智能化城市道路交通管理系统的发展

智能化城市道路交通管理系统是在既定的城市道路基础上解决城市道路交通问题的有效途径。本文在讨论了城市道路交通系统的路段交通流量、出行模型和通行能力的基础上，分析和评价了智能化城市道路交通管理系统的若干理论、方法和技术，最后介绍了长沙市智能化公安交通管理系统的组成和主要功能，可供有关方面在实践中参考。     

城市交通仿真实验系统的面向对象开发

依据面向对象软件开发思想，首先对城市道路交通系统进行了实体分析，并由此确定了城市道路交通仿真系统的主要对象类，在此基础上进一步进行了对象建模工作，提出了反映对象类之间静态关系的静态对象模型以及反映仿真系统运转机制和控制结构的动态对象模型，最后，根据对象建模的结果进行了详细的对象设计，确定了各主要对象的属性和功能。     

人工交通系统的基本思想与框架体系

阐述了人工交通系统的基本思想。从分析人工交通系统与仿真交通系统的差异和关系入手，提出了人工交通系统的基本系统构成和框架、主要建模和研究方法，以及分析手段和可能的应用方式。人工交通系统的主要研究手段包括基于代理的方法与编程技术、Petri网及其衍生模型、复杂系统的语言动力学描述、元胞自动机及其广义形式，以及模糊逻辑、神经元网、遗传演化程序和自然计算在内的计算智能方法。此外，还提出了将计算试验方法和并行系统方法用于交通研究的可能途径和效果，并讨论了有关人工交通系统研究中可能出现的问题和进一步的发展方向。     

需求冲击下交通站点恢复时间预测模型研究

需求冲击往往会改变各交通站点的压力分布,严重时甚至造成交通系统的瘫痪,因而研究需求冲击对交通系统的影响就显得很有必要,其中恢复时间是了解需求冲击对交通系统影响程度的一个重要指标.本文根据乘客偏好的不同将人群划分为3类,依据效用最大准则和极大熵原理,确定其转移概率,在此基础上,推演出3类人群在每个时刻的不同分布状况,以自我消化能力为标准,确定各交通站点的恢复时间.据此了解需求冲击对各交通站点的影响,并为相关决策提供参考依据.最后,以一个算例验证了该模型的可行性和有效性.     

考虑交通能源消耗的出行需求管理策略研究

本文综合考虑出行者出行行为、交通系统运行状态及交通系统能耗之间的关系,建立公交车和私家车双模式下的随机用户均衡模型以及交通系统达到平衡状态的总能耗模型.结合交通系统外部效应的特点和道路收费的经济学原理,以最小广义费用为上层目标函数,建立考虑能耗的双层规划模型,阐明了出行需求管理政策通过调节出行行为来控制交通能耗的机理.将交通政策抽象化代入所建立的双层规划模型.算例分析表明,该模型能够定量地反映实施道路拥挤收费和公交优先措施等策略在不同交通需求情况下对交通能耗的影响.     

质量水平涨落函数与动态质量路由算法

实数区间适于表示用户质量需求和网络资源的动态变化。提出质量涨落函数这一新概念,揭示了质量因素的变化与质量水平涨落之间的内在联系。在约束质量水平涨落的前提下,推广了源路由算法、基于距离向量协议和链接状态协议的质量路由算法,使之成为与用户需求和网络变化特性相适应的、体现网络服务供需平衡与适度优化思想的动态质量路由算法。最后,给出判定路由路径质量水平涨落幅度的定理及其证明。     

城市交通系统的两级分解——协调模糊控制

本文利用大系统的分解－－协调思想,通过对城市单路口交通系统的分析,首次将大系统理论与模糊控制理论相结合,提出了城市单路口交通系统的两级分解－协调模糊控制方法,并进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,本文提出的方法比全感应控制方法有效。     

技术创新过程涨落放大机制

技术创新是一个系统，在这一系统中蕴涵众多涨落因素。而开放性、非线性相互作用和远离平衡态是该系统涨落放大所必需的条件。除此之外，只有当涨落放大到临界点时，才能使创新技术实现产业化，从而满足创新主体对利润最大化追求，进而实现技术创新的目的。     

企业动态能力的自组织演化机制研究

企业动态能力系统具有典型的自组织特征,是与环境相适应的自组织系统,惯例和组织过程是其基本分析要素。企业动态能力现状、各能力子系统结构和彼此之间的非线性作用机制以及外部环境的随机涨落因素,从总体上确定了企业动态能力跃迁的方向、速度和水平;企业动态能力的自组织演化机理表现为动态能力系统的不确定性和分岔现象、动态能力的势函数以及涨落现象。其中,分岔现象和势函数分别描述了动态能力的演化状态、演化的方向和路径,涨落现象则描述了动态能力演化过程中随机涨落力的作用。     

进化的边界条件

系统对外开放达到远离平衡的非线性区形成的宏观迁移运动 ,将原先某种局部的涨落放大到整体并稳定下来 ,使系统完成由无序到有序或低序向高序的进化。     

基于R/S分析研究交通流的长程相关性

人们观察结果表明，城市交通流的变化具有周期性，但是如何从理论方法分析得出其具有周期性的结论，如何确定其周期，是需要解决的问题，论文提出用R／S(rescaled range)分析交通流的长程相关性来研究这一问题，介绍了该方法的原理，给出了一组实际交通流时间序列的实证分析结果，从计算出的Hurst指数求出了该交通流时间序列的变化周期，讨论了有益的结论。     

一种新的混合车流下的元胞自动机交通流模型

在我国高等级公路上的车流主要是混合车流,而一般的交通流理论都是以小车流为对象进行研究和建模的。元胞自动机模型可以比较好地模拟交通流,新建立的混合车流下的元胞自动机交通流模型,除不同车型的车速上限不同外,而且车辆运行中所占元胞格点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,发现纯小车流、将大车按线形换算成小车流与混合车流的车流运行状态不尽相同,而且在车速方面差别更大。只要在车流中存在大车,整个车流的速度就会受到较大的影响,但车流密度较低时,车型比例对车速的影响又不是很明显,但平均速度低于大车的最大速度。另外,本模型为进一步更好地描述混合车流奠定了基础。     

基于神经网络和Markov链的交通流实时滚动预测

将神经网络与Markov链理论应用于随机波动的交通流预测,提出一种交通流实时滚动预测方法TDFNM。该方法采用BP网络构建交通流基准预测曲线,使用SOM网络划分残差的Markov链状态,计算各状态加权中心及状态转移概率矩阵,以此预测未来状态,并以加权中点修正计算得到精度较高的预测值,同时实现实时滚动预测。采用方法TDFNM对实测交通流量进行仿真实验,结果表明,该方法比常规BP网络具有更高的准确性,而且具有较强的适应性。     

考虑公交车辆影响的城市交通流元胞自动机模型

城市道路上的车流主要是公交车和小汽车混合流,而一般交通流理论都是以小汽车流为对象进行研究和建模。在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,提出了一种考虑公交车辆影响的多速混合车辆双车道元胞自动机模型,重新标定了元胞长度、运行车速、随机慢化机制,引入了公交车辆,设定了公交车停靠站、改进了车辆变换车道规则,小汽车与公交车不仅最大速度不同,而且车辆运行中占用元胞点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,再现了传统交通流三参数之间的关系,发现纯小车流与考虑公交车流相比阻塞项更为明显和规律,只要在车流中存在公交车,整个车流的流量和速度就会受到较大的影响。为进一步更好地描述城市混合交通流奠定了基础。     

基于跟驰模型的交通流混沌研究

研究基于跟驰模型的交通混沌问题。用Matlab软件编制皮埃莱(Bierley)模型来产生交通流；在一定的参数组合下，仿真研究交通流车队中不同序号的前后车辆之间的车头间距的变化过程；通过分析这种车头间距的变化过程的变化曲线和绘制庞加莱(Poincare)截面图，说明基于跟驰模型产生的交通流存在着混沌现象；讨论模型参数和仿真试验参数对该理论交通流运动的影响，给出相应的仿真研究结果；最后得出对于研究与应用交通流理论有益的结论。     

三车道元胞自动机交通流模型研究

在Nagel-Schrekenberg（NS）元胞自动机交通流模型的基础上，提出了一种高速公路三车道元胞自动机交通流模型．该模型中所有的车辆均遵循相同的演化规则，并允许车辆以一定概率换道．根据计算机数值模拟．研究了车辆减速概率、换道概率对车流量、车道利用率影响关系，结果表明，在相同情况下，此模型所得到的基本图显示出交通流量比单车道NS模型大，并且发现减少不必要的车辆换道行为可以使驾驶更安全．这些研究为管理三车道的道路系统提供了一定的参考依据．     

无信号交叉口主车流服从移位负指数分布下支路多车型混合车流的通行能力

以可接受间隙理论为基础 ,通过利用概率论的方法 ,对以有 r种代表车型组成的混合车流进行分析 .建立了无信号交叉口主车流服从移位负指数分布下的支路多车型混合车流的通行能力模型 ,发展了无信号交叉口的混合车流通行能力理论.     

基于延时动力系统的多车道交通流仿真

基于延时动力系统思想,提出了关于动力系统的道路交通流量的仿真新算法。针对多车道、路况可变、流量可变的复杂交通环境建立了新模型,在分析多车道封闭系统和多车道路况的基础上,本新模型可以描述前后时间段对道路交通流量的相互影响。仿真数据结果表明,新模型能够模拟交通流量变化,同时对于控制交通流量以及分析交通系统的特点是有效的。结果推广并改进了文献[2,3]中的相关结论。     

短时交通流预测FSMSVR模型

针对城市道路短时交通流的复杂非线性特点和以往的预测仅考虑典型交通条件（无交通事故等突发事件）的现状,结合交通流的特征,提出了一种有限状态机支持向量回归模型（finite state machine of support vector regression model,FSMSVR）的短时交通流预测机制. 通过线性回归算法和指数平滑算法划分交通流状态,根据各状态特点结合支持向量回归算法建立有限状态机工作机制,实现涵盖典型和非典型交通条件的短时交通流预测. 通过实验例证,对比了FSMSVR模型和传统SVR模型对城市道路6min交通流的预测,研究结果表明,该预测机制能够提高预测精确度,在非典型条件下有着较好的预测表现.     

具有中心车站的元胞自动机城市交通流模型

在Biham等人提出的二维元胞自动机交通流模型基础上,建立了具有中心车站的二维元胞自动机城市交通流模型,该模型考虑了对外交通对城市交通流的影响,推导出了这种二维CA交通流模型的演化方程.在计算机上模拟了在不同对外交通概率情况下的交通状况,得到了车辆在不同参数下交通流模型的基本演化图,进一步还模拟了城市长途车站数量对城市交通的影响.结果表明,较小的对外交通概率就会对城市交通状况产生较大的影响,适当增加中心车站的数量对城市交通状况有一定的改善.