基于多源ITS数据的行程时间预测体系框架及核心技术

针对当前城市道路行程时间预测系统性不强等问题,构建基于多源数据的行程时间预测体系框架,阐述预测过程涉及的关键技术.框架的构建以固定式和移动式2类采集方式获得的交通数据为出发点,将预测过程划分为估计和预测两个阶段.提出固定式采集方式获取的速度数据用于行程时间的间接估计和预测的关键技术为空间平均速度的估计;移动式采集方式获...     

基于SVM与人工神经网络组合模型的物流规划车辆行程时间预测

行程时间预测在交通和物流规划中具有重要的作用.传统方法大部分是针对单一路段的行程时间进行短期预测.考虑了一个与传统行程时间预测不同的背景,研究物流车队行程时间预测问题.结合人工神经网络的学习能力和支持向量基对复杂非线性预测的处理能力,提出了一种基于支持向量基和人工神经网络相结合的方法,对物流规划中车辆行程时间进行有效的预测.把得到的结果和真实值比较,说明所提出的预测方法是可行和有效的.     

基于交通数据融合技术的行程时间预测模型

针对当前城市道路行程时间的预测多限于单源数据且预测精度不高的问题,构建了基于浮动车GPS数据、微波检测器交通数据的行程时间预测融合模型.利用遗传算法优化小波神经网络,解决了小波神经网络初始参数选取时盲目与随机性问题,大大提高了网络搜索效率与训练速度.预测行程时间与视频观测数据吻合良好,表明该模型是有效的和可靠的.     

基于SV模型的行程时间预测

行程时间的波动性分析及预测是道路交通网络研究的重要内容,为有效预测出行者行程时间,本文基于实际路段行程时间数据构建随机波动率模型,利用马尔科夫链蒙特卡洛方法求解模型参数,使用标准随机波动率(SV-N)模型和厚尾随机波动率(SV-T)模型对行程时间进行预测。结果表明:在刻画对路段行程时间波动率特征的效果上,厚尾随机波动率模型优于标准随机波动率模型;在行程时间预测上,厚尾随机波动率模型更能准确地进行实时预测。本文方法对行程时间预测具有实时性,可对实际路段行程时间进行在线预测及对交通出行者的路线规划提供理论依据。     

基于行程时间可靠度的区域交通控制系统评价方法

在定义行程时间可靠度的基础上,利用浮动车调查数据,得到不同时段路径行程时间可靠度;然后建立了以行程时间可靠度为指标的城市区域控制系统运营效率的评价模型.该模型在武汉市区域控制系统评价中进行了应用研究,结果表明:区域交通控制系统运营后,早高峰、平峰和晚高峰3个时段路网行程时间可靠度显著提高,全日路径行程时间可靠性波动小于实施前,离散程度降低,城市交通系统的运行状态得到改善.相对于传统评价方法,所建模型灵敏度更高,适用性更强.     

基于遗传算法的多代理规划优化方法

给出了多代理规划间关系上的分类,并在此基础上提出了多个约束上多代理规划优化的算法。算法充分考虑了串行规划的合并和其它方法所不能处理的并行及部分并行规划的合并,并能对不同类型的规划,在时间期限约束下,找出满足质量要求且费用最小的可合并操作的集合。     

基于GPS数据的高速公路行程时间估计与可靠性分析

准确地进行高速公路行程时间估计与可靠性分析对交通规划与缓解交通拥堵具有重要意义。针对目前行程时间估计准确性不高、可靠性分析不够全面的问题,提出基于BP神经网络的高速公路行程时间估计模型,并利用该模型计算的行程时间分析高速公路上车辆行驶的行程时间可靠性。以广州机场高速公路GPS浮动车数据为例进行实例验证,结果表明,与速度-时间积分法和位置-时间内插法相比,本文提出的模型提高了行程时间估计的准确度,同时能多方面地分析车辆行程时间的可靠性。     

道路交通网络路径行程时间可靠性计算方法

行程时间可靠度是反映交通服务水平的一个重要指标,为评价交通运行状况,比较交通改善治理措施提供了新的思路。随着信息采集技术的深入发展,大量行程时间样本的采集与行程时间分布的获得,使得可靠度的计算方法的研发变得十分迫切。传统的路径行程可靠度计算方法直接套用电路理论,无法反映交通运行的特征,造成可靠度计算值严重偏低。本文在分析传统方法失效原理的基础上,引入蒙特卡洛理论,开发了一套新的路径行程时间可靠度计算模型。陆家浜路5个路口的实例分析表明,利用GPS测量值得到的可靠度值在80%左右,传统方法计算值为40%左右,本文方法计算值接近80%,表明本文方法能够有效应用于路径行程时间可靠度计算的实践中。     

基于宏观交通流模型的行程时间预测

以高速道路为研究对象,概述了宏观交通模型的基本方程,提出了一种基于宏观交通模拟的路径行程时间预测方法．预测方法以宏观模型输出的速度为基础计算路径行程时间,能够考虑交通拥堵以确保行程时间预测结果更合理．预测方法包含一般计算方法、由路段行程时间合成的方法（近邻组合法）这两种计算方法,后者用以加快计算速度,确保预测能够适用于较大规模路网．算例分析说明了预测方法的有效性．     

基于带宽与往返时间联合预测的多路径并行传输性能优化算法

在流控传输协议( stream control transmission protocol, SCTP)中,多路径并行传输利用多家乡特性实现数据在关联的多条端到端路径中的并行传输。然而,受不同路径性能差异的影响,多路径并行传输将带来接收端的数据乱序。为了减轻数据乱序的程度并提高网络吞吐量性能,需要尽可能准确地估计每条路径的实时带宽与往返时间( round trip time, RTT)。本文利用扩展矢量卡尔曼滤波对多路径并行传输中每条路径的可用带宽与往返时间进行联合预测,同时提出了一种综合考虑发送端未经接收端确认的数据的路径选择算法。仿真结果表明,通过实时准确地预测可用带宽和往返时间,路径选择算法能够减轻接收端数据乱序的程度。对于带宽敏感的多路径应用场景而言,该算法的收敛速度比Kalman-CMT算法更快,对网络吞吐量性能也有一定程度地提高;对时延和带宽都敏感的多路径应用场景来说,算法在收敛速度与吞吐量两方面优势明显。     

基于行程数据的公交车到站时间预测

为向乘客提供较为准确的上下车时间参考,解决长距离预测中误差累积明显的问题,构建基于双层、双注意力、双向长短期记忆(LSTM)神经网络的公交车到站时间预测模型,提出一种基于行程数据的公交车到站时间预测方法.以广州市B2路、 560路公交车工作日的实际运行数据为例,对该预测方法进行精度验证.结果表明,由该模型所预测的行程时间,其平均绝对百分比误差为8.09%,在长距离到站时间估算上,15个站点的预测误差可保持在4.00 min左右.     

基于往返时延的网络拓扑推断

为了减少拓扑推断中采用单向性能参数需要多个节点合作的限制,提出了一种基于往返时延的拓扑推断算法,设计了网络拓扑推断中的往返时延测量方法,基于往返时延的拓扑推断不需要时钟同步及目标节点的配合.从理论分析了基于往返时延推断网络拓扑结构的可行性和正确性,并通过NS2进行了仿真实验.仿真结果表明,基于往返时延的推断算法能够较准确地推断网络的拓扑结构,与基于单向性能参数的拓扑推断算法相比,基于往返时延的拓扑推断算法受到的限制较少.     

基于有限元方法的液压缸结构优化设计

为了减小液压缸的重量,提高产品使用寿命,对某型号液压缸进行了静力学仿真,得到了液压缸的变形、应力参数。优化设计时以缸体内孔半径、缸体壁厚、活塞杆半径尺寸参数为输入参数,液压缸的变形、应力、质量为输出参数,通过ANSYS软件仿真分析获得了液压缸变形、应力、质量与缸体内孔半径、缸体壁厚、活塞杆半径尺寸之间的关系。然后以液压缸变形、应力、质量为优化目标,对其进行了优化设计。结果表明,通过有限元分析,液压缸的最大应力减小2.3%,最大变形减小4%,质量减小5.65%。     

基于SOA的数字城市框架研究与初步设计

信息化建设与发展为数字城市建设提供了机遇和挑战。从全球信息化发展趋势、我国信息化建设的战略目标、数字城市建设在国内外的迅速发展及其对城市信息化建设和城市可持续发展的重要性、城市信息化建设存在的差距等方面看,积极启动和推进数字城市建设的时机已基本成熟。与国际城市信息化发展水平相比,我国信息化建设水平还比较低,信息共享和系统集成化程度较差。SOA架构思想的出现为数字城市信息共享发布和集成架构设计提供了新的途径。     

基于区间分析的结构非概率可靠性优化设计

将结构体系及其所处复杂环境中的不确定参数描述为区间变量,在区间可靠性分析方法的基础上,发展出一种结构非概率可靠性优化模型,可给出满足一定可靠性要求的优化设计方案.结构非概率可靠性优化过程包含两个层面,外层根据问题特征选用不同的全局寻优能力较强的优化算法,内层根据响应对不确定性量的敏感程度可使用基于Taylor展开的区间分析方法和配点型区间分析方法代替优化过程以评估结构响应的上界和下界.这种优化方式既避免了两层嵌套优化,极大的降低了优化过程的计算量,又可充分利用现有成熟的优化算法,程序的可移植性强.模型中使用改进的两种不同的区间可靠性模型,分别为基于区间能度方法的＂1公式模型＂和基于图表法的＂2公式模型＂,实用性强.文中的两个数值算例表明了本文所提出方法的有效性.     

基于目标层解分析方法的重水潜器多学科设计优化

采用一种新型的多学科设计方法———目标解析分流法进行重水潜器的概念设计。首先利用半经验法建立重水潜器的集成系统模型,并进行目标层解分析（ATC）优化模型;再应用增广拉格朗日惩罚函数松弛化方法,通过改进内外层嵌套式求解策略,减少内层循环病态子问题的求解计算时间,在内层循环得到收敛的同时,外层循环更新惩罚权重来获得可行解;随后改变惩罚函数权重,对比分析各种惩罚函数对求解效率的影响。由实验可得,应用增广拉格朗日惩罚函数松弛化求解的方法,保持计算精度的同时也提高了计算效率。最终获得的系统最优解与多维的一次设计优化问题所得到的最优解非常接近,证明了多学科设计优化能充分利用不同学科之间的相互作用所产生的协同效应,从而获得系统整体的最优解。     

SRC框架基于位移的多目标优化设计

将SRC框架的工程造价及结构层间位移差最小定为优化目标,并根据SRC框架结构在不同受力阶段各类构件的受力特性,提出两阶段优化设计的思路:小震作用下,认为混凝土处于开裂的临近状态,假定钢材未发挥作用,仅有混凝土发挥作用,据此对结构构件的截面尺寸与混凝土用量进行优化;在中震及大震作用下,对满足结构性能要求的钢材用量进行优化.综合考虑各种约束条件,运用层次分析OC-GA算法实施SRC框架的抗震优化设计,并通过优化设计实例证实所采用的优化思路是有效、可行的.     

心血管支架瞬态扩张的有限元分析与设计优化

在经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)的帮助下,血管支架已成为心脏疾病的一个主要治疗手段。经研究,支架气球系统端部的结构影响了支架的瞬态扩张行为。支架气球系统的膨胀呈现非均匀扩张,即两端先于中部扩张,该现象会在支架的端部致使血管损伤。文中运用有限元法(FEM)模拟分析不同的支架结构和气球的长度在不同的内部压力下的瞬态膨胀过程。模拟结果表明,端部优先现象可以通过支架几何形状的改进和优化气球长度来消除。     

多目标模糊优化方法及其在工程设计中应用

应用多目标模糊优化方法,以工程设计中桥式起重机箱形主梁设计为实例,建立了桥式起重机箱形主梁多目标模糊优化设计的数学模型,构造了模糊目标集,确定了多目标函数的模糊性和约束的模糊性,并应用最优水平截集法实现了模糊约束到实数论域上的集合转换,从而用遗传算法寻求到子目标函数在可行域空间的最优解和约束最优值.优化结果表明,在工程设计中应用多目标模糊优化方法是可行和有效的.