船舶交通流的流体模型

基于流体动力学的交流流通理论，提出了船舶交通的流体模型，并进行了实例研究，对船舶交通在确保安全的前提下如何提高交通效率进行了探讨，得出了船舶交通流的流体模型，从一个侧面明确了船舶交通效率的量化问题。     

基于场方法的船舶交通流分析

为大范围、高精度地研究船舶交通流特征,引入场方法对船舶交通流进行分析.该过程基于理想的网格布置,以AIS船舶交通流数据为样本值,运用Delaunay剖分进行三角插值,得到船舶交通流流场分布图.与实际交通流情况的对比分析表明,场的形式能够较好地表征船舶交通流分布特征和航行水域安全状态;采用船舶交通流流场分析结果,可以提高船舶航行安全预警和海事安全监管的有效性.     

城市交通微观仿真系统的实现

以面向对象的程序设计思想为基础，采用基于交通流理论的车辆运动模型和计算机仿真理论，构建了城市交通微观仿真软件．该软件具备了路网构造和管理、交通流运行的实时动画仿真、交通控制模拟、数据统计以及开放式交通方案输入等功能．为今后城市交通流仿真的进一步研究打下基础。     

Y形分叉复式航道船舶交通调度优化建模

为解决复式航道中存在的船舶交通冲突,以天津港复式航道为原型,抽象出一种Y形分叉复式航道模型.基于该航道船舶交通流特点及航行规则,划定影响航道船舶交通的三个关键区域,分别构建航道入口处主、辅航道及航行模式分配模型,警戒区主、辅航道交通流转换模型及Y字航道口分合流模型,以船舶总等待时间最小为目标函数,建立复式航道船舶调度数学模型,并设计相应的遗传算法求解模型.基于船舶进出复式航道模拟数据,利用MATLAB进行仿真实验.经过航行连续性、安全性、调度高效性分析,验证了模型的合理性及算法的有效性,可为VTS管理人员进行复杂水域船舶交通管理提供辅助决策.     

海上交通通信模型与模拟的研究

建立了船舶动态报告制ＶＨＦ通信的排队模型，在基于ＯＤ船舶交通模拟的平台上进行ＶＨＦ通信模拟，并对模拟输出进行无线话务分析。所提出的通信模型和模拟方法，为今后研究海上交通通信提供了有效的手段，为海上交通通信评价提供模拟平台和模拟数据。     

基于注意力机制的CNN-GRU船舶交通流预测模型

为更准确地预测内河船舶交通流，提出基于注意力机制的CNN-GRU船舶交通流预测模型。该模型主要借助一维卷积单元提取数据的高维特征，GRU单元学习数据中的时序特征，并通过引入注意力机制加强重要特征的学习，实现对超长序列的学习。此外，通过分析内河上下游航道交通流间的关联性，提取长江中下游6个航段的船舶AIS数据，构造多航段船舶交通流序列数据集，并将其输入本文模型中进行训练及测试。结果表明：相比序列预测模型中的SAE、LSTM、GRU、CNN+GRU和GRU+Attention,本文模型在针对不同交通流参数的预测中均具有更高的预测精度，交通流量、交通流密度和交通流速度的预测精度分别达到95.42%、97.33%、94.99%,可更好地满足工程应用需求。     

港口航道交通流仿真模型的研究

根据海上交通工程方法研究了交通流的生成与发展规律以及交通网络的时空分布,提出了基于航路的港口航道交通流的仿真模型,其中船舶避碰模型采用操船者主观危险度SJ模型,开发了以电子海图为背景的仿真系统,仿真结果与客观事实相符。     

大连港海上交通安全调研与航道锚地功能改善规划

在对大连港航道锚地和船舶航行环境的调研和海上交通实态观测的基础上,研究了大连港海上交通系统的现状,对港口交通事故进行了预测,同时对港口交通流进行了计算机模拟,面向２１世纪,提出了大连港航道锚地和船舶航行环境的规划方案,并用模糊数学最大贴近度新方法进行了方案优选。     

内河航道船舶交通流研究

本文在分析内河船舶航行特点的基础上,应用水流阻力和船舶制动距离计算公式,提出了平原地区内河航道船舶跟驰的安全间距模型,并以双向单航道直线段基本航段和500 t级典型内河船舶为研究背景,建立了基于Anylogic平台的仿真模型。交通流理论结合仿真结果,给出了船舶交通流的基本图模式,分析了水流对交通流的影响以及船舶交通流基本图的特征。     

微观车辆仿真模型分类对比研究

车辆跟驰模型是微观交通流仿真的一个基本模型，它是构成许多重要研究领域的基石．把车辆跟驰模型分为基于交通工程的跟驰模型和基于交通心理学的跟驰模型以及基于二结合观点的跟驰模型．从交通工程、交通心理学及二相结合的角度对几个常见的车辆跟驰模型进行了比较研究，介绍了各车辆跟驰模型的建模原理以及它们各自的特点，重点阐述了它们在微观交通模拟中的应用．     

基于交通指数云图的宏观交通流分析方法综述

基于交通流分析在智能交通研究和应用中的重要性,聚焦路网交通流分析方法的回顾,综述了宏观尺度的路网交通流分析方法的研究现状.从微观、中观、宏观3个方面梳理了交通流分析方法的基本类型;重点阐述了宏观交通流分析中的交通拥堵指数的基本概念及其计算方法;随后基于交通拥堵指数提出交通指数云图的概念;最后对基于交通指数云图的路网交通流分析进行了讨论,并对其发展和应用前景进行了展望.     

基于排队论的元胞自动机在港口交通流的研究

将排队论和元胞自动机相结合研究了单航道2上船舶进港时港口交通流的情况.当船舶进港时,将进港船舶和岸上的监控中心看作排队论的两个基本要素,采用数值模拟手段研究服务效率对整个船舶交通流的影响.数值结果表明:在无安全船距或较短服务时间的条件下,服务比率和平均通过率越大,船舶密度越小.     

基于船舶行为特征的港口航道通过能力仿真

为使港口航道通过能力的计算更符合港口航道的实际情况,分析了港口航道系统特征及船舶交通流特征,建立基于船舶行为特征的港口航道通过能力模型.定义船舶行为特征的有关概念,并根据国内某大型海港的历史资料进行模型仿真试验.结果表明,该模型能较好地模拟港口航道交通流的实际运行状况,对港口航道通过能力的计算、评估和预测具有重要的理论价值和实际意义.     

基于期望速度的交通流仿真模型

根据驾驶人换道行为中是否有换道的意愿和是否可能换道2个方面,基于心理制约条件模型和物理制约条件模型,提出了基于期望速度的一种车辆换道模型,并与Treiber和Helbing提出的智能驾驶人模型结合,提出了新的交通流模拟模型,并应用JAVA针对不同的交通状态进行模拟再现。模拟结果表明:局域堆积群交通堵塞的合流部交通流速度平均值在20 m/s左右变动,合流部的局域交通不安定的交通堵塞状态空间轴上并没有向上传播,而同步态模式交通堵塞的车辆平均速度减少到3 m/s,堵塞波向时间和空间2个方向传播,交通模拟结果再现了同步流到宽幅运动堵塞S-J交通流相转移现象。     

城市主干道有公交停靠站的混合交通流模拟

在开放式边界条件下，利用改进的NS模型，建立了城市主干道交通流模型。并采用桂林市主干道火车站附近路段的实际交通情况调查数据，模拟了该路段的混合交通流，结果表明该模型能够真实地反映城市主干道的混合交通流现象。     

海上突发事件下的航道通航效率分析

为研究海上交通突发事件对港口航道通航效率的影响,以交通波理论为基础,结合港口航道船舶交通流特性,分析突发事件时航道内船舶的聚集和消散过程,建立海上交通突发事件时空影响模型。以厦门港超大型船舶进港单向通航为例,定量计算出单向通航时最大排队长度及阻塞时间,为海事主管部门在超大型船舶进港时制定相应措施提供理论参考依据。     

混合交通流作用下大跨径桥梁车辆荷载效应分析

卡车列队是一种通过自动控制、无线通讯等技术实现卡车成队近距离跟驰的交通模式，小间距行驶的车队直接导致桥面重车密度增加，且对于大跨径桥梁其可以容纳的卡车队数多，结构的整体和区段性能均可能受到影响。为研究卡车列队的荷载效应水平及其与普通车辆形成的混合交通流对桥梁结构的影响，评估现行规范的适用性，调研了国内外关于卡车列队的实际测试和理论研究，基于在役大跨径桥梁的实测交通流数据，提出了卡车列队荷载模型和混合交通流模拟方法。以一座大跨径悬索桥为主要背景工程，考虑实际的桥梁运行情况，实现了混合交通流模拟，研究了代表性混合交通场景中结构的车辆荷载效应水平和安全性，分析了卡车列队模式以及混合交通流对于大跨径悬索桥汽车荷载效应的影响。分析结果表明，混合交通流作用下的荷载效应水平较普通车辆车流有明显提高，但仍低于规范加载值。不同加载场景下的效应值约为规范值的35%～80%，现行规范对于卡车列队参与的混合交通流作用下结构的整体效应和区段效应均可提供较好的安全裕度，能够保证桥梁在未来相应运营状态下的安全服役。     

多车道交通流理论与应用研究综述

为了深入了解多车道交通流特性对道路设施高效安全稳定运行的影响,从理论研究、技术发展和工程应用等角度回顾了近年来多车道交通流理论和应用研究。介绍衡量多车道交通流纵向通过能力和横向分布状况的量化指标及其影响因素,说明其与宏微观交通流特性的关系;从微观、中观和宏观3个层次阐述了多车道交通流建模方法和代表性研究;按照智能化等级分类,介绍了传统和新型多车道交通流控制技术。基于对现有研究的分析和讨论,从多车道交通流状态监测、模拟和控制等方面提出了此领域的未来发展方向。研究表明:该领域应从以下几方面开展研究,研究多源数据驱动的多车道交通流状态监测技术;提出减少交通分布不均衡的交通设计方法;合理平衡换道模型的通用性和个性化;提升考虑换道车流及个体车辆随机运动的宏观交通流模型性能;开展微观、中观、宏观建模方法的借鉴和融合;加强车道级交通信号控制、动态车道分组等传统多车道交通控制技术的研究和应用;拓展智能网联背景下的多车道交通流控制理论和技术的研究范畴等。     

基于驾驶模拟实验的快速路交织区运行风险评价

对快速路交织区运行风险进行有效评价可为交通组织优化设计与交通管控的实施提供依据.基于8自由度驾驶模拟仿真平台,建立16个场景模拟不同交织区长度、不同交通流密度、不同行驶路径的城市快速路交织区运行状况;基于20名驾驶员的实验数据,分析车辆运行状态特性,并提出快速路交织区运行风险评价指标;进一步分析运行风险评价指标与场景变量的关系,并给出运行风险等级划分标准.研究结果表明:高密度交通流场景下运行风险比低密度交通流场景增大50％;运行风险评价指标与交织区长度呈线性负相关关系,增大交织区长度有利于降低交织区的运行风险.     

基于最大车速的广义力跟驰模型

为了更有效地模拟城市交通流，尤其是城市交叉口交通流的运行状况，在研究跟驰状态中车辆行驶特性的基础上，考虑车辆行驶的最大限制速度，提出了一种基于最大车速的广义力模型。将该模型与Helbing—Tilch广义力模型分别用于模拟车辆经过信号交叉口的动态运动，并采用实际道路上车辆的跟车数据仿真跟车情况。结果表明，该模型不仅消除了Helbing—Tilch广义力模型存在的停车间距过大问题，而且仿真效果更接近实际的交通流特性。