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2019年 第4期

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征稿启事
2019, 37(4).
摘要(202) PDF(0)
摘要:
综述
大型车辆侧翻预测和控制技术研究进展
贺宜, 杨鑫炜, Xiaoyun LU, 任卫群, 褚端峰, 吴超仲
2019, 37(4): 1-9. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.001
摘要(673) PDF(12)
摘要:
大型车辆引起的重特大侧翻事故频发会造成严重的人员伤亡和财产损失,因此,提高中国大型车辆防侧翻技术水平显得尤为重要.通过阐述国内外在车辆侧翻预警和稳定性控制方面开展的研究现状,详细描述基于静态门限值法和动态门限值法的侧翻预警技术研究进展,分析车辆半主动、主动转向控制、主动悬架控制、差动控制、电子稳定控制、联合控制等防侧翻控制技术发展现状,指出当前车辆侧倾预警领域主要研究方向在于提高侧翻指标的预测精度和响应实时性,特别是综合考虑道路环境因素对侧翻指标的影响.侧翻控制已逐步从半主动阶段提升到主动控制,控制方法更趋智能化、精确化.人-车-路-环境耦合作用、复杂非线性条件下的车辆侧翻预测模型,以及混沌条件下的优化控制将会是未来重点研究方向.
基于文本挖掘的交通运输学科研究热点与趋势分析—— 以中文期刊为例
侯明瑜, 程建川
2019, 37(4): 10-18,26. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.002
摘要(547) PDF(2)
摘要:
为进一步了解我国交通运输工程学科研究热点及趋势,基于R语言工具利用文本挖掘方法对6种权威中文学术期刊2014—2018年刊载的3197篇文献进行分析,在分词结果基础上统计高频关键词词频,使用词频分析法进行总词频分析,按照研究内容和属性差异将高频关键词划分至16种研究主题类型,统计各研究主题年度总词频并进行标准化处理,根据词频标准化Z值分析各研究主题在2014—2018年间的热度变化趋势,按照趋势划分为5种类型,包括增长型、下降型和稳定型等,并利用词云图和热图将文本挖掘结果可视化.研究结果表明,路基、路面领域的研究热度要高于交通安全和交通工程等;路面材料中以沥青及其混合料热度最高;路基研究侧重于特殊地质条件下路基的稳定性及其处治方法;交通安全和交通工程等领域对人的因素和交叉口关注度最高.此外,作为研究手段或者研究成果,各类物理模型和数学模型在交通运输工程各研究领域都得到了广泛的应用,在所有关键词中"模型"的总词频最高.
交通安全
基于模糊认知图的水上交通事故涌现分析
杨佳宇, 段文杰, 李廷文, 吴兵, 汪洋
2019, 37(4): 19-26. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.003
摘要(485) PDF(0)
摘要:
为更深入认识水上交通事故发生的规律,本文面向事故的发生和演化过程,从人员、船舶、环境和管理4个角度分析了影响水上交通安全的10个主要因素.按照因素之间的相互关系构造邻接矩阵,通过赋值专家权重改进最大值函数法,并结合重心法聚合专家意见,以此构建水上交通事故模糊认知图模型.基于模糊认知图模型描述水上交通事故涌现的不同阶段,根据案例场景中因素节点风险值的变化来分析水上交通事故涌现性.研究结果表明,在船舶密度过大或监管强度不足的水上交通场景中,船舶航速和船舶设备状况对事故涌现风险的贡献率达到0.99,是可能导致水上交通事故涌现的最直接因素.同时对于下游因素节点数量较多的源节点,需要通过控制其风险传递效应,有效降低节点风险涌现的同步范围.
基于飞行数据的民机着陆安全影响因素研究
王冉, 高振兴
2019, 37(4): 27-34. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.004
摘要(611) PDF(7)
摘要:
飞机进场着陆阶段是飞行任务中的事故多发阶段,长着陆和重着陆是该阶段发生最为频繁的不安全事件.为探索诱发长着陆和重着陆的影响因素,考虑飞行数据的时间序列信息,结合实际飞行阶段对着陆因参数进行分段,并通过着陆阶段动力学分析,建立标准着陆模型;采用基于时间序列的灰色接近关联分析进行模型和方法验证,并找到影响长着陆和重着陆事件细节分段后的关键阶段飞行状态参数,再进一步通过灰典型相关分析方法寻找关键阶段的飞行状态参数与长着陆和中重着陆之间定量的关联性.灰色接近关联分析表明,跑道入口至接地段对2个不安全事件的影响最大;进一步的灰典型相关分析结果表明,载荷量达0.9691的下降率对长着陆影响最大,载荷量达0.7670的地速对重着陆影响最大.所得结论与飞行实际情况相符,能够为长着陆和重着陆的预防和风险控制提供参考.
基于GIS的网约车乘客安全状态监测模型研究
钱振, 周侗, 马培龙, 陶菲, 刘浩
2019, 37(4): 35-43. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.005
摘要(507) PDF(0)
摘要:
为提供网约车乘客及时可靠的救险援助,防范网约车司机侵害乘客案件的再度发生,研究基于"潜在危险区域"的多参数安全状态监测模型.从地理时空角度,分析案件发生的区域和时间特征,基于其时空规律,提取城市"潜在危险区域",构建车辆OD距离、异常速度、行驶时间等因子,同时结合乘客信息,实时综合分析乘客安全状态.以南通市港闸区为例,以出租车轨迹、兴趣点、OSM开源路网以及城市影像等作为实验数据,实验结果表明,模型能够有效监测出车辆在"潜在危险区域"内行驶时车辆的异常行为,当不设立"潜在危险区域"时,模型能够准确地识别出司机的异常驾驶,如绕行、异常停止等,实验精度达到92.06%,其中绕行判别精度为90.57%,异常停止判别精度为100%,证明研究的模型能够取得较好的监测效果.
基于故障树贝叶斯网的山区高速公路事故成因分析
由冰玉, 廉福绵, 孟祥海
2019, 37(4): 44-51. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.006
摘要(581) PDF(4)
摘要:
为分析山区高速公路事故致因因素,采用故障树及贝叶斯网方法,分析各因素对事故的贡献率.建立以事故为顶事件,驾驶员、车辆、道路及环境为次顶事件,事故因素为基本事件的故障树模型;构建基于故障树的贝叶斯网模型,对人、车、路及环境各方面单独分析,定义证据节点的诊断方式计算4个方面的后验概率,找出各方面中最敏感的事件.结果表明,对事故影响较大的基本因素为"未保持安全距离""超限超载""长大下坡坡底"和"夜间无照明";驾驶员、车辆、道路及环境对事故的贡献率分别为54.4%,32.2%,48.1% 和4.5%;对人、车、路及环境最敏感的事件分别为"操作不当"、"超限超载"、"长大下坡坡底"和"能见度不足";基于故障树的贝叶斯网模型不仅可以更高效和简便地对基本因素进行概率推理,而且还能得出更可靠的推论.
基于共轭贝叶斯模型的长江干线江苏段碰撞事故定量分析
陈晶磊, 李廷文, 张金奋, 贺安欣, 张笛
2019, 37(4): 52-58. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.007
摘要(543) PDF(0)
摘要:
对船舶碰撞风险的定量分析对于深入理解事故规律、避免事故的发生具有重要意义.以长江干线江苏段2012—2016年945起船舶碰撞事故或险情数据为例,对6个区域进行碰撞风险评估研究,建立相对事故贝叶斯模型,分析通航水域、航行状态和会遇情景3个指标下不同航行情景的相对风险关系.利用共轭贝叶斯方法,对江苏段船舶碰撞风险进行建模分析.研究发现,根据专家意见和事故数据进行风险评估的结果并不十分一致,深水航道、顺航道航行等普遍认为风险较低的情景,数据分析显示风险较大,这与数据的不完整性有关.当未来有更多数据时,可以对结果进行迭代更新,不断提升评价结果的精度和可靠性.
交通信息工程与控制
考虑主线车道数与匝道车速的快速路出入口最小间距计算方法
裴玉龙, 金英群, 王宇
2019, 37(4): 59-66. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.008
摘要(615) PDF(1)
摘要:
为完善现行标准、规范,满足日趋精细化的工程实践需求,开展了快速路出入口最小间距计算方法研究.总结了快速路出入口组合形式与最小间距划分方式,根据车辆变道,提出将交织段进一步划分为合流变道段与分流变道段;以尽量避免分合流车辆对主线交通流干扰为原则,重新建立了不同组合形式下出入口最小间距计算式.针对快速路主线自由流、稳定流上段和稳定流3种运行状态,考虑匝道车速,分别建立了加、减速段长度计算模型;引入间隙接受理论,建立了等待合流段长度计算模型;以变道条件最差为前提,结合主线车道数,提出了车道变换长度的确定方法 ,并据此优化了加速车道、减速车道、车道变换、出口标志识认4类长度的计算方法.给出了三级服务水平下,对应于不同主线设计速度、车道数和匝道设计速度的出入口最小间距推荐值,结果表明,在76.5% 的工况中,推荐值小于规范值;推荐值高于规范值的情况集中于主线设计速度高于80 km/h,单向车道数为4的工况中;对应于60 km/h,80 km/h,100 km/h的主线设计速度,推荐值平均比规范值低160 m,138 m,70 m.与规范值相比,推荐值能满足更为灵活的设计需求.
城市快速路隧道与立交超短连接段变道概率分析
苏东兰, 张彦宁, 郭忠印
2019, 37(4): 67-73. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.009
摘要(507) PDF(0)
摘要:
为了给城市快速路隧道与互通立交超短连接段交通组织安全管理提供技术支撑,提出一种车辆变道概率计算方法.依据变道模型中车辆的受力状态,通过抗侧滑、抗侧翻的极限状态界定车辆变道的临界安全状态,通过理论分析与数学计算提出车辆安全变道所需最小车头时距计算公式和最小变道距离计算公式.将变道行为分为单次变道、先后2次变道2种:提出了基于最小车头时距的单次安全变道成功概率计算方法;将先后2次变道视为相互独立,提出考虑必要调整时间的先后2次变道的成功概率计算方法.以深圳某快速路隧道与互通立交超短连接段为实例进行计算分析,结果表明,变道次数对变道成功概率影响最大、交通量次之、天气影响最小,其敏感系数分别为1.25,0.45,0.17;以95% 的成功概率反算连接段所需长度的计算结果表明,2次变道所需长度约为同等情况下单次变道的1.9倍,且该长度增长率约为交通量增长率的2.4倍.
干线控制策略对宏观基本图特征影响研究
惠彦彦, 赵晶, 蒋盛川
2019, 37(4): 74-81. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.010
摘要(254) PDF(1)
摘要:
相比单交叉口控制,交叉口群协调控制策略的评价与优化方法尚不完善、控制参数优化原则尚不明确.基于宏观基本图(M FD)的研究发展,提出引用宏观基本图作为交通控制决策的评判手段,建立并分析M FD形态与交通控制参数(信号周期、相位差)的量变关系,以支撑信号控制决策.通过实测与仿真数据相结合的方式,验证了宏观基本图在上海张杨路的存在性,及宏观基本图形态对控制策略的敏感性.建立不同等间距的标准路网仿真模型,获取了M FD与控制参数的量变关系,并结合宏观基本图与路网评价指标(等效通行能力、自由流车速、延误等),分析了不同信号周期和相位差的适用条件.结果表明,路网等效通行能力并不单纯随周期的增大而增加,且存在使路网通行能力最大的"最佳"周期;路网自由流车速随信号周期的增加而减小.同步控制适用于交叉口间距较小(小于200 m)情况,续进控制适用于交叉口间距较大(大于300 m)情况.
基于船舶A IS数据的桥区水域通航饱和度研究
王维刚, 初秀民, 蒋仲廉, 刘磊
2019, 37(4): 82-88. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.011
摘要(306) PDF(1)
摘要:
为分析内河通航情况,评价桥区水域航道饱和程度,研究不同船舶领域模型对航道饱和度评价造成的影响,构建了基于船舶A IS数据的通航饱和度模型.通过大量历史船舶A IS数据分析,计算了船舶交通流量、通航密度、通过能力等参数,基于停船视距船舶领域构建了通航饱和度模型,提高了饱和度计算精度;分析了饱和度随时间的变化特征,并提出了最大饱和度等评价指标.以长江中游武汉河段桥区水域为例,研究近三年桥区水域通航饱和度用以验证.结果表明,长江中游桥区水域通航饱和度平均约为20% ~30%;武汉长江大桥附近饱和度最大可达53%,与实际较为相符;基于藤井船舶领域模型相比停船视距船舶领域模型计算所得的通过能力值高76%,饱和度低43%.采用停船视距船舶领域计算所得饱和度随区域交通流特征而变化,相比于传统方法更加精准.
基于SSA RX-N A RX模型的短时交通流预测
周海赟, 闫冬梅
2019, 37(4): 89-95. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.012
摘要(295) PDF(1)
摘要:
为了提高短时交通流的预测精度,向出行者提供更加准确可靠的道路交通信息,在充分考虑交通系统非线性特征的基础上,提出了基于SSARX-NARX的短时交通流预测模型.该模型以NARX作为短时交通流预测基础模型,采用SSARX方法建立了短时交通流预测状态空间模型并估计了模型参数,然后将估计出的状态空间模型的系统阶次和马尔科夫参数的值分别作为N A RX基础预测模型线性部分的初始参数值,优化后构造了SSARX-NARX预测模型.利用PeMS数据库的交通流数据,验证了SSARX-NARX模型的预测性能,比较了SSARX-NARX模型与SSARX模型的预测精度.结果表明,SSARX-NARX模型可以实现1步和多步短时交通流预测,并且针对5步和10步短时交通流预测,SSARX-NARX模型的MAPE值分别比SSARX模型小0.76% 和2.4%,而针对1步交通流预测,SSARX-NARX模型的MAPE值比SSARX模型大0.13%,但相差不大.
检测器数据的精确度对全感应控制的影响分析
周敬龙, 傅立平, 钟鸣, 赵菲, 吕正旸
2019, 37(4): 96-101. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.013
摘要(269) PDF(1)
摘要:
为了研究交叉口检测器的精确度对全感应信号控制的影响效果,利用Python程序模拟全感应信号控制的控制策略,使用淮安市实际交叉口调查数据在Vissim软件中对单个交叉口进行交通仿真建模.分析对比在不同车辆检测器的精确度下,交叉口采用全感应信号控制方案时的评价指标,主要包括排队长度、车均延误、停车次数等.结果表明,在低峰、平峰和高峰时期,当车辆检测器的精确度分别达到90%,85% 和70% 时,对排队长度、车均延误和停车次数的改善效果最为明显.交通流量的大小会影响检测器的精确度对全感应信号控制的控制效果.交通流量较小时,全感应信号控制对检测器的精确度要求较高.随着交通流量增大,即使较低精确度的检测器也可以使全感应信号控制达到较为理想的控制效果.而当交通流量达到饱和或者过饱和时,检测器的精确度将不再影响全感应信号控制的控制效果.
交通规划与管理
寒地城市地铁站短时步行交通需求动态预测模型
孔德璇, 张亚平
2019, 37(4): 102-111. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.014
摘要(249) PDF(0)
摘要:
基于为地铁站周边步行设施规划、交通组织及信号控制优化提供依据的研究,提出进出地铁站短时步行交通需求动态预测模型.以地铁列车到发时间间隔为单位,通过Levenberg-M ar-quardt算法标定的指数平滑模型对下一到发时间间隔内的进、出站客流量进行预测,基于动态行程时间分析地铁站周边人行道、无信号交叉口、信号交叉口以及立体行人过街设施处的步行交通阻抗函数,并提出侵占人行道、寒地城市冰雪路面、立体行人过街设施与水平路面高度差、缺乏方向指示4类惩罚系数对步行阻抗函数进行修正,采用多路径交通分配模型将指数平滑模型预测得到的进出站步行交通量分配至地铁站周边慢行交通网络.以哈尔滨市地铁1号线博物馆站1号站口为例进行良好天气及雪后进出站客流量预测、对比冬夏两季步行阻抗函数计算和步行流量分配情况,研究结果表明,在通过连续6个到发时间间隔客流量数据标定指数平滑模型的前提下,进出站客流量预测相对误差总体呈下降趋势,第7个到发时间间隔进、出站客流量预测相对误差分别为1.67% 和-3.57%,根据地铁站周边步行阻抗函数分配得到的步行流量分布与实际情况基本吻合且能反映步行环境和季节变化引起的路线选择倾向变化,证实模型可用于地铁站周边步行设施的规划与评价,并可协同地铁站邻近交叉口进行考虑行人效益的动态交通控制.
驾驶员礼让行人等待时间阈值研究
李明远, 郭凤香, 费怡
2019, 37(4): 112-119. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.015
摘要(259) PDF(0)
摘要:
驾驶员等待时间阈值是分析礼让行人合理时间的重要参数,是减少非信号交叉口人车冲突,提升道路通行能力的重要条件.通过有序Logistic回归模型研究驾驶员放弃等待时间的影响因素,并基于非集计价格敏感度分析法(KLP)建立驾驶员等待时间阈值模型,利用昆明市驾驶员让行意愿调查数据进行标定.研究结果表明,驾驶员人格类型、性别和教育程度对驾驶员放弃等待时间在统计学上有显著影响;驾驶员年龄、职业和收入对驾驶员放弃等待时间在统计学上无显著影响.驾驶员主观合理等待时间为16.4 s、等待时间阈值为23.2 s,与驾驶员意愿等待时间的50% 分位值和85% 分位值相吻合.同时,不同人格驾驶员的主观合理等待时间差异较小,而相应的等待时间阈值存在较大差异.
基于前景理论的运输通道出行方式选择研究
郭鸿钧, 杨信丰, 马昌喜
2019, 37(4): 120-127. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.016
摘要(300) PDF(0)
摘要:
为使出行者的出行方式选择决策能够体现出行者的主观偏好特征,考虑出行者在出行方式比选时面对损失和收益的不同态度,研究一种前景理论与灰色关联方法相结合的运输通道出行方式选择方法.选取出行方式的经济性、便捷性、快速性、舒适性、准时性和安全性构建原始决策矩阵,借鉴奖优惩劣的思想,利用[-1,1]线性变换算子对原始决策矩阵进行规范化.以出行方式的正负理想方案作为参照点,结合灰色关联方法建立前景价值矩阵,进而计算各出行方式的综合前景值.以出行方式的前景值最大为选择依据,然后运用多项Logit(MNL)模型计算运输通道内出行方式的分担率.以兰州至宝鸡运输通道为例进行分析,研究出行者对高速大巴、既有铁路和高速铁路的选择行为.结果显示,3种出行方式的分担率分别为13.45%,28.0%,58.55%,相较于效用最大的出行决策方式,所建模型的计算结果与实际情况较为符合,最大误差在3% 以内,并分析了高速铁路在不同定价策略及速度下分担率的变化情况.
面向节能减排的机场地面运行优化研究
高伟, 崔昳昕, 康道驰
2019, 37(4): 128-135. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.017
摘要(239) PDF(2)
摘要:
为了减少航空器在地面滑行阶段因等待造成的污染物排放量.在起飞着陆(LTO)循环污染物排放量计算模型基础上,研究了航空器在地面滑行阶段滑行动作类型及对应推力,将研究出的不同滑行动作对应推力值代入LTO循环计算模型,提出了基于滑行动作的航空器污染物排放量计算模型,并以该计算模型为目标函数,以航空器过机场关键节点时间为决策变量,考虑滑行冲突、滑行速度、航空器开始和结束滑行时间3种约束建立航空器场面节能减排滑行优化模型,并利用遗传算法对该模型求解.以哈尔滨机场航班数据进行实例计算,同时借助TAAM仿真软件对机场进行实际运行仿真.通过与TAAM输出仿真数据比较,经过模型优化后污染物排放量总体降低了32.89%,说明通过控制离场航空器推出时间和进场航空器经过其滑行路径关键节点时间可达到节能减排目的.
基于Agent理论的机场旅客出发时间与出行方式联合选择模型研究
狄智玮, 包丹文, 张天炫, 朱婷
2019, 37(4): 136-144. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.018
摘要(279) PDF(2)
摘要:
为提高机场陆侧区域的客运通行能力,研究交通管理策略实施后机场旅客的行为变化,通过研究Agent的理论结构,构建了机场旅客出发时间和出行方式的联合选择模型.在建模过程中,考虑了旅客不完全信息性和有限理性,应用机器学习算法生成if-then规则模拟机场旅客前往机场的搜索和决策过程,该规则加入了机场旅客的特征变量,如乘坐飞机频率、是否有托运行李等机场旅客的特征属性.应用该模型进行仿真试验,结果显示,机场公共交通成本在10~15元区间变化时,每降低1元,使用公共交通的旅客比例约提高2%;到达机场公共交通站点时间缩短到10 min时,旅客将会延迟10~15 min出发.该模型能较好地显示出发时间变化和出行方式切换过程,有效的预测了机场旅客在不同交通政策和措施下出行行为的调整结果.

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