基于机器学习的城市快速路速度-密度关系模型

为进一步提高速度-密度关系模型的精度以及更加精确刻画当前道路交通流动态变化特性,采用基于机器学习的方法对北京市三环路实测数据进行分析。首先对道路实测数据进行预处理,再采用层次聚类法确定不同交通流相位临界密度,最后利用传统速度-密度模型、BP神经网络以及局部加权回归进行对比分析并建立分相位的道路交通流速度-密度关系模型。利用现场实测数据对模型进行测试,结果表明:采用层次聚类可以为每个相位计算出更准确的分界点; 与传统模型相比较,采用基于机器学习的方法为每个相位估计速度-密度关系模型能够获得更高的精度; 对道路交通流进行分相位,建立速度-密度关系模型比基本图论的方法更能准确捕捉动态交通流的变化趋势。     

北京市快速环路速度-密度模型研究

以北京市快速环路系统为研究对象,对微波检测器(RTMS)获得的交通流数据进行处理分析,研究北京市快速环路交通流运行特征,建立了速度-密度模型.同时分析了北京市快速环路速度-密度模型在快速路研究中的作用,指出了快速路出入口对保持自由流速度的不利影响.这为交通控制优化、车流波形成机理的研究提供了基础.     

混合交通中自行车密度-速度关系

为研究中国城市混合交通流中自行车交通流特性,建立了混合交通基本路段的自行车密度-速度关系模型。采用视频拍摄、轨迹捕捉和坐标转换的技术方法获取混合交通基本路段上的运动车辆的轨迹数据。通过对轨迹数据的数据挖掘和回归分析,建立了混合交通条件下的自行车密度-速度关系模型。讨论的模型的适用性条件为:非拥挤情况下的稳定自行车流。自行车密度-速度关系的主要特点是随着自行车密度的增加,车速有上升趋势,这与机动车的密度-速度关系完全不同。     

混合交通中自行车密度-速度关系

为研究中国城市混合交通流中自行车交通流特性,建立了混合交通基本路段的自行车密度-速度关系模型。采用视频拍摄、轨迹捕捉和坐标转换的技术方法获取混合交通基本路段上的运动车辆的轨迹数据。通过对轨迹数据的数据挖掘和回归分析,建立了混合交通条件下的自行车密度-速度关系模型。讨论的模型的适用性条件为:非拥挤情况下的稳定自行车流。自行车密度-速度关系的主要特点是随着自行车密度的增加,车速有上升趋势,这点与机动车的密度-速度关系完全不同。     

基于速度截断对数正态分布的车队密度离散模型

鉴于Pacey提出的车队密度离散模型中车速为从负无穷到正无穷上的正态分布这一假设与实际车速分布情况明显不符,基于实地收集数据,从交通流密度的角度,假设车速服从在最小速度至最大速度之间的截断对数正态分布,由此分析了上游交叉口的排队车辆在绿灯放行后往下游道路行驶过程中的离散特性,利用分段函数方式构造了车队在时空坐标上的交通流密度函数的计算公式.针对信号协调控制应用,提出了在某一时刻公交车队头部驶过和尾部未驶过下游断面的车辆数计算公式,推导了下游交叉口断面处的流量分布模式,结合实测数据分析,验证了模型的有效性.     

基于Logistics模型的我国大飞机产业演化分析

综合运用产业演化理论和Logistics模型仿真分析我国大飞机产业包括产业增长率,产值等行业指标的中长期演化过程,对于指导我国大飞机未来的发展有一定的前瞻性和指导意义.     

阿姆河右岸灰岩纵波速度与密度的关系分析

基于阿姆河右岸地区31块饱和盐水的灰岩岩样的岩石物性测试数据,对Castagna等提出的纵波速度-密度的多项式和指数关系式的正确性进行了分析.实际测试数据的分析结果表明,Castagna等提出的指数关系式在该区的预测误差较大,而多项式关系式可以较好地反映该区灰岩岩样的纵波速度-密度的关系,且随着围压的增加,多项式拟合的精度逐步提高,有效地验证了多项式关系式的正确性.该结论有助于研究区的储层预测研究,具有重要的理论和实际应用价值.     

假设速度服从截断正态分布的公交车队密度离散模型

基于实地收集数据,针对我国大城市主道路上公交车流量普遍较大的情况,考虑公交车有别于小汽车的特有的运行特性,引入公交车停站平均延误参数,利用截断正态分布建立了相邻交叉口有停靠站的公交车队密度离散模型,分析了上游交叉口的排队公交车辆在绿灯放行后往下游道路行驶过程中的离散特性,利用分段函数方式构造了公交车队在时空坐标上的交通流密度分布函数. 针对相邻交叉口有一个停靠站的信号协调控制实例,提出了在某一时刻公交车队头部驶过和尾部未驶过下游断面的车辆数计算公式,推导了上下游交叉口断面处的流量分布模式,结合实测数据分析验证了该模型的有效性.     

数据挖掘在中观交通仿真器模型研究中的应用

为克服经典速度-密度模型刻画道路交通流动态变化特性的缺陷,将更丰富的路段检测信息运用到中观交通仿真模型参数的标定过程中. 提出先对路段检测器数据进行预处理,再采用数据挖掘中的局部加权回归,K-Means,k-最近邻以及凝聚层次聚类算法,分别将车流密度、密度与流量作为变量标定车速. 利用现场数据对算法进行了大量测试,结果表明算法是有效的,适用于基于仿真的动态交通分配系统.     

动态交通流分配模型

为了构造更先进的动态交通流分配模型,针对城市道路上车流的速度和密度特性,利用Green-shields速度密度关系对元胞传输模型进行了优化改进。改进后的模型能较好地模拟城市道路上交通流的运行特性,且在保证计算精度的同时,降低了算法的计算复杂度。算例结果表明,该模型可以出色地再现路段上时变的交通流,使乘客在任意节点都能获得当时交通条件下到达终点的最短路径,从而实现其交通分析与诱导功能。     

基于第三方物流的逆向物流优化模型

通过建立混合整数规划模型,构建了一个由第三方物流参与的逆向物流网络,包含顾客层、回收站、检测站(维修加工厂)、市场(掩埋地)四层.以总费用最低为目标,对家电产品回收的逆向物流网络的设施进行选址优化.实验表明,运用LINGO9.0对家电产品回收的逆向物流网络模型进行选址优化,可以快速得到最优费用.     

基于非对称作用的二维优化速度改进模型

【目的】通过分析行人流非对称作用的二维优化速度改进模型的稳定性,探讨行人交通流拥堵的临界行为。【方法】在二维优化速度模型基础上,用非对称作用力函数形式代替原来的对称力函数,并考虑后方行人的作用强度,提出一个改进的二维优化速度模型。【结果】通过线性稳定性分析得出沿φ=0,π/6,π/3,π/2方向传播的横波模式和纵波模式的稳定性条件,以及改进后的模型相图。在扰动波沿x轴传播的情况下,行人流的稳定性与敏感性系数a、行人间的距离r以及后方行人的作用强度λ同时相关;在其它情况下,稳定性条件都只与行人间的距离r有关。改进的模型中沿着x轴方向传播的纵波模式的临界曲线沿着r轴向左移动,且临界曲线下方的区域变得更小;而沿着x轴方向传播的横波模式的临界曲线沿着r轴向右移动,且临界曲线下方的区域变大。【结论】后方行人的作用强度对行人交通拥堵有较大的影响。     

高速公路异构交通流HDV建模及其特征

为了更好地模拟高速公路中网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicles,CAV)与人工驾驶车辆(human-driven vehicles,HDV)组成的异构交通流,开展高速公路异构交通流跟驰与换道行为研究。首先,以NGSIM轨迹数据集为基础分析HDV的微观交通特性,根据驾驶人在相同车头时距条件下的加、减速策略,将驾驶人分为保守型、普通型和激进型3类。其次,从驾驶人感知判断结果存在不确定性的角度,结合车辆跟驰数据分析不同类型驾驶人车头时距和速度判断误差的特性,同时引入信息效用理论模拟驾驶人对CAV认知程度的变化及其对驾驶决策的影响,在智能驾驶人模型(intelligent driver model,IDM)和对称双车道元胞自动机换道模型的基础上,提出一种改进的HDV跟驰与换道模型。最后,将改进模型与IDM模型预测结果进行对比分析,并通过MATLAB对高速公路异构交通流特征进行仿真分析。研究结果表明:改进模型能够更准确地模拟车辆跟驰行为,相比于IDM模型,保守型HDV跟驰模型平均绝对误差M_AE降低24.7%,均方误差M_SE降低11.9%,皮尔逊相关系数P_CCs提高2.6%; 普通型HDV跟驰模型M_AE降低45.6%,M_SE降低38.6%,P_CCs提高4.0%; 激进型HDV跟驰模型M_AE降低41.2%,M_SE降低45.9%,P_CCs提高0.4%; 在接近自由流状态下,HDV在车流中的占比对异构交通流的速度、流量和稳定性等特征影响较小,随着密度的增大HDV占比对交通流的影响也随之增大,直到达到临界密度,车辆组成对交通流的影响开始减小; 在相同交通流密度下,HDV在车辆组成中的占比与交通流的速度、流量和稳定性呈负相关性。模型丰富了对异构交通流HDV跟驰与换道行为的研究,在高速公路HDV和CAV混行的异构交通流的交通管理和基础设施设计等方面具有一定参考价值。     

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。     

城市道路施工区交通延误建模与仿真

随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误.针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响、机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响.模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性.基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率.     

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。     

基于耦合映象模型的交通流混沌现象分析

针对交通流耦合映象模型中出现的混沌现象，利用Matlab程序产生交通流时间序列，仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程，并在此基础上讨论了参数变化对交通流运动状态的影响。结果表明，在该模型产生的交通流中，系统由于参数变化沿着Pomeau—Manneville途径走向混沌，从而验证了混沌现象在交通系统中确实存在。