水上交通信息可视化技术研究进展

为直观地探究GPS、AIS、雷达和VTS等助航设备产生的信息中隐藏的有价值的信息,需对这些信息进行可视化,因此对水上交通信息可视化技术的研究进展情况进行论述。首先,从数据处理、可视化呈现、人机交互和可视化工具等方面阐述信息可视化关键技术;然后,从轨迹可视化、密度可视化和属性可视化等分析水上交通的可视化任务,并列举几个典型的应用实例;最后,总结水上交通信息可视化面临的挑战和发展方向。该研究可为海事监管人员掌握水上交通流的特征、分析船舶行为和评估航行风险等提供一种新的技术手段。

水上交通事故人因可靠性定量评价方法

水上交通事故人因可靠性,一方面在风险预防阶段会受到风险水平的影响;另一方面,在险情发展及应对过程中会存在与外部影响因素的相互作用.因此,为全面评价水上交通事故人因可靠性,从风险预防和险情应对这两个角度,提出了基于风险系数和置信度的人因可靠性的定量评价方法.首先,利用三角模糊数分别建立了各风险要素和风险系数的评价标准,并应用证据理论对这3个风险要素进行融合,获取了该险情的风险系数.其次,引用人因交互模型全面分析了人因可靠性的影响因素,建立了人因可靠性检查表,并利用置信度建立了各影响因素定量评价模型.最后,选取了一起典型沉船事故为案例定量评价了人因可靠性,结果表明,本文提出的方法可以更为全面地分析人因可靠性.

交通从众行为研究——机遇与挑战

从众是1种常见的社会现象,道路交通系统中的从众行为也非常普遍。从众效应直接影响驾驶人及行人的决策行为,进而影响交通流特性,对于交通规划、设计与管理都具有重要的意义。文中分析了国内外从众行为的研究现状,从我国交通行为的研究方向,研究内容,研究方法等角度提出了交通从众行为研究的机遇,并从实验手段,数据获取,研究结果的不确定性角度提出了交通从众行为研究的挑战。交通从众现象的研究在学术上可以促进心理学与交通工程的学科交叉;在理论上可完善微观交通流模型;在实践上可以为有效利用从众效应进行交通规划、设计与管理等提供理论指导,具有广阔的应用前景。

内河AIS船台自适应发射功率调节技术

通过武汉与上海的实地实验数据,分析了船舶自动识别系统(AIS)船台固定发射功率在内河海事监管应用中的不足。依据甚高频(VHF)场强与误包率的对应关系,建立AIS船台距离-误包率的相关模型,并以此为基础提出了AIS船台自适应发射功率算法,同时提出了与算法对应的AIS船台软件硬件改进方案。仿真与实地实验测试表明,AIS船台自适应发射功率算法有效。

基于置信规则库的驾驶人愤怒情绪识别模型

针对'路怒症'诱发的攻击性驾驶行为影响交通安全问题,提出一种基于生理与脑电特征的驾驶人愤怒情绪识别模型.招募15名被试在武汉市区开展限时实车试验.由于所选实验线路为交通繁忙路段,被试易被行人横穿马路、车辆加塞等道路事件诱发愤怒情绪.实验中采用愤怒量表记录被试的愤怒等级,以及采用生物反馈仪与脑电记录仪记录被试的生理和脑电信号.将血容量脉冲、皮肤电导、δ波百分比与β波百分比这四项生理与脑电指标作为模型输入,建立基于置信规则库的愤怒情绪识别模型.验证结果表明,该模型的识别精度(82.24%)较BP神经网络、SVM分别提高7.15%、5.02%.研究结果可为开发基于生理和脑电信号的驾驶情绪识别设备提供理论支持.

海事仿真研究现状与发展综述

海事仿真在保障船舶通航安全、创新监管模式和提高业务人员水平等方面具有重要意义。对传统海事仿真做了介绍,明确了海事仿真的研究范畴,并在此范畴下对国内外海事研究现状进行了综述。提出了从两个维度界定海事仿真的内涵及其研究内容,一方面从仿真尺度、建模特点和用户需求的角度提出了宏观、中观和微观的海事仿真维度,另一方面从船舶通航安全管理和业务的角度定义了另一个分类方法。在此基础上,总结了开发海事仿真系统的10种关键技术,并介绍了一种自主研发的海事应急处置决策支持仿真系统,对海事仿真的发展进行了总结和展望。

基于桥梁通航风险的海巡艇配备研究

提出一种基于风险可接受准则的桥梁工程建设的海巡艇配备方法。首先应用专家调查法建立无量纲化的桥梁通航风险评价体系,利用模糊推理方法评价桥梁工程通航风险,并应用风险可接受准则建立桥梁工程建设的海巡艇配备方法,并以8座典型桥梁风险及其海巡艇配备进行验证。所建立的风险评估模型能够很好地反映桥梁建设风险,配备的海巡艇能够保障桥梁营运期过往船舶的通航安全。

基于CAN总线的汽车仪表盘电控单元设计

将汽车电控单元与机械仪表盘结合,针对成本可控制和机械指针仪表读数不准等问题,在研究汽车电子仪表技术的基础上,设计并实现了一种应用于电子机械式汽车仪表盘显示的电控单元。经过测试工装测试及显示数据对比等实验,该电控单元能够精确驱动汽车仪表盘进行显示,具有实用价值。

基于驾驶行为多元时间序列特征的愤怒驾驶状态检测

为了对"路怒症"进行有效干预,提出了一种基于驾驶行为的愤怒驾驶状态检测模型。在交通繁忙路段开展基于道路事件刺激的愤怒情绪诱导限时实验,获得驾驶人愤怒与中性情绪下的驾驶行为数据。运用分段线性表示方法拟合由方向盘转角与车辆横向位置组成的驾驶行为多元时间序列,并采用自底向上算法对该时间序列进行分段,提取各分段的斜率与时间间隔特征作为模型输入,建立基于支持向量机的愤怒驾驶状态检测模型。结果表明:模型的识别精度在10分段条件下达78.69%,较5分段、20分段分别高8.57%、4.85%。研究结果可为开发基于驾驶行为的愤怒情绪实时检测设备提供理论支持。

路面破损图像的模糊增强方法研究

针对传统路面破损图像模糊增强算法增强效果不明显、无法划分与背景灰度区域重叠的病害区域、控制参量难以设置、运算复杂等问题,提出了一种改进的路面破损图像模糊增强算法。首先对图像进行分块,并设计一种新的分段隶属度计算函数,使每个块区域内各像素点的灰度值完整细致地映射到隶属度上,能通过少量迭代次数获得一定的增强效果。在模糊逆映射上,采用灰度级扩展的逆变换函数,使增强效果进一步提升,消除了由于截断带来的灰度信息损失。新算法对多灰度级的路面破损图像的增强取得了很好的结果,并且控制参量无需人为设定。

多桥水域航道通过能力仿真研究

为了确定内河多桥水域的航道通过能力,提出多桥航道的交通流仿真模型.以长江武汉段的多桥航道为研究对象,收集大量的船舶交通流历史数据,用统计的方法分析这些数据获得交通流特征,提出基于蒙特卡罗方法的船舶生成模型、队列模型、航路模型和船舶运动模型等;开发仿真系统并对模型进行验证;通过仿真实验确定多桥水域的航道通过能力.仿真结果表明,所提出的内河多桥航道交通流仿真模型是可行和有效的;在目前的通航条件下,长江武汉段多桥水域的航道通过能力与实际的交通流量相比显得非常富余;在安全航速范围内,通过整体提高船舶的航行速度可以显著提高航道的通过能力;航道水深的变化对上行和下行航道通过能力的影响具有明显的差异.

基于VanetMobiSim/NS-2的车辆换道模型仿真

高速公路上驾驶人换道行为容易导致车辆碰撞事故。利用车载自组网(Vanet)车车通信提醒驾驶人在换道过程中可能遇到的危险,但在真实环境中测试车载自组网难度大,代价高。Vanet-MobiSim和NS-2分别是优秀的交通、网络仿真器,两者联合可以为车载自组网提供真实可靠的微观仿真平台。文中结合开源的VanetMobiSim中的智能驾驶人换道模型——IDM_LC设计Vanet环境下的车辆换道模型,仿真产生不同车密度、车道数下的移动车辆Trace文件。将Trace文件导入开源的NS-2中进行仿真分析。结果表明,采用VanetMobiSim/NS-2联合仿真平台可以很好的模拟设计的不同情景下的车辆换道模型,车辆换道时的车车通信将使得车辆换道效率和安全性都得到提高。

铁路旅客满意度指数模型研究

基于铁路旅客运输服务的特性以及旅客需求结构分析,提出了一个新的铁路旅客满意度指数(CSI)模型,运用偏最小二乘法对模型进行数学表达,结合实际调研的结果,对模型进行检验.通过检验,模型中变量间相关性以及模型的拟合优度都达到较高的水平.

先进驾驶辅助系统的接受程度及其影响因素分析

研究驾驶人对驾驶辅助系统(ADAS)的接受程度及其影响因素,有利于ADAS的推广和功能改善。招募46名被试,分2次驾驶未安装和安装有ADAS的车辆,行驶于武汉市典型道路各105km,并完成驾驶人基本信息和关于ADAS接受程度问卷。基于技术接受模型(TAM)分析驾驶人对ADAS的接受程度,应用方差分析方法研究驾驶人对ADAS接受程度的影响因素。结果表明,43名驾驶人对ADAS的接受程度均值为80.9%(SD=0.191);驾驶人的性别、年龄和驾驶经验对ADAS的接受程度没有显著性影响;ADAS类别对驾驶人的接受程度有显著性影响,驾驶人对于FCW系统的接受程度较高,而对LDW系统接受程度较低;道路类型对驾驶人的接受程度也有显著性影响,驾驶人在城市道路上对ADAS的接受程度最低。

基于整体规划框架的区域综合货运规划建模方法研究

区域一体化快速发展背景下,如何系统谋划区域综合交通运输规划,使经济、土地/空间及交通与环境协调发展,是实现区域可持续发展亟需深入研究的课题。因此,本文统筹考虑经济、土地/空间及交通和环境要素的动态交互关系,提出大区域综合货运整体规划模型的设计与开发方法。利用PECAS(Production,Exchange and Consumption Allocation System)理论框架分析生产者、消费者、交换商品、土地(空间)和运输方式之间的交互关系,并通过PECAS的集计经济流表设计模型结构,构建相应的宏观经济预测、社会经济活动空间分配、空间开发以及交通运输需求预测这4个模块,模拟区域社会经济活动增长及其空间分布与土地/空间开发及综合交通需求时变等特征之间的互动耦合关系。在社会经济发展目标、土地空间和环境等约束条件下,通过构建空间经济模型和综合交通一体化网络分配模型,实现面向多货品和多方式的综合货运整体规划建模方法,以辅助区域产业布局、土地利用与综合交通系统的整体规划。本文以长江经济带为研究案例,基于相关数据构建相应的大区域综合货运整体规划模型,分析评估2012—2035年模型预测结果。结果显示,预测得到的综合交通年平均日货运量拟合优度超过85%,分担率误差低于1%,验证了本文建模方法的有效性。

考虑生理特性的驾驶行为险态辨识研究

生理指标是驾驶过程中驾驶人状态最直观的体现,探讨生理指标与驾驶行为险态之间的关联关系对实现危险驾驶行为的辨识具有重要现实意义。以驾驶人生物反馈系统采集的3项生理特性指标为特征向量,采用皮尔逊(Pearson)相关系数法对不同生理指标与险态等级之间的关系进行深入分析,并在此基础上采用K-均值聚类方法构建驾驶行为险态辨识模型。通过对30组模拟驾驶实验数据的分析,最终得出驾驶人的血流量脉冲值(BVP)和皮肤表面电位(SC)与驾驶行为险态等级间存在显著正相关性(p<0.05),呼吸率(RESP)与驾驶行为险态间存在一定相关性,但是规律性不强。采用BVP和SC作为特征向量构建模型对驾驶行为险态辨识精度最高达到96%,对可忽略、可容忍和不可容忍3种状态的识别准确率分别达到97.33%,98.16%和88.16%。

长江繁忙水域船舶间距模型

针对芜湖段实测的船舶交通流数据,由到船时间与船速计算船舶间距,分析不同船舶间距下船速的分布变化.结果表明,上行船舶间距为20～160 m,下行船舶间距为30～300 m时,船速服从对数正态分布;上行船舶间距为160～400 m,下行船舶间距为300～600 m时,船速服从正态分布.在速度变化临界点处,分析相邻两船速度差值变化,得到船舶最小安全间距：上行船舶最小安全间距为140～ 180 m,下行船舶最小安全间距为260～ 340 m.对所得船舶安全间距进行船舶交通流仿真,结果证明最小船舶安全间距范围有效.