一种基于邻居交换和失效区域预测的节点失效检测方法-NEFAP(node failure detection methodbased on Neighbor Exchanging and Failure Area Predicting,简称NEFAP)。NEFAP的节点周期性交换携带年龄的邻居信息,以检测失效节点。通过在邻居交换信息中附加节点已知的失效节点的随机采样信息,以快速扩散节点失效信息,采用失效区域预测算法快速检测失效邻居节点。