基于空中交通流的空中交通网络拥挤程度评估

为解决空中交通流量日益增多导致的空中交通拥挤和拥堵问题,本文从空中交通流角度出发,区分空中交通拥挤和拥堵,通过建立拥挤程度评估模型来评估空中交通网络中拥挤程度。首先从容量和流量的角度区分并界定空中交通拥挤和拥堵的概念,同时借鉴道路交通思想,将空中交通分为畅通、正常、拥挤和拥堵四种状态。然后从空中交通流角度分析判定空中交通拥挤,提出拥挤状态门限区间,建立多种情况下的空中交通拥挤评估模型。最后引用某大型繁忙机场某时段的航班数据作为算例。结果表明,所建立模型可以用来评估空中交通网络拥挤程度。     

基于Monte-Carlo算法的交通流仿真

文章考虑交通网络系统的动态性和复杂性,采用Monte-Carlo算法开发了交通流发生程序,结合VIS-SIM仿真软件,实现了不同状态下的交通流实时仿真;分别将稀疏流和拥挤流的仿真结果与实际调查资料进行对比分析,验证了程序的可靠性,为进一步研究多组态交通流仿真技术奠定了基础.     

基于模式识别的非参数回归在短时交通流上的预测应用

针对非参数回归在短时交通流预测上的局限性,改进传统K近邻方法,加入模式识别功能(通过匹配数l实现)和变K和l搜索算法,得到最优K和l值及相应的预测结果。通过实验发现:改进的K近邻方法在误差范围为5%、9%时对应的预测准确率为84.4%、96.10%。将其与传统K近邻方法进行对比,通过计算两者预测效果的各方面指标,发现改进的K近邻方法在精度和实时性上都有了很大的提高。     

基于二流理论的拥挤交通流当量排队长度模型

为描述拥挤交通流中的排队现象,根据二流理论,提出了将交通流实际运行状态转化为二流运行状态的思想.利用流量守恒方程,建立了单车道路段当量排队长度模型,并在此基础上,推导出多车道路段平均当量排队长度模型.为验证模型的有效性,采用VISSIM软件设计了拥挤交通流的模拟方案.对比模型计算的当量排队长度与软件统计的实际排队长度发现:当量排队长度均大于实际排队长度;当量排队长度比较稳定,而实际排队长度有所波动.结果表明,当量排队长度模型能够定量地、更好地描述拥挤路段的交通流拥挤程度.该模型计算方法简单,便于工程实践,可以为城市交通控制系统优化等提供理论依据.     

基于SVM的电梯群控系统交通流模式识别

针对电梯群控调度中的交通流模式识别问题,提出了一种基于多值分类支持向量机的电梯交通流模式识别方法．文中介绍了电梯交通流模式识别的设计流程,并建立了相应的电梯交通流模式识别器．结果表明,基于支持向量机的交通流模式识别方法能够较准确地辨识出各种交通流模式．通过对比试验,证明了该算法的识别准确率优于人工神经网络算法,体现出较好的泛化能力,具有一定的实用价值.     

基于动力学理论的交通流微分方程

针对传统交通流微分方程在理论和实际应用中存在的问题,对交通压力进行了深入分析,指出交通压力是交通流与道路相互作用及交通流内部车辆间相互作用的共同结果;通过引入相对交通压力和相对动量概念,并根据动量定理思想,导出了基于动力学理论的交通流方程,获得了粘滞阻力项;考虑具体交通状况和条件,进而导出了格林希尔茨(Greenshields)方程和车辆跟驰模型。结果表明,基于动力学理论建立的交通流方程,基本概念物理意义明确,理论上具有较强的统一性和一致性。     

基于复杂网络的空中交通流分形特征分析

为准确把握空中交通流量变化规律,掌握空中交通系统内在特性,需要对空中交通流时间序列进行基于复杂网络的分形特征分析。收集空中交通流量数据,利用可视图方法构建复杂网络模型,分析网络拓扑结构,验证了该网络度分布服从幂律分布,拟合直线斜率为-2.086,证明了网络是无标度网络,具有单分形特征。验证了覆盖整个网络所有节点所需要的最少盒子数目与盒子直径成幂律关系,拟合直线斜率为-0.212 1,相关系数为-0.872 2,再次证明了网络具有单分形特征。通过验证网络广义分形维数关于参数的图像为非线性,拟合直线斜率分别为-1.942、-1.936、-1.78,相关系数均在0.8以上,拟合效果较好,证明了网络具有多重分形特性。通过计算重整化前后网络的幂指数相似,证明了网络具有自相似性。结果表明,应用复杂网络的理论分析空中交通流时间序列是可行有效的,为进一步深入应用研究奠定了基础。     

基于热力学熵的交通流模型

在分析热力学熵的基础上,讨论了交通流类热力学熵的构造方法,并构造了适用于不同情况下的交通流熵。通过对系统熵变的分析,揭示了交通流熵产生的内部机制,导出了熵产生公式。最后依据熵理论,导出了路段交通系统的交通流状态变化的微分方程,并建立了动态交通流模型。研究结果表明,此法不仅对已有理论具有包容性,而且具有普适性。     

基于视频图像处理的交通流检测方法

针对视频交通流的特点，提出了一种无需进行视场标定的交通流检测方法。该方法选用检测线上的点及其近似点作为检测区域，通过对背景模板上检测区域中的突变点的分析和统计，可以实时地检测车辆的驶入、存在和驶出，提高了检测速度。在此基础上，设计和实现了视频交通流信息采集系统，并用软件实现检测算法和图像处理算法。试验结果表明，其检测速度和检测精度都能够满足实际要求，达到了用最小的系统规模实现交通流信息采集的目的，能够为交通管理与控制提供信息数据。     

基于神经网络的交通流的预测

在简要介绍智能系统中交通流的实时检测设备的基础上，为满足交通流诱导系统的理论需要，建立了实时交通流量神经网络预测模型，该模型为交通流诱导系统提供了预测交通状况的一种很好的方法。     

空中交通网络流系统拥堵程度评估

为解决日益严重的空中交通拥挤和拥堵问题,提出从空中交通流的角度出发,区分界定空中交通拥挤和拥堵,并建立拥堵程度评估模型来评估空中交通网络的拥堵程度。空中交通拥堵发生时可将系统划分为非延误部分和延误部分,建立拥挤程度评估模型评估空中交通网络的拥挤程度,建立延误程度评估模型评估空中交通网络延误程度,对两个部分分别赋予不同权重建立空中交通网络拥堵程度模型。最后采用某大型机场发生的某次空中交通拥堵作为算例数据,结果证明了模型是可行的。     

广义空中交通流建模综述

空中交通流建模是研究空中交通系统拥堵规律和演变机理的重要手段。面向集权式管控下空中交通流广义属性,将空中交通流模型分为"以流为中心"和"以人为中心"两类,评述各类广义交通流模型的核心理念、建模方法、主要特点和适用范围,强调了空中交通流建模中"人-流"关系的重要性;针对当前交通流建模亟需突破的瓶颈和未来空中交通发展需求,从粒度差异化、行为随机化、"人-流"一体化、复杂性视角和未来适应性5个方面提出了广义空中交通流建模的发展趋势,为开展空中交通基础理论和应用技术研究提供参考借鉴。     

交通流状态辨识系统集成研究

交通流状态辨识是智能运输系统,尤其是其先进的交通管理系统和先进的出行者信息系统研究的一项重要内容。对道路交通流状态进行分析研究,深入挖掘交通流动态信息,及时、准确地辨识未来和实时交通流状况,是制定正确诱导和控制措施的一个重要前提。根据我国制定的"国家智能运输系统体系框架",以动态交通管理为基本思想,构建了交通流状态辨识系统框架。介绍了在交通流状态辨识中所采用的一些新技术,利用实测数据以及交通仿真系统VISSIM的模拟数据分别对所建立的算法进行验证,结果表明本文所建立的算法和模型具有较好的性能,为交通流状态辨识提供了新的研究方法。     

基于XGBoost的短时交通流预测模型

为提高路段短时交通流的预测精度,选取路段平均旅行时间作为预测指标,建立了一种基于极端样度上升(extrem gradient boosting,XGBoost)的短时交通流预测模型。首先通过对交通流数据的分析,在考虑交通流时空特性的基础上,分别构建目标路段时间序列训练集、测试集以及时空序列训练集、测试集,然后基于XGBoost模型以及构建的训练样本集建立时间序列预测模型以及时空序列预测模型,并利用训练好的模型进行预测,最后将模型预测结果与线性回归模型、神经网络模型预测结果进行比较。实验结果表明:基于XGBoost的短时交通流预测模型能够对路段未来时段平均旅行时间进行比较准确的预测,其中时间序列预测模型均方根误差为5. 32,时空序列预测模型均方根误差为4. 82,均低于线性回归模型和神经网络模型,且相比于仅考虑时间因素的短时交通流预测模型,同时考虑时空因素的预测模型得到的误差更低,预测效果更好。     

基于动态时间规整和长短期记忆的空中交通流量短期预测

空中交通流量短期预测对于精准实施空中交通流量管理具有重要意义。为提高空中交通流量短期预测准确性,充分利用历史运行数据,提出了基于动态时间规整和长短期记忆(dynamic time warping-long short-term memory, DTW-LSTM)的空中交通流量短期预测模型。首先,分析了空中交通流的时空相关性特征,采用DTW算法衡量扇区之间交通流相关性;其次,依据相关性度量结果构建数据集,在不同输入条件下建立LSTM网络预测模型;最后,在不同时空参数组合模型间展开预测性能对比及分析。实验结果表明,相较于不考虑时空相关性的LSTM模型,本模型平均绝对误差(mean absolute error, MAE)降低24.5%,均方根误差(root mean squared error, RMSE)降低31.4%,相较于时空相关性的支持向量回归(support vector regression, SVR)模型,MAE降低36.4%,RMSE降低30.6%。由此可见,通过考虑交通流时空相关性可以有效提升流量短期预测的准确性,为空中交通流预测提供有益参考。     

一种交通拥堵流量范围界定及拥堵预测的方法

针对城市的交通拥堵问题,本文提出了一种交通拥堵流量范围界定及拥堵预测的方法。首先采用均值变点理论寻找出交通拥堵点,确定拥堵流量范围,然后通过小波分析与ARMA相结合的交通流组合预测模型,实现了拥堵点的实时预测。并以贵阳市中心城区数据为例,验证方法的可行性。     

基于模糊识别的高速公路交通拥挤预测算法

在分析影响交通拥挤因素的基础上,提出了一种基于模糊识别的交通拥挤状态预测算法,并对算法进行了模拟测试。测试结果表明:该算法实时性好,准确性高,可作为高速公路交通控制与诱导等管理手段的可靠依据。     

基于空中交通网络节点最大流的性能分析

以减少空中交通延时为目的,从理论角度研究了空中交通网络的最大流.利用离散时间消失排队系统,计算得到了机场节点最大流的理论上界,并且对该理论上界进行了性能分析.通过仿真实验,验证了方法的有效性.