主辅灯信号系统的辅灯信号控制方法的研究

城市道路人行横道是除交叉口外的重要的交通冲突区域,协调人行横道处的机动车流和行人过街等非机动车流的行为冲突具有重要意义。针对目前人行横道行人过街组织方式存在的弊端,采用基于行人过街请求的主辅灯信号联动控制策略控制人行横道交通行为。首先提出了主辅灯信号系统的辅灯控制方法原理;其次研究基于行人过街请求和主灯控制器信号配时的信号控制策略,实现满足行人过街请求前提下的车辆通行最优化控制方法;最后设计一种行人过节请求的辅灯控制器,通过设计相应功能模块,实现辅灯信号控制策略。模拟实验方案结果表明:在不同信号状态下触发行人过街请求信息,辅灯控制策略模型能够准确输出的辅灯信号的配时方案,在实施该信号控制策略后,车辆通过交叉口和辅灯人行横道区域的通行效率明显增加。

基于IVE模型的杭州市机动车实际行驶工况下排放因子的研究

首先,利用台架试验对IVE模型中的基础排放率进行地域性差异的修正;然后,利用GPS系统获得杭州市机动车在不同道路类型和时间下的实际行驶工况;最后,应用修正后的IVE模型确定杭州市实际行驶工况下轻型车和出租车的CO和NOx综合排放因子。结果表明,对IVE模型基础排放率的修正能较好地提高模型的模拟精度;在杭州市区高峰期实际行驶工况下,轻型车CO和NOx综合排放因子分别是2.92和1.03g/km,出租车的排放因子分别为轻型车的2.0和1.7倍。

城市公共自行车系统自然租赁需求估算方法

为了获取城市公共自行车系统(PBS)自助服务点的真实租赁需求,提出既包含受限租赁需求又考虑到潜在租赁需求的自然租赁需求估算方法.通过分析公共自行车在城市公共交通体系中的角色与特点,改进了离散选择Multi-logit模型;根据建立的公共交通方式出行特性效用函数,利用Multi-logit改进模型估算公共自行车在客运总量中的分担率.计算调查统计与模型估算所得到的2种分担率的相关系数,结合服务点历史租赁数据,最终实现PBS自助服务点自然租赁需求的估算.以杭州市PBS为实验对象,对所研究的方法进行实践验证.结果表明,在平峰时段,模型估算得到的自助服务点自然租赁需求量与当前受限条件下的租赁量基本保持一致;在高峰时段,模型估算得到的自然租赁需求量明显超过受限租赁量,基本与人工值守理想租赁条件下的非受限租赁量相同,有效地反映了城市PBS的真实租赁需求.

车路集成环境下车辆防撞预警安全状态判别模型的研究

针对现有安全状态判别模型未能兼顾行车安全与道路空间资源利用率,且忽略了实际行驶环境下动态制动减速度信息的问题,提出了车路集成条件下车辆防撞预警安全状态判别模型。通过车-路通信协作实现对路面类型等实际行驶环境因素的动态识别,并确定车辆采取制动措施时所能获得的动态制动减速度;通过分析前车与自车的有效制动时间和车辆制动全过程,建立了新型临界跟车距离模型,并给出了模型关键参数的获取方法。仿真结果表明,该判别模型具有较强的自适应性,更贴近车辆实际行驶环境下的制动过程,有利于提高道路空间的利用率。

车路集成环境下BRT专用道时分复用的车路协作方法研究

为了提高BRT(bus rapid transit)专用道的利用率,基于车辆道路信息集成及协作技术,提出BRT专用道路权时分复用的车路协作方法,建立了BRT专用道时分复用的车路协作控制策略模型。研究了分段式BRT行程时间预测算法,结合实时交通流信息,建立车辆借还BRT专用道的换道时间模型,规划了车辆借还协作时序。实验表明,车辆协作控制策略中行程时间预测和借还时间估计接近实际值,并能够有效地实现专用道的时分复用,而不干扰BRT的优先运行。

公共自行车系统服务点布设的有限元估算方法

针对城市公共自行车系统(PBS)依靠人工经验规划服务点布设导致的"租还车难"问题,根据PBS的运行特性,借鉴有限元原理,研究PBS不同空间位置区域的供需不平衡度有限元估算模型,建立PBS服务点布设的有限元估算方法.以杭州市部分区域为例,应用有限元分析软件ANSYS对估算方法进行验证.结果显示:在研究区域内未建服务点4146时,公共自行车供需不平衡度最大的位置位于120.151 275°E^120.152 55°E和30.302 04°N^30.303 774°N;建立服务点4146后,该位置的供需不平衡度明显缓解,单元供需不平衡度最大的位置与服务点4146实际位置相比,经、纬度误差分别为0.044 5%、0.047 3%.分析结果表明,该估算方法能够有效分析PBS的单元供需不平衡度,从而有助于服务点的科学布设.

全息环境下车辆行驶协作方法研究

车辆全息环境下车路智能协调、车车智能协作,不仅能够规范车辆驾驶行为,并且更有利于改善路面交通状况。针对车辆协作跟车行为,研究首先将车辆行驶分为自由行驶阶段及车辆协作阶段,分别建立车辆跟车控制策略;以此为基础,研究车辆协作换道算法,建立兼顾车辆行车安全和道路利用率的车辆协作换道方法;利用C语言对交通仿真软件PARAMICS进行功能扩展,对上述研究成果进行仿真验证。结果表明:本文提出的车辆全息环境下的车辆行驶协作方法,有效提高道路运行效率,维持交通状况稳定,保障车辆行驶安全。

城市公共自行车系统自流动特性的空间分析

为了优化城市公共自行车系统的服务点布局,科学制定公共自行车调配运送方案,需要获取公共自行车运行移动的时间和空间规律。在公共自行车流动性分类为自流动和它流动的基础上,提出了公共自行车自流动特性的空间分析方法,通过对典型服务点的自行车租还行为空间分布特性、时间演变特性和OD关联特性等的分析,获取公共自行车系统用户出行规律及各服务点宏/微观运营规律。以杭州市公共自行车系统为例,根据近5年的运行数据对公共自行车系统的自流动特征进行分析,在获取不同时段、不同区域租赁服务点运行规律的基础上,给出了它流动调度介入的决策参考方案并进行了实践验证。

车联网下公交专用道复用的动态清空控制方法

传统公交专用道动态控制方法无法同时保证公交优先和车道利用率的提升,为解决该问题,本文提出车联网支持下公交专用道复用的动态清空控制方法(Dynamic Clearance Bus Lane,DCBL),建立随网联公交行驶车速和网联社会车辆换道时间动态变化的清空框模型,同时定义换道迫切系数,结合模糊控制理论,设计考虑驾驶员换道心理的换道概率输出算法,以模拟驾驶员实际换道过程,最后通过数值仿真以验证DCBL控制方法的有效性。仿真实验结果表明:DCBL控制方法将适用的交通密度范围扩大至0~71 pcu·km^(-1),比传统的BLIP(Bus Lane with Intermittent priority)、IBL(Intermittent Bus Lane)控制方法适用范围增加了9~21 pcu·km^(-1);在40~70 pcu·km^(-1)的中高交通密度区间,DCBL控制方法将社会车辆平均车速保持在45.86 km·h^(-1),比传统控制方法提高了17.9%~24.7%,将公交平均车速保持在33.68 km·h^(-1),对比公交期望车速仅降低了6.4%;DCBL控制方法在路段中高密度区间对公交车的行驶延误小于25 s,比传统控制方法提高路段通行能力8.0%~18.3%。

公共自行车多目标动态调度建模与算法研究

针对公共自行车系统自行车时空分布不均衡的问题,对公共自行车调度过程中自助服务点调度优先级、动态需求特性、服务时间窗等进行了研究,建立了统筹用户满意度与企业调度成本的公共自行车系统动态调度多目标优化模型。结合禁忌搜索算法的爬山性能和遗传算法算子交叉、变异功能,设计了一种禁忌遗传混合算法对动态调度模型进行了求解。以杭州市某区域公共自行车系统为研究对象,对上述模型与算法进行了实验验证。研究结果表明,所得到的调度方案能够在较大程度上满足公共自行车系统服务点的租赁需求,可以减少调度车辆的行驶距离,降低调度的成本。

基于PEMS测量的机动车尾气预测研究

为了实现对机动车尾气排放的控制,解决现有预测模型未能通过燃油消耗来研究污染物排放以及未能建立起油耗及其车外可观测影响因素之间的关系问题,对油耗数据及其理论模型进行了研究,提出了微观综合预测模型,它是根据便携式尾气测量系统(PEMS)实际工况下测量的机动车油耗与各污染物排放数据,并结合油耗的理论模型建立起的综合预测模型;最后,通过实验对综合预测模型进行了实例分析与验证;实验结果表明,综合预测模型首次对污染物CO和NO的预测模拟值和实测值之间的平均误差分别为14.3%和12.8%,实现了较好的预测效果,为进一步研究燃油消耗和排放的关系奠定了很好的基础。

公共交通 公交先行

公共交通是世人皆知的缓解城市交通拥堵的最重要措施,那么,怎么衡量公交的发展是否有效呢?答案就是提高公交在市民出行中所占的分担率,这就要求我们进一步提高公交服务质量,提高公交出行的吸引力。其中,提高公交服务质量。

城市公交车辆行驶工况分析方法研究

对公交车辆行驶工况进行分析是"公交优先"策略的重要基础,车辆行驶工况分析方法的合理性对于正确制定"公交优先"策略至关重要;在文中设计的公交车辆行驶工况分析方法中,利用GPS设备及其监控系统对城市道路公交车辆实时行驶数据进行采集,通过GIS电子地图技术将采集到的公交车辆行驶数据准确地匹配到城市道路上,利用VC#语言实现空间位置匹配算法,在此基础上,处理大样本车辆行驶数据,通过处理结果与实际测量结果比对分析,得出两者较接近的结论,表明设计的方法具有可行性。

共享自行车系统动态调度时间域的获取方法

共享自行车系统(Bicycle Sharing System,BSS)调度时机的确定是影响BSS服务质量和调度成本的重要因素.综合考虑调度基准阈值、服务点的自行车周转率及租还量差异时变特性,建立了BSS服务点运行状态的自流动模型.基于自流动模型,提出了BSS服务点调度时机的动态调度时间域获取方法,包括判断服务点空/满位的车容比动态阈值的计算,以及根据BSS服务点调入/调出自行车的需求而获取的正/负调度时间域算法.最后,根据杭州锁桩式BSS运行的2016年历史数据,以编号3758服务点为例,对车容比动态阈值和固定阈值获取的调度时间域及调度效果进行分析比较.结果表明,本文研究的动态调度时间域获取方法能够更精准地获取BSS的调度时机,在满足BSS调度服务质量情况下,可以减少调度频次、降低服务成本.

共享自行车系统调度区域的分形树自平衡划分算法

为了满足大型共享自行车系统(BSS)快速响应调度的需求并降低调度成本,针对目前缺少调度区域合理划分研究的问题,提出BSS调度基于分形树的自平衡区域划分模型.该模型由具有自相似性结构的叶子级、枝节级和根级调度区域组成,给出衡量同级邻近区域租/还需求互补性的互平衡强度计算方法.根据分形树的自相似性特征,设计分形树自平衡区域划分算法(FSPA),包括考虑快速服务响应的分形树叶子级与枝节级调度区域范围计算方法和基于同级区域互平衡强度的自平衡区域划分动态聚类算法,将BSS周转率杠杆引入共协矩阵来实现自平衡区域聚类融合.以杭州市下沙地区锁桩式BSS运营历史数据为例,对构建模型方法进行实验验证,划分了具有分形树特征的三级自平衡调度区域.结果表明,采用自平衡区域划分方法,有助于实现区域内的自平衡,减少跨区调度次数和调度车行驶路程,可以有效地降低调度成本和提升BSS工作效率.

融合时空特征的PCA-PSO-SVM臭氧(O_(3))预测方法研究

针对目前臭氧预测方法未能考虑臭氧污染的区域性和在时间周期内的强自相关性的问题,提出一种融合时空特征的PCA-PSO-SVM臭氧组合预测模型.利用小波分析和系统聚类提取臭氧时间序列波动特征和站点空间分布相似性特征,并通过主成分分析和粒子群算法优化的支持向量机组合模型(PCA-PSO-SVM)对臭氧日最大8h平均浓度进行预测,以2016~2018年杭州市大气污染物观测数据和气象数据进行实验验证.结果表明:融合时空特征的PCA-PSO-SVM模型预测精度有较大提升,与未融合时空特征的PCA-PSO-SVM模型相比,精度提升19%.气象因素中温度对臭氧预测效果影响最大,在气象预报数据存在一定误差的情况下,提出的模型仍得到较高精度的预测效果,具备较好的鲁棒性.

基于朴素贝叶斯分类器的公共自行车系统故障诊断方法

针对公共自行车没有安装车载检测传感器、流动及停放区域较大、管理部门无法及时发现自行车故障等问题,提出了基于朴素贝叶斯分类器的自行车故障诊断方法。通过分析公共自行车系统(PBS)租用记录、维修记录和用户评价,选取15个状态分类特征作为自行车故障检测的特征向量;根据朴素贝叶斯分类器后验概率,获取每个状态分类特征对类的贡献率;以召回率作为评价指标来预测诊断故障自行车。采用杭州市PBS 2016年的相关数据对模型进行实践验证,通过预测模型输入特征值的优化,测试样本的召回率达85.79%,精度较为理想。

公交时分复用车道设置条件及交通临界模型

为了提供可靠的间歇式公交专用道设置标准和依据,研究公交时分复用车道(BLTDM)的设置条件.基于车道的设置目的及特性,对车道的道路设置条件和交通设置条件进行定性分析,得到道路设置条件为单向3车道以上路段,交通设置条件为高交通饱和度和低公交车流量.为了获取明确的交通设置条件量化区间和设置指标,以路段出行者总时耗临界最大为目标函数,综合考虑混行车道、公交专用道和公交时分复用车道3种方式下的交通效率和车道设置约束条件,建立公交时分复用车道的交通设置条件临界模型.通过求解模型获取车道交通设置条件的临界值,得到车道的交通设置条件量化区间.以杭州市某路段为案例,验证该模型的可行性,评估设置公交时分复用车道的运行效果.

多特征融合的驾驶员疲劳状态检测方法

针对现有疲劳状态检测方法无法适用于疫情防控下的驾驶员,利用改进后的YOLOv5目标检测算法,对驾驶员的面部区域进行检测,建立多特征融合的疲劳状态检测方法.针对公交驾驶特性,建立包含佩戴口罩和未佩戴口罩情况的图像标签数据.通过增加YOLOv5模型的特征采样次数,提高眼、嘴、面部区域的检测精度.利用BiFPN网络结构保留多尺度的特征信息,使得预测网络对不同大小的目标更敏感,提升整体模型的检测能力.结合人脸关键点算法提出参数补偿机制,提高眨眼、打哈欠帧数的准确率.将多种疲劳参数融合归一化处理,开展疲劳等级划分.公开数据集NTHU和自制数据集的验证结果表明,该方法对佩戴口罩和未佩戴口罩情况均可以进行眨眼、打哈欠识别,可以准确地判断驾驶员的疲劳状态.

电动公交车电池荷电状态的Seq2Seq 预测方法

针对高维输入特征和长时预测需求下荷电状态预测困难的问题,提出一种电动公交车电池荷电状态的Seq2Seq预测方法.在电池状态的基础上引入车辆行驶状态和行驶工况,利用特征选择算法分析各因素对荷电状态的影响.以LSTM为基本单元结构,WN-Seq2Seq算法融合Seq2Seq与WaveNet循环结构,可以强化高维输入特征与预测荷电状态的序列信息记忆与表征能力,从而提高模型的预测精度.通过2021—2022年杭州市4辆电动公交车实际行驶数据验证表明,在引入车辆行驶状态和行驶工况后,WN-Seq2Seq模型的评价指标均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和模型计算时间(MCT)分别为0.505%、0.479%、0.656%和0.017 s.研究结果表明相比传统模型,预测精度及稳定性都有所提升,在不同温度区间下都具有良好的预测效果,为电动公交车能耗控制策略、安全管理提供合理且可靠的参数决策支持.