融合数据平衡与贝叶斯优化的交通事故严重程度预测模型

针对交通事故数据类别不平衡导致的预测精度低问题,融合了过采样技术和贝叶斯网络来改进Catboost算法,以预测交通事故的严重程度。利用PowerSHAP算法筛选出21个关键特征,采用Borderline-SMOTE过采样技术对处于边界的少数类样本进行平衡采样;使用贝叶斯优化方法调整Catboost算法的超参数,并基于调优后的Catboost算法建立交通事故严重程度预测模型。通过实例验证表明:改进模型在预测交通事故严重程度方面优于其他分类模型,其准确率、精确率、召回率和F1分数分别为83.03%、87.01%、80.79%和83.50%;与其他参数优化方法相比,贝叶斯优化后的参数性能最高提升了3个百分点以上;Borderline-SMOTE过采样技术在数据占比较小的重伤事故上实现了各项性能评价指标达到88%以上,比其他模型至少提高了3.3%,并且在处理类别不平衡的交通事故严重程度预测方面,Borderline-SMOTE过采样技术的精度更高,优于其他5种数据采样技术。

考虑异质交通流的随机参数优化速度跟驰模型

为分析交通流异质性对车辆跟驰行为的影响,基于随机参数线性回归方法改进优化速度函数.根据分位数回归对交通流速度-密度数据进行分类,对每个类别数据进行随机参数线性回归,并得到不同类别的改进优化速度函数与假设检验结果,结合改进的优化速度函数和全速度差跟驰模型建立随机优化速度跟驰模型,利用傅里叶变化理论对跟驰模型进行稳定性分析,并搭建环形车道仿真平台对跟驰模型进行数值实验.结果表明,分类处理后的随机参数模型误差较未分类降低28%;随机参数跟驰车队的速度值随着0.5分位点车辆的增多而增大;随机参数跟驰模型车队较固定参数跟驰模型车队更能反映交通流异质性对车队的影响.建立的模型能够提高仿真维度,真实反映交通流的复杂运行状况.

建成环境对交叉口行人事故严重程度异质性影响

为探索建成环境及其他因素对行人事故伤害严重程度的影响,通过建立均值和方差异质性随机参数Logit模型对交叉口行人事故严重程度进行异质性分析。利用行人碰撞事故数据,从行人、驾驶员、车辆、道路、环境、时间、建成环境7个方面筛选出27个影响因素,通过弹性系数分析显著变量对事故严重程度的影响程度。结果表明:地铁站可达性为“存在”是随机参数,车辆状态为“其他”会减小该随机参数的均值,降低交叉口行人事故严重程度;方差与“下午”显著相关,此变量会使随机参数的离散程度增加,分布变宽,随机性增加;不同用地类型与交叉口类型对行人事故严重程度的影响具有显著差异,用地类型为商业区、地铁站的可达性为“存在”时,交叉口行人发生交通事故的概率与伤害严重程度降低;行人有不当行为等因素显著增加了交叉口行人事故严重程度。研究结果为制定交叉口建成环境的优化改善措施提供参考和依据。

考虑多前车位置及分位数速度差跟驰模型稳定性分析

为探究交通流特性对车辆跟驰行为的影响,基于分位数回归方法对跟驰模型进行改进,通过稳定性分析方法利用车头间距描述交通拥堵情况。根据分位数回归方法对模型中的优化速度函数进行改进,并将其应用于考虑多前车位置及速度差跟驰模型,使模型可以通过分位点的变换,在仿真过程中模拟不同驾驶风格的车辆。运用傅里叶变换理论推导出该模型的线性稳定性条件,并通过摄动法求得其修正Korteweg-de Vries(mKdV)方程的解,根据车头间距的扭结-反扭结解描述交通拥堵的变化情况。分析对比考虑不同因素的跟驰模型的稳定性临界曲线,为评估改进模型的有效性,搭建环形车道仿真平台并对改进模型进行数值实验。结果表明:在仿真实验中,随着分位点的增加,改进模型达到稳定状态的平均速度逐渐增加,车速分别为9.57、12.58、14.76 m/s;相比原模型,改进模型能够实现更少的位移波动,位移差最小为1.05 m;在混合模型实验中,随着激进驾驶风格车辆数量的增加,改进模型与多速度差模型相比,车队整体的平均速度达到12.42 m/s,位移波动能够达到稳定状态。

交通工程专业产教融合人才培养模式探索与实践

针对交通工程专业偏重实际工程实践教学特点和理论联系实际的教学要求,设计“理论→实践→实践”的建设路径,依托产教融合应用理论,通过在实践中应用理论培养实践能力,并在新的实践中强化能力。通过对交通工程人才内涵、培养目标和培养理念的分析,结合学校在生态、环境领域的特色与优势,充分挖掘校内外办学资源,剖析产教融合的交通工程专业的建设内涵与实现路径,使学生培养过程能够与企业的生产实际建立直接、紧密的联系,满足社会经济对交通工程专业人才的不同需求,以探索产教融合的交通工程专业人才培养体系。

基于路段与节点的城市道路阻抗函数改进

道路阻抗是车辆在城市交通网络中运行通达程度的度量值,是路径选择的基础。将城市交通道路阻抗分为路段阻抗与节点阻抗两部分,路段阻抗利用交通量与交通密度间的相互关系优化BPR函数得到,节点阻抗根据交叉口道路饱和度不同选用不同模型得到。同时,利用道路阻抗影响因子改进该道路阻抗模型,使其更精确。最后利用南京市龙蟠中路道路的实测数据对改进的城市道路阻抗函数进行了验证。结果表明:改进的城市道路阻抗函数能够较好的反映实际道路阻抗。

基于可靠性的随机交通网络约束最优路径问题

为了仿真交通网络中资源约束条件下的路径选择行为,建立了随机交通网络约束最优路径问题数学模型并进行求解.采用期望-方差为路径目标函数,将约束最优路径问题建模为混合非线性整数约束优化问题,构造基于线性规划的分支定界算法以求解该问题.针对Sioux Falls网络展开数值试验,将无资源约束和不同资源约束条件下的交通网络最优路径计算结果进行比较分析.试验结果表明:无资源约束和有资源约束条件下交通网络中相同起迄点之间的最优值和最优路径是不同的;在不同资源上限的约束条件下,相同起迄点之间的最优值和最优路径也是不同的,约束上限值与最优值成反比例关系.交通网络中资源约束条件对最优路径的选择具有重大影响.

基于可靠度的动态随机交通网络耗时最优路径

为了反映交通网络中考虑可靠性的路径选择行为,基于可靠性理论建立了动态随机网络环境下自适应最可靠路径模型。首先,定义行程时间可靠度为路径的目标函数,建立动态随机网络自适应最可靠路径模型反映交通网络的耗时随机特性、时变特性和风险性;其次,通过最优化理论把该问题转化为动态规划问题;然后,构造动态规划算法求解该问题;最后,通过Matlab计算机语言实现了算法程序,并针对实际交通网络展开数值试验。计算结果显示了该算法的收敛性和可行性。

随机交通网络环境下自适应最可靠路径问题

为了研究交通网络耗时最优路径选择问题,建立了随机网络环境下自适应最可靠路径问题的数学模型。首先,建立随机网络模型反映交通网络的耗时随机特性;其次,在该网络环境下定义最可靠路径策略和最可靠状态链,并且证明最可靠状态链满足动态规划的Bellman's准则;第三,构造基于动态规划的逐次逼近算法求解该问题,并且证明提出的逐次逼近算法是多项式时间算法;最后,编写基于MATLAB计算机语言的算法程序,并针对实际交通网络Sioux Falls(SF)network展开数值试验,计算结果验证了该算法的正确性和可行性。

随机交通网络最小期望-均方差路径问题罚函数解法

为了反映交通网络中考虑可靠性的路径选择行为,基于数学规划理论建立随机交通网络环境下最优路径问题的数学模型并构造罚函数法求解该约束优化问题。首先,在路径目标函数中加入了均方差以反映路径的可靠性,建立随机网络环境下最小期望-均方差路径问题的数学规划模型;其次,引入罚函数和罚因子,把非线性约束优化问题转换为无约束优化问题;第三,构造拟牛顿法求解无约束优化问题,最终获得原问题的精确解;最后,针对实际交通网络开展了数值实验并对数值结果进行了分析。数值结果表明:提出的算法是能获得最优路径的精确解。

Characterizing heterogeneity in vehicular traffic speed using two-step cluster analysis

In order to analyze the heterogeneity in vehicular traffic speed, a new method that integrates cluster analysis and probability distribution function fitting is presented. First, for identifying the optimal number of clusters, the two-step cluster method is applied to analyze actual speed data, which suggests that dividing speed data into two clusters can best reflect the intrinsic patterns of traffic flows. Such information is then taken as guidance in probability distribution function fitting. The normal, skew-normal and skew-t distribution functions are used to fit the probability distribution of each cluster respectively, which suggests that the skew-t distribution has the highest fitting accuracy; the second is skew-normal distribution; the worst is normal distribution. Model analysis results demonstrate that the proposed mixture model has a better fitting and generalization capability than the conventional single model. In addition, the new method is more flexible in terms of data fitting and can provide a more accurate model of speed distribution.

随机交通网络约束最可靠路径问题

为了模拟仿真交通网络中,约束条件下考虑风险性车辆路径选择行为,建立随机交通网络环境下约束最可靠路径问题数学规划模型,并讨论了其对偶问题.采用梯度下降算法求解对偶问题,获得原问题最优值的上界和下界,通过迭代获得原问题的近似解.针对Sioux Falls network展开数值试验并对数值结果进行了对比分析.计算结果表明:在随机交通网络环境下,无约束和有约束条件下求解的最可靠路径是不同的;不同的资源约束条件下求解的最可靠路径也是不同的,资源约束条件对交通网络中最可靠路径的选择有很大的影响.

建成环境对老年人交通事故严重程度异质性影响

为量化建成环境因素对事故伤害严重程度的影响,本文构建基于均值和方差异质性的随机参数Logit模型对老年人交通事故伤害严重程度进行异质性分析。采用2019年美国某州老年人交通事故数据,从老年人特性、车辆特性、道路特性、道路环境特性、建成环境特性这5个方面选取17个影响因素,利用平均弹性系数捕捉各因素对事故伤害严重程度的影响。结果表明:基于均值和方差异质性随机参数Logit模型的拟合优度更高;建成环境因素中事故发生地300 m缓冲区内存在购物中心为随机变量,其均值与男性老年人、车道数为3显著相关,方差与道路控制方式为未控制显著相关;摩托车、直线、湿润等因素显著增加了老年人交通事故伤害严重程度。研究结果有助于交通管理者采取适当的策略降低老年人交通事故伤害严重程度。

景区与城市道路环境下驾驶人眼动特性差异性分析

为反映景区和城市道路环境下驾驶特性的差异性,运用眼动仪进行实地视线追踪对比实验,从驾驶人这一关键视角分析了两种环境下驾驶人在注视区域、注视目标、视负荷和视疲劳方面眼动特性的差异。实验结果表明:在水平注视区域,驾驶人都更关注中部,且景区较城市道路更关注左右两侧。在垂直注视区域,于景区驾驶人关注中距离,于城市道路关注近处。在注视目标上,都更关注道路,机动车,尤其是城市道路,而景区注视目标多样。在城市道路驾驶人视负荷大,易于疲劳,驾驶更为谨慎。在景区,驾驶人视负荷小,不易受压迫,更为放松。研究结果可以分析景区交通的突出性,并对设计景区独立明确的各项交通设施规范提供了重要的依据。

网联自动驾驶环境下改进的加权MOBIL自主性换道决策模型

为了提高高速公路运行效率,减少交通拥堵和交通事故的发生,改进了传统的MOBIL自主性换道决策模型。在网联自动驾驶的环境中考虑车辆换道后对原车道与目标车道多辆后随车制动影响程度的不同,构建权重因子表达式。利用MATLAB软件进行数值仿真实验,通过定性与定量分析将提出的加权MOBIL自主性换道决策模型与传统模型进行比较。实验结果表明:与传统换道模型相比,加权MOBIL换道决策模型能提高交通流的平均速度,减少延误以及减少整体的制动幅度。因此,提出的改进加权MOBIL自主性换道决策模型能提高交通流的运行效率以及安全性。

论传统农业文明向现代工业文明转换的户籍障碍

传统农业文明向工业文明转换过程中不可避免要出现一个阵痛地带，如何对待和越过这个阵痛免带，是小农文明能否最终转换为工业文明的关键。作者提出；超过传统农业文明向工业文明转换的阵痛地带，不能用传统的办法驱赶已进城就业的劳动力人口逆向流动返回农村．而应坚持人口城市化工业化顺向流动的前提下，发展规模商品农业、机械化现代化农业，提高劳动生产率和商品率。同时改革阻碍传统农业文明向现代工业文明转换的户籍制度，以及由户籍制派生出的一切特权。通过劳动力人口的自由流动迁徙，来实现在业文明向现代工业文明的转换。

城市化:实现人口零增长的自然机制

现代世界有两种迥然反差的现象，一种是城市工业化程度很高的发达国家人口低速增长、零增长以至负向增长，一种是以农立国的国家城市化、工业化程度低而人口高速增长，已到了人满为患，人均仅有一亩几分土地，排斥机械化的地步，通常认为这是经济原因决定的。但为什么在发...

基于分位数回归的随机优化速度跟驰模型

为了研究交通流异质性对车辆跟驰行为的影响,基于分位数回归方法改进优化速度函数.根据实际交通流数据对改进的优化速度函数进行参数标定,并对参数结果进行假设检验,结合改进的优化速度函数和全速度差跟驰模型建立随机优化速度跟驰模型,利用傅里叶变换理论推导跟驰模型的稳定性条件,并搭建环形车道仿真平台对跟驰模型进行数值实验.结果表明:改进的优化速度函数能更好地反映交通流异质性对交通流的影响;单一分位点车队达到稳定状态的时间与分位点呈正相关;多分位点组合车队随着0.5分位点车辆数的增加,达到稳定状态的时间减少.提出的多分位点车队相比于单一分位点车队可以更真实地反映交通流复杂的运行状况.

交叉口处老年人碰撞事故伤害严重程度分析

为研究交叉口老年人碰撞事故伤害严重程度的影响因素,探寻碰撞事故中未观测到的异质性,基于潜类别Logit模型构建了交叉口老年人碰撞事故伤害严重程度模型。以事故伤害严重程度为因变量,从人、车、路、建成环境、道路环境这5个方面选取了12个自变量,运用潜类别Logit模型构建了事故伤害严重程度模型,并进行参数估计和伪弹性分析。研究结果表明:摩托车、夜间黑暗无灯光、山顶/山底、速度50~60 km/h这4个自变量对事故伤害严重程度有异质性影响;建成环境中交叉口300 m缓冲区内不存在购物中心与轻伤事故呈现负相关。