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2017年 第3期

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《交通信息与安全》杂志征稿启事
2017, 35(3).
摘要(137) PDF(2)
摘要:
综述
TRB2017年会——行人交通及智能交通研究综述
刘少博, 张晖, 吴超仲
2017, 35(3): 1-10. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.001
摘要(212) PDF(5)
摘要:
介绍了2017年第96届美国交通运输研究委员会年会(2017 Transportation Research Board 96th Annual Meeting, TRB2017)的概况,包括TRB的组织构架、TRB年会的组织形式及所涉及的领域等.重点介绍行人交通及智能交通2个研究领域的最新进展,并对其未来的发展进行了展望.行人交通方面,结合交通流理论与特征、应急疏散、行人等6个相关TRB(分)委员会的会议组织情况,分别从群集动力学、人员疏散、道路行人交通和客流服务与安全4个方面进行了分析和展望;智能交通方面,结合智能交通系统、自动化与互联化车辆的角色和车辆-高速公路自动化3个TRB委员会的大会组织情况以及讨论情况,分别从智能交通对驾驶安全的影响以及车路协同对交通效率和环境的影响2个方面进行了分析和展望.
交通安全
高速公路事故现场隔离路锥布设车引导系统研究
吕能超, 李泽, 黄珍, 吴超仲
2017, 35(3): 11-18. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.002
摘要(216) PDF(1)
摘要:
目前高速公路交通事故现场隔离路锥自动收放车主要依靠驾驶员凭经验操作,路锥布设车需要实现智能引导并完成路锥的最优化布设隔离.对路锥布设车的智能引导需求进行分析,基于高速公路事故现场隔离规范设计了引导系统规则.建立基于车速反馈的路锥布设时机控制策略,实现路锥纵向布设时机控制.基于路锥布设车平台开发了布设引导系统,并开展实车实验.结果表明,当路锥车速度分别为5 km/h和10 km/h时,相比于布设引导系统启动前,启动布设引导系统后的布设间距误差平均值分别同比下降72.46%和72.90%,累计布设距离误差分别同比下降72.62%和73.15%.一定程度上提高了路锥自动收放车的智能化和信息化,并为未来路锥车自动驾驶引导系统研究提供参考.
基于雷达反射拼图的无人机危险气象告警研究
李博, 汤新民, 田凤, 许峰
2017, 35(3): 19-25,33. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.003
摘要(231) PDF(2)
摘要:
雷雨是影响无人机安全运行的重要因素,如何获取实时降水数据并据此给出相应告警信息,对于无人机的安全运行具有重要意义.将实时雷达反射拼图作为气象数据源,通过配准及投影变换标定了拼图的地理坐标信息.运用统计数据动态拟合Z-R关系,使雷达定量降水估计(QPE)更为准确.运用累计损伤的思想,提出了一种降水对于无人机威胁度的量化方法,并据此对无人机给出告警信息.案例表明,配准及投影变换能够实现全国雷达反射拼图的精细化应用,动态拟合Z-R相较于固定Z-R对降水估计更为准确,累计损伤可作为对无人机进行危险告警的数据参考.
基于CREAM的船舶引航员人因可靠性预测研究
姜菲菲, 黄明, 江福才
2017, 35(3): 26-33. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.004
摘要(227) PDF(6)
摘要:
为有效预测船舶引航员人因可靠性,以认知可靠性和失误分析方法(CREAM)基本法为基础,建立了人因可靠性预测模型.使用三角模糊数改进决策实验与评估实验方法(DEMATEL),获得了CPC因子权重;将模糊综合评价理论引入CPC因子绩效效应评价,降低了专家判断的主观因素对评价结果的影响;通过构建情景环境指数和人因失误概率的函数关系,实现了人因可靠性的精确预测.分别采用CREAM基本法和模型分析了实际情景环境下和设定情景环境下引航员的人因可靠性,结果表明:模型较传统的CREAM基本法有更好的可靠性和敏感性.
交通信息工程与控制
基于出租车GPS数据的城市次干道阻抗函数研究
周林, 马晓凤, 钟鸣
2017, 35(3): 34-42. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.005
摘要(266) PDF(2)
摘要:
城市道路阻抗函数的合理性、准确性和实时性是进行动态交通诱导的先要条件,也是交通规划领域的经典问题.目前对城市次干路,特别是违法停车影响下道路通行能力下降时的道路动态变化研究较少.以武汉市出租车GPS海量数据为基础,提出了不同道路情景及不同出租车行驶状态下的海量数据筛选策略,建立了出租车行程分析方法.另选用Smats便携式蓝牙和Wi-Fi扫描仪采集数据,针对该设备的工作原理提出了误差数据处理方法,得到真实交通流量和实验数据之间的对应关系.在BPR阻抗函数中引入非法停车条件下的道路通行能力变化规律,由出租车GPS数据和实验采集的道路交通流数据对阻抗函数表达式中的系数进行标定,并对结果进行了对比验证.结果表明,重新标定后BPR函数与真实道路阻抗的平均误差值与未改进的BPR函数相比,由26.1 s降为6.8 s.
RFID交通数据时间覆盖率分析
杨越思, 杜威, 宁丹, 郭建华
2017, 35(3): 43-50,58. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.006
摘要(257) PDF(2)
摘要:
在交通状态判别领域,针对磁感应线圈的"时间占有率"参数得到广泛应用.由于RFID交通信息采集技术无法准确获得车辆占据检测区域内的时长,因此,基于对RFID数据特性的分析,提出时间覆盖率的概念及计算方法.选取7种时间汇集度进行时间覆盖率的计算,根据计算结果画出基站的时间覆盖率随时间汇集度变化的折线图,由折线图走势可对基站的工作状态、基站所在道路的流量大小及交通流的连续性做出初步判断.选取南京市区主干道上21个RFID基站的原始数据,对所提出的方法进行实例分析,发现基站的时间覆盖率折线图可分为3种类型:①日覆盖率小于100%;②日覆盖率等于100%,并且小时覆盖率至5 min覆盖率接近于100%;③日覆盖率等于100%,并且小时覆盖率至5 min覆盖率中出现了下降.每种类型的折线图对应一定的基站工作状态和道路交通流特性.由分析结果可看出,时间覆盖率这一指标对RFID基站自身性能评判和交通流状态分析都具有一定的实际意义.
基于站点爬虫数据的公共自行车系统时空特征分析
庄楚天, 吴戈
2017, 35(3): 51-58. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.007
摘要(298) PDF(1)
摘要:
把握公共自行车使用的时空分布特征是优化公共自行车系统运行的前提.通过网络爬虫技术获取站点数据,定义了站点活跃度等指标,利用Dunn指数和Davies-Bouldin指数确定有效的站点活跃度聚类算法,引入全局Moran′s统计量和局部Moran′s统计量对站点使用情况进行空间统计分析,深入挖掘站点使用状况的时空分布特征.在对苏州市公共自行车系统的案例研究中,根据活跃度变化将站点聚为四类,发现一个站点的活跃度与周边13个(晚高峰)至20个(早高峰)以上的站点存在正的空间相关关系,可推测早晚高峰用户的平均骑行距离分别为2.2 km和1.7 km.研究结果还证实,虽然大部分站点的高峰期车桩比在空间上呈随机分布,但高车桩比站点分别聚集在几个不同的地区,低车桩比站点则集中出现在较大范围内,系统地揭示了站点间协调配合存在的问题.
内河船舶AIS网络通信性能研究
吴建华, 郭俊维, 刘文, 吴琛
2017, 35(3): 59-67. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.008
摘要(273) PDF(3)
摘要:
随着船舶数量的日益增长,密集通航水域AIS系统的信道负载迅速增大,出现系统时隙冲突、信道拥塞、AIS网络通信异常等现象,导致AIS应用的可信度降低,成为船舶航行安全的隐患.为了更为精确、及时地反映AIS网络通信性能的实际状况,基于AIS综合应用平台实时监测AIS网络通信性能指标,以长江武汉段AIS数据为基础,选取一周的指标监测数据,从网络容量、网络信道负载率、网络吞吐率、网络阻塞率、网络利用率5个方面对该水域AIS网络通信性能进行评价分析,并通过仿真研究了AIS网络通信性能的变化趋势和极限状况.研究结果表明现阶段长江干线武汉段AIS网络信道负载率在15%左右,吞吐率接近100%,通信性能良好.随着船舶数的增加,网络信道负载率达到60.5%时,出现AIS网络通信阻塞现象,并得到通信阻塞时13种运动状态下的船舶数分布.研究结果客观、准确地反映了研究水域的AIS网络通信性能,为内河海事主管机关监控、管理、调控AIS系统提供技术支撑.
船舶能效数据清洗方法研究
尹奇志, 赵光普
2017, 35(3): 68-73. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.009
摘要(224) PDF(4)
摘要:
船舶能效数据清洗对于建立准确的船舶能效模型,提高船舶能效计算和分析的准确度,指导船舶节能航行具有重要意义.对船舶能效数据的故障特征进行了分析,运用阈值理论、船舶航行关联理论对故障数据进行了识别,运用插值法和灰色关联理论方法对水深、对水航速以及主机油耗数据中的异常数据进行修正,并且根据数据错误特征和数据清洗方法制定了船舶能效数据清洗流程,以内河邮轮"凯娅号"船舶上安装的船舶能效数据采集系统采集到的能效数据为研究对象,对数据清洗结果进行了分析.结果表明,水深数据修正值与实测值平均误差为1.58%,油耗数据、对水航速数据修正值与实测值平均误差为2.8%,1.5%,误差较小,能够满足后续建模以及数据挖掘等工作.
面向智能交通的无线传感网络分簇算法
苏航
2017, 35(3): 74-79,106. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.010
摘要(157) PDF(2)
摘要:
无线传感网络是智能交通系统的关键组成部分.合理的分簇技术有利用于提高无线传感网络能量利用率.研究了基于孤点感知能效的无线传感网络分簇算法(INEEC),该算法将时间划分等间隔的轮,每一轮进行簇头选择,平衡簇头的能耗.在簇头选择阶段,每个节点先选择一个随机数,依据各节点的能量以及该区域的局部能量信息估计门限值.若随机数小于门限值,就成为簇头.每个簇头节点广播请求加入消息,其他节点接收消息后,加入最近的簇.若没有收到任何请求加入消息,节点就为孤点.仿真结果表明,相比于HEED和LEACH算法,该算法孤点数最少,传输时延最低,簇头分布更加均匀使总体能耗降低,网络寿命比HEED算法提高近23.5%,较好解决了同类算法在应用中能量效率较低、能耗较高、网络生命周期较短的关键问题.
湖北高速公路收费清分方法与校核系统研究
王三军, 余骞, 周文卫, 杨厚新
2017, 35(3): 80-89. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.011
摘要(188) PDF(2)
摘要:
为提升高速公路收费管理水平,推动湖北经济社会发展,提出了湖北高速公路收费清分方法并搭建了清分校核系统.针对湖北高速公路基础设施建设和运营的现状,提出了AD-DFS算法识别车辆争议路径.这一算法采用车牌抓拍的基本原理,在标识站资源有限和约束路径长度的条件下,利用车辆通行数据识别其可能的通行路径作为争议路径,在标识站数据异常的特殊情况下,仍能从争议路径中有效识别车辆清分路径的方法.针对不同类型的清分路径和通行车辆,采用自适应通行费清分方法,能科学合理地将通行费拆分至各相关单位.在前述通行费清分方法基础上,搭建了全国首例针对省级通行分清分提供全面校核功能的平台,即湖北省高速收费清分校核系统,自推广应用以来为湖北省64条高速公路、351个高速收费站、104家经营单位,提供了高效的清分校核功能并收到良好反馈,同时以多层次、多维度数据可视化分析的方式提供了管理与决策支持.
交通规划与管理
基于瞬时阻抗的路径规划策略仿真性能评估
徐广宁, 王印海, 曾自强, 安实
2017, 35(3): 90-97. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.012
摘要(209) PDF(3)
摘要:
根据对实时路况的数据处理方式,常见的动态路径规划策略可分为瞬时阻抗T-SPF和平均阻抗A-SPF两种方式.如何验证这些策略的个体效益及其对城市路网的中长期影响一直是相关系统部署的核心问题.针对这一问题,通过Vissim的Car2X模块与自定义程序实现了仿真中的动态转向,并以现实路网为蓝本,对T-SPF和A-SPF在不同程度的市场占有率情况下的运行性能进行了测试.测试结果表明2种现有策略都存在各自的问题;当市场占有率达到15%以上时,T-SPF 策略可能令路网的通行容量处于振荡状态,而实施了 A-SPF 的路网的平均延误和通行量表现稳定,但在个体效益方面表现还不如静态策略.建议为城市路网实施路径规划时设计新的策略以及与之匹配的信号优化机制.
基于船舶AIS及签证数据的长江内河货运阻抗及分布模型研究
莫磊, 钟鸣, 马晓凤, 刘少博, 李亚秋
2017, 35(3): 98-106. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.013
摘要(227) PDF(1)
摘要:
为了研究长江内河各航段复杂多变的航道环境对水路货物运输的影响,根据船舶AIS数据及三峡船闸过闸数据建立一种考虑不同月份、不同航段的船舶逆水而上、顺流而下2种情况的货运阻抗函数,并基于Matlab求解得到长江内河重要港口节点之间不同月份的时间阻抗矩阵.以2010年10月船舶签证数据为例,结合距离阻抗矩阵和时间阻抗矩阵,标定阻抗函数为幂函数和指数函数下的重力模型的参数,建立相应的货运分布模型.并在不同模型下分别预测了2012年10月货运量分布情况.对货运实际观测值和模型预测值结果进行货运距离分布(trip length distribution,TLD)方法检验.结果显示,以时间为阻抗指标的幂函数和指数函数重力模型预测结果的重合率(coincidence ratios,CR)值分别为0.83和0.86,比对应的以距离为阻抗指标的预测结果的CR值0.81和0.82要高,所建立的以时间阻抗模型更能反映长江内河货运实际情况.
基于轨迹的内河船舶行为模式挖掘
朱姣, 刘敬贤, 陈笑, 李欢欢
2017, 35(3): 107-116,132. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.014
摘要(309) PDF(4)
摘要:
从内河海量的船舶AIS数据中提取出有用的交通知识,辅助水上安全监管,对于研究日益复杂的水上交通安全形势具有重要意义.基于内河船舶行为特征,构造由船舶位置、航速和航向4个维度组成的船舶航行状态空间来描述船舶行为.针对传统DBSCAN聚类算法提取状态空间中相似船舶轨迹存在计算复杂高的问题,提出增量式算法改进DBSCAN算法用以高效地计算不同船舶的行为模式;然后利用核密度估计等统计方法对不同模式的船舶行为特征进行数据挖掘,得到船舶航速、航向和位置的时空分布特征规律,进一步挖掘不同行为模式下的船舶微观特征.以武汉航段的汉江分叉航道水域作为研究案例,利用所提的方法对该水域分析研究,得到了6类不同行为模式,挖掘出不同模式下分叉航道内船舶静态属性信息(船舶类型、船舶尺寸)、空间分布特征(轨迹点分布、航速分布、航向分布)、船舶到达规律等信息.利用该模型所提取的知识有助于水上监管人员迅速获取水域交通态势,从而提高水上交通安全监管的水平和效率.
基于波及延误的飞机路径随机优化模型
周覃, 高强, 李伟文
2017, 35(3): 117-123. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.015
摘要(172) PDF(2)
摘要:
为了对航班延误进行有效的事前控制,挖掘后继航班独立延误对飞机路径整体延误的影响,建立了更加精确的独立延误和波及延误算法流程,侧重研究与航班计划变更无关的独立延误的统计分布.在拟合出航班独立延误服从对数正态分布的基础上,建立了以波及延误最小为目标函数的飞机路径随机优化模型.求解过程中通过已知分布将随机模型转化为确定性模型,降低了模型的求解难度.最后将该模型应用于国内某一航空公司运行数据,优化后的波及延误降低了28%,成本降低17.37%.结果表明,基于统计分析基础上的飞机路径优化模型可以提高航班计划的先行鲁棒性.
基于熵权-云模型的三峡坝区过闸船舶拥堵程度综合评价
徐胜, 徐周华, 刘奕
2017, 35(3): 124-132. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2017.03.016
摘要(160) PDF(1)
摘要:
科学、合理地建立三峡坝区过闸船舶拥堵程度综合评价体系,才能有效、定量地评价三峡坝区过闸船舶拥堵程度.采用改进的熵权法来确定三峡坝区船舶拥堵评价指标权重,这一方法主要包含专家主观权重计算和实际船舶过闸统计数据客观权重计算,避免了单纯人为确定权重的主观性和统计数据不足造成的局限性.通过计算,主客观权重比例分配为0.624∶0.376.考虑到评价指标确定性和不确定性信息并存的特点,改进传统的云模型,将传统物元模型中的特征值参数用正态云代替,计算待评物元与标准云模型之间的云关联度,通过计算得到的评价指标权重和云关联度,得到待评价物元的等级隶属度.运用这一模型,对三峡坝区2015年船舶过闸拥堵程度进行综合评价,其等级隶属度为[0.126,0.221,0.172,0.325,0.156],拥堵程度等级为4级,与实际情况相符合.

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