基于时空棱锥的航迹冲突解脱策略研究

航空运输业新技术的发展推动了基于航迹的精细化管理,使航空器冲突解脱成为重要课题。以时空棱锥为基础,深入探究航空器巡航阶段下的时空棱锥运行机理,旨在研究航迹冲突解脱策略。结果显示飞行速度、时间预算和起终点距离对航空器运行轨迹具有重要影响。通过分析航空器的时空运行特征和冲突解脱需求,提出了综合考虑时间窗口、安全间隔等约束条件的解脱策略,并采用3D Dijkstra算法搜索满足约束条件的最短时空路径,通过调整航速和航向获得多种解脱方案。各方案在燃油消耗和空域资源利用等方面存在差异,选择时需综合考虑实际利益和管制偏好。研究为航空器冲突解脱提供了参考,有助于提高航空运输系统的效率和安全性。

基于时间地理学的带时间窗车辆路径问题建模

为实现火力高效机动分配,针对带时间窗车辆路径问题,引入时间地理学的概念,在二维平面的基础上增加时间作为第三维度,建立描述移动对象时空可达性的优化模型。对导弹防御这类时敏强的作战场景通过时空棱柱进行表达和分析,形成时空路径,进而配置作战资源,协同打击时序,为指挥控制中涉及的机动作战问题提供必要的决策支撑。

基于时空棱镜的时空风险表达与规避方法

时空风险的规避是任务规划必要的一环。为了能综合考虑态势、环境等与时空相关因素带来的风险,需要一种能够兼容各种因素的风险表达方法。借鉴时空棱镜理论定义了危险逃逸时空棱镜,阐述其计算原理;描述可靠性风险、规避性风险、代价性风险在时空棱镜中的表达方法;阐述利用时空棱镜和危险逃逸时空棱镜在机动路线规划中进行风险规避的计算步骤;最后,以一个态势设定为实验对象,验证方法的合理性。实验表明,该方法能直观描述不同任务类型的可行时空区域,可提供从整体上对风险进行表达和规避计算的时空视角。

基于时空棱柱方法的目的地选择行为建模

基于时空棱柱方法,将人的活动区域限制在一定的时空棱柱体内,根据出行者的活动计划,确定在一定时间限制下活动场所在空间上的可达性。提出了目的地选择行为分层的建模策略。引入小区吸引力因子,构建了非线性效用函数的目的地选择行为模型,探讨了小区吸引力因子的量化过程、参数标定及结果检验。结果表明:结合出行的时空约束和地理信息系统(Geographic information system,GIS)分析能够确定出行者的目的地选择集合。具有小区吸引力因子的非线性效用函数能够更准确地预测目的地选择行为。本文研究将出行理论与出行者的实际行为相结合,为目的地选择行为的建模提供了一种新思路。

考虑时空约束的地铁乘客出行路径集生成算法

从时空棱柱的视角出发,在列车运行图搜索算法的基础上,通过"O点正搜、D点反推,取时空棱柱交集"的思路确定出行可达区域,以此构建考虑时空约束的乘客出行路径集生成算法.以上海轨道交通网络为例进行案例分析.结果表明,该算法在正确生成出行路径外还可以搜索特殊的可行路径,较传统算法更具有实际应用价值.

基于时空棱镜和活动场所吸引率的目的地选择研究

提出了一个在GIS环境下利用时空棱镜确定可达的活动场所位置组,再由活动场所内外条件特性及其位置特点提供的吸引率决定最终活动目的地的选择。讨论了在GIS环境下时空棱镜的操作定义,通过分析影响人们选择目的地的几项因素,提供了计算活动场所吸引率的数学公式。并在MAPGIS软件平台上予以实施,通过宁波一小城区中的生活购物行为例子,进行了检验。

基于时空菱形的人员在室率评估方法

为了解决重大灾害发生后的地理空间的人员在室内可能性问题,针对现有非作息时间人员在室内概率与现实符合度存在较大差异,用社会行为学的时间-空间菱形界定人体活动时空范围,以时空菱形半径时距为基准,应用正态分布建立非作息的时段人员在室内概率规律,为在资源有限条件下的救援选择提供理论支持。

面向救援的人员动态分布时空菱形研究

为了解决重大灾害发生后的人员救援问题,用社会行为学的时间-空间菱形,界定人们活动时空范围,后把人群点集化,建筑空间抽象为面和体,并建立了点与面和体的拓扑关系,准确表达可提供救援搜寻的地理信息,最终利用点集的基数来计量人员动态分布数量,为救援提供辅助决策。

一种基于改进蚁群算法和顾及时间上下文的个性化旅游线路规划方法

为解决旅游线路规划中时间上下文的限制和游客旅游偏好等问题,构建顾及时间上下文和游客旅游偏好的旅游线路规划数学模型。提出一种改进的最大最小蚁群算法MMAS(Max-Min Ant System),采用混合信息素更新策略,改进伪随机比和轮盘赌注相结合的状态转移策略,提出基于时空棱柱模型的局部搜索优化方法。为验证算法的有效性,利用携程网景点数据与高德实时路况数据进行实验。实验结果表明,该方法比对比算法有更好的性能,能有效地规划出较好的旅游线路。

星下点时空体概念及其应用构想

针对传统反航天侦察预报在模式和内容上的不足,基于时间地理学原理提出了星下点时空体的概念。首先,在时空坐标系中用星下点的时空路径表明其随时间的变化,并结合侦察范围对卫星侦察涉及的时空范围进行更细致的描述;然后,将卫星的侦察过程视为时空体的相遇,通过时空棱柱描述星下点时空体的可达范围,并进一步结合概率时间地理学分析了覆盖概率和识别概率;最后,基于星下点时空体提出了反航天侦察时空路径规划的应用构想,可为提升反航天侦察情报的军事效益提供参考。

基于时空棱柱的实时可达空间的概念模型与测度

个体活动与地理环境的交互越来越在实时维度上呈现多变性与动态性特征。如何理解行为活动与空间的实时互动变化已经成为当下地理学科发展的前沿议题与关键挑战。基于时空棱柱方法,考虑到人的主观决策与环境条件的实时变化,研究论证了动态决策及决策点的概念,分析了动态决策如何影响着时间资源的分配,并且据此提出了基于决策点的实时可达空间概念模型。其次,通过引入时间切片、等时圈等方法,实现对该模型的构建与测度,并将其拓展至多决策点。最后,在原有模型的基础上,提出了考虑路径决策的实时可达空间模型。在动态视角下测度个体实时可达空间,有助于透视地理空间对个体行为的影响机制与过程,有助于评估及优化设施布局以及服务资源的组织,提升地理环境对新时期个体行为的适配性、支持与引导。

一种基于时空棱柱的乘车行程可拼性判断模型

拼车是城市共享出行的重要组成部分,量化分析行程间的可拼性程度对推广拼车服务和提高乘客的出行效率具有重要意义。现有研究大多依据车辆在多个上、下车点间是否满足特定时空约束条件下的先后到达顺序来判断可否拼车,缺少有效建模行程可拼性强度的手段,在应对大规模拼车请求时无法快速全面地发现所有潜在可拼机会。提出了一种基于时空棱柱的乘车行程可拼性判断模型,首先基于时间地理学中的时空棱柱建模方法和乘客共乘意愿的时空表达,构建行程的潜在时空可达范围表达模型;然后,基于行程时空棱柱间的拓扑关系判断行程的可拼性,量化行程的可拼性强度;最后,提出两种拼车匹配策略,模拟真实出行环境下的拼车匹配结果。实验结果表明,所提模型能够准确和有效地发现潜在可拼行程。对美国纽约市曼哈顿岛内行程可拼性能力的可视化分析结果呈现出明显的时空分布规律,能为车辆资源调度和乘客拼车出行规划提供一定的决策支持。

基于时间地理学的旅游可达性测评模型及在山地旅游景区应用研究

借助时间地理学理论基础构建旅游可达性测评模型,以云南省142个山地旅游景区景点为研究对象,测评云南山地旅游可达性,并探究其影响因素与机制。结果表明:以时间地理学为基础构建旅游可达性测评模型由吸引力、基于游览时间的正向效用、基于交通路网通行时间的负向效用构成;云南省山地旅游可达性水平总体偏低,差异较大连续性不高,空间上从大理、丽江、昆明三个高值点向四周递减,可划分为示范型、潜能型、便利型、弱势型4个类型,并且可达性受到高程、坡度、森林覆盖率、距水系最短距离、距最邻近县市最短路径、周边景区数量等因素的影响。

预约出行在行为时空棱柱理论中的正效用研究

本文基于行为模型(activity-based model)时空棱柱(space-time prism)理论分析了交通出行行为在其中的特征及精细化需求侧管理模式(预约出行模式)对个体交通出行行为的影响。根据时空棱柱理论中的“三大制约”(能力制约、组合制约、权威制约)评估了预约出行模式产生的效应,其中预约出行模式对能力制约没有负面效应,对组合制约及权威制约均有正效应,最终结合现阶段预约出行及其实践应用论证了预约出行模式对交通出行行为及交通系统管理能产生的正效用。同时预约出行模式本身的优点包括大规模交通优化管理中节省优化算例及保证优化结果信息时效性,是未来交通发展的重要方向。

一种基于交通网络的时空棱柱表示

提出了交通网络下的一种时空棱柱面表示方法,即时空棱柱面不仅表达了路段节点的时空可达性,而且全局性地表达了整个路段,包括可达路段上所有点的时空可达性;给出了时空棱柱面的形式化表达式和生成步骤;以动态需求的车辆路径问题求解为例,说明了时空棱柱在物流中的一个实际应用。

基于时空棱柱的人员搜寻范围优化

在人员搜寻过程中,地理信息技术的应用能帮助缩小搜寻的空间范围、合理分配搜救资源,从而提高搜救效率、节约时间和资金投入。本文首先探讨了户外搜救过程中,地理信息技术在协助划定搜寻的空间范围和分配应急资源方面的应用;在此基础上,将时间作为连续变化的因素进行分析,以时间地理学对人员搜寻的时空范围进行优化;利用时空棱柱工具表达失踪对象和搜救资源各自的时空约束,继而确定他们各自随着时间变化的潜在活动范围;通过求解搜救资源和失踪对象的时空交集,来确定每个搜救资源最优的搜寻范围的外边界;通过将各资源的最优搜索范围的外边界进行综合分析,来求解在多个资源协作情况下的最小搜寻范围和各资源对应的搜索起点,实现对搜救资源的合理分配;最后,在ArcGIS平台上对该方法进行了实现和模拟。搜救案例展示该方法划定的人员搜寻范围在空间上更小,时间上更为精确,有助于分配救援资源和提高搜救效率。

基于潜在活动空间的个体时空可达性特征与影响因素研究——以上海市郊区为例

可达性是人文地理学和相关学科研究的核心议题之一。在“以人为本”理念的影响下,以时间地理学理论为基础、基于人的研究范式的时空可达性测度方法受到学者关注,成为生活质量、社会公平等议题的重要切入点。论文通过刻画整日潜在活动空间对个体的时空可达性进行测度,并以上海市郊区为案例地区,基于2017年居民活动日志一手调查数据开展实证研究。首先利用路网分析、二次开发等方法,对个体工作日和休息日的潜在活动空间进行测度;其次以弹性时间、整日潜在活动空间面积和可达设施密度为测度指标,利用GIS三维可视化、方差分析等方法分析时空可达性的特征及其在空间和时间维度的分异;最后,利用多元回归分析方法,探讨区位因素、时间因素和社会经济属性对居民时空可达性的影响。研究结果表明,上海市郊区居民的时空可达性在空间和时间维度上均存在着明显的分异,其中远郊居民面临着更强的时空制约和更大的空间困境;区位因素和时间因素是影响居民时空可达性的重要因素。该研究是时空可达性的测度方法在郊区中的实证检验,揭示了时空可达性的动态特征和个体间差异,为设施的时空优化配置和郊区新城建设中居民生活质量的提高提供了实证依据。