关键词： 交通运输系统工程   干线道路   可变导向车道   优化模型   控制方法  

摘要： 随着我国城市化进程的加快、人口和机动车数量的猛增,交通拥堵问题已经成为人们关注的焦点。引发交通拥堵的原因多种多样,随之推出的解决方法层出不穷。在一定条件下,由不同时段交通流分布不均衡引发的拥堵问题可通过设置可变导向车道解决。因此,如何将可变导向车道控制和信号配时方案协同优化成为了一个重要课题。本学位论文摒弃以往依次优化周期时长、绿信比和相位差的做法,在HCM2000车均延误模型基础上,增添了对可变导向车道和短车道的考虑,将最小化干线交叉口群车辆总延误作为目标函数,可变导向车道功能、相位有效绿灯时间、相位差作为决策变量,建立考虑可变导向车道设置的干线道路时空资源优化模型。为保证时段切换时车辆能够平稳运行,设计了控制时段实际切换时刻的计算方法和可变导向车道标志控制方法,力求丰富和完善可变导向车道控制理论。为了系统地阐述以上模型与方法,本文共分五个章节。第一章介绍了研究背景与意义、国内外研究现状以及研究目标、内容和方法;第二章详尽地阐述了优化模型的建立过程,包括车均延误模型改进、时空资源优化模型建立、模型普适性分析、可变导向车道标志控制方法提出等;第三章和第四章分别采用一个孤立交叉口和三个连续交叉口进行案例分析,通过MATLAB数学软件求解模型获得优化方案,运用VISSIM交通仿真软件模拟实际路网,使用信号控制逻辑工具VisVAP编辑信号配时方案,对比分析车辆在优化方案和现状方案控制下的运行效果,验证优化模型和控制方法的有效性。第五章总结了研究进展,并提出了工作展望。研究成果表明,所建立的干线道路时空资源优化模型具有良好的普适性和可靠性。该模型不仅适用于干线交叉口群,而且适用于孤立交叉口或成对交叉口;既能考虑可变导向车道设置,又能考虑短车道设置。针对全时段,使用干线道路时空资源优化模型设计的可变导向车道功能和信号配时方案能够降低所有交叉口的车均延误和排队长度。针对不同时段、不同交叉口、不同流向,优化模型能够提升绝大多数研究对象的运行效果。此外,所提出的可变导向车道标志控制方法能够保证信号配时方案顺利切换,并能使交通流在时段切换过程中安全运行。因此,本文的干线道路时空资源配置方法不仅能够合理设计孤立交叉口和干线交叉口群的信号配时参数、有效规划车道功能,而且能够保证车辆平稳运行,可为缓解城市交通拥堵提供一定的参考和依据。

关键词： 翻转课堂教学法   创新性   主观能动性   实践能力  

摘要： 针对传统教学活动中存在的学生学习主观能动性不强、创新性缺乏的问题,将翻转课堂教学法应用于"自动控制系统工程设计"这门课程之中,本文以该门课程中电梯控制系统设计的教学过程为依据,对翻转课堂教学法的实施进行了简单的论述。实践证明,翻转课堂教学法在提高学生学习积极性、增强学生互动能力、提高学生创新性等方面,具有很大的优势。

关键词： 交通运输系统工程   行人交通   行人过街行为   全时空信息   多目标跟踪   宏观特性分析   微观特性分析   运行机理  

摘要： 行人交通作为城市交通的一个重要组成部分,是目前交通研究的一大热点。但相对于车辆交通,行人交通个体性更强,行为更多样化,易受多种外界因素影响,很多特性还具有很强的时空域特性。以往受检测手段的限制,对行人信息的提取多局限于人工调查或视频截面的人工处理,无法获取完整的全时空行人过街信息,严重影响了对行人过街宏观及微观参数特性的深入分析,这使得对行人过街运行特征表达描述更加困难,相应的机理建模也更加落后和不完善。为了更加准确地阐释行人过街运行机理,实现对机理的建模,需要提取准确性更高、更全面的行人全时空信息。因此,本文首先采用视频图像处理技术,对城市环境下的行人单体及群体进行检测、识别及跟踪,进而实现对行人过街全时空信息的提取。其次,分析了大量行人交通运行的多种宏观和微观表征特性,研究了与其对应的外部影响因素和各特征内部间的相互作用关系。再次,在宏观及微观特性分析的基础上,参考当前最新的生理学及心理学研究成果,构建了相应的行人过街规划-执行机理模型。最后,结合实际交通环境参数,对模型进行仿真验证。结果表明,基于全时空信息的行人过街机理能够更准确地表达行人过街行为,为行人交通的时空资源优化提供了理论依据。具体来说,本文的主要研究内容包括以下几方面:(1)优化了城市道路环境下的行人个体与群体全时空信息检测提取技术本文针对城市环境下的行人检测问题,根据城市道路监控中的单目相机特点,首先提出了基于标定约束的C-HOG算子,即在传统HOG特征检测提取的基础上引入像素-像素角映射模型标定检测区域,限制了HOG匹配的尺度缩放范围并减少了缩放次数,建立行人模板库,从而在不影响精度的前提下,提高了行人个体的检测速度和训练库的针对性。其次,利用相机标定的区域投影特性,在HOG检测基础上利用矩形投影分割行人群体,通过最优回归法,完成行人群体的检测识别。再次,针对城市交通中行人多目标跟踪及遮挡处理的难题,提出了多模态特征集结合滤波跟踪预测的方法,在行人检测识别的基础上,将检测出的行人目标录入检索信息库,并利用改进SURF算子、动态边缘和纹理分析等方法,提取相应的特征子集,通过模糊归一化的方法,建立该信息的多模态特征集,之后,利用?-?滤波预测分析和多模态特征库匹配分割相结合的方法,实现多目标跟踪和遮挡处理。最后,结合考虑中心偏移的场景重建算法,有效地在复杂的城市道路中完成多目标时空轨迹的准确提取,为全时空宏观及微观特性的分析奠定了良好基础。(2)开展了基于全时空信息的行人过街宏观特性分析在全时空参数提取的基础上,利用数据挖掘、模式辨识等方法,通过行人交通流运行轨迹获取了流量、速度以及密度等宏观参数。首先并对流量的时空分布、到达分布等特性进行了深入分析,分析了特性的成因,并建立了相应的到达分布模型。其次对行人的速度特性进行了分析,研究性别、年龄、职业、出行目的等多种因素对速度时空分布的影响规律,给出了相应的特性表达模型。再次,研究了行人过街的密度及空间占有量的宏观特性,从静态及动态需求角度分析密度特性的成因。在对3大宏观特性独立分析的基础上,进一步研究了特性之间的相互作用影响关系,通过参考其他环境下的宏观交通基本图,构建符合国内城市交通环境的行人过街宏观基本图,并利用全时空信息数据对基本图进行了标定,以密度作为影响基本图变化的主要变量,给出引起相变的密度临界指标。(3)开展了基于全时空信息的行人过街微观特性分析分析基于全时空信息的行人过街个体及群体微观特性并深入构建了典型的过街行人微观基本特性描述模型。在宏观特性分析的基础上,进一步通过对行人全时空运行轨迹的数据挖掘并结合问卷调查等形式,对瞬时速度、加速度、启动时间、空间需求、临界穿越间隙以及忍耐极限等微观特性进行分析,研究了微观参数的作用关系及受生理及心理影响的情况,分析了可穿越间隙与忍耐时间等特性的临界极限,总结了行人个体及群体间避让、超越及跟随的时空特性,进而实现对典型过街行人基本特性的描述,为行人的组织和控制、交通信号和道路的设置提供理论支持,为后续完整的行人过街机理建模奠定了基础。(4)建立了行人过街行为机理模型并进行了仿真验证通过层级行为作用机制,构建行人过街行为机理模型并进行仿真对比验证。利用宏观及微观的特性及相关影响因素研究,结合当前生理学及心理学的研究成果,首先对行人过街机理的框架进行了研究,提出了分层级的作用机制模型框架;再对其进行细化从两个层级即感知规划-决策执行分解行人的过街行为过程,通过数据分析与归纳,形成基于非完备信息的Dijkstra时空主观效益最优选择模型和有限空间感知的社会力行为模型,对行人的过街行为机理进行全面解答。最后结合实际场景建立相应的模拟环境,进行仿真测试,并将测试结果与真实环境提取的数据进行对比,验证本文基于全时空信息采集及特性分析下的过街机理模型的准确有效性。最后

关键词： 交通运输系统工程   短时交通流预测   奇异谱分析   支持向量机   组合核函数  

摘要： 为了提高短时交通流预测的精度,提出了基于奇异谱分析和组合核函数最小二乘支持向量机(CKF-LSSVM)的短时交通流预测模型。首先,采用奇异谱分析方法,滤除交通流序列的噪声成分。然后,使用降噪后的交通流数据训练CKF-LSSVM,并通过粒子群优化算法确定模型参数。最后,以厦门市的实测数据为基础,对预测模型进行实验验证和对比分析。结果表明:本文所构建模型具有较好的预测效果,能够有效提高短时交通流预测精度。

关键词： 交通运输系统工程   公交车延误   交通波理论   信号交叉口   公交站点位置  

摘要： 针对在路段上设置直线式公交站点的公交车延误问题,根据公交站点设置在两相邻交叉口间路段位置的不同,将其划分为上游公交站点和下游公交站点两类,分别利用交通波理论分析交通流稳定输入下直线式公交站点对交通运行的影响,并构建交叉口处交通流变化反作用于公交车的延误计算模型。当公交站点设置在路段上游时,根据公交车通过交叉口情况不同,将公交车延误划分为3种情况,并根据每种情况发生的概率以及对应公交车延误计算得到公交车延误期望值。当公交站点设置在路段下游时,通过抽象坐标系描述交叉口车辆的运行轨迹,构建公交车延误模型,并利用Matlab编程实现对延误的计算。仿真结果表明:相比于未设置公交站点情况,当公交站点设置在路段上游时,公交车延误较小,且随着流量、周期以及停靠时间的增加,公交车延误逐渐增大;公交站点设置在路段下游时,随着公交站点与下游交叉口距离的增大,公交车延误呈先减小而后增大的趋势。

关键词： 交通运输系统工程   公共交通   灵活性接驳公交   路径优化   协同调度  

摘要： 在已知乘客需求和车队规模的条件下,以综合考虑出行者(包括最小化乘客等待接驳公交车时间、最小化乘客实际乘坐与期望乘坐主线公交的时间差值)和运营者(最小化车辆运营时间)双方利益为优化目标,建立了灵活型接驳公交路径优化和协同调度的同步优化模型。由于该模型目标函数为非线性,本文为求解方便将其进一步转化为混合整数规划模型,并采用基于重力模型的一种启发式算法对模型进行求解,最后通过实例验证了该调度模型的可靠性和实用性。

关键词： 交通运输系统工程   行人斜穿   行人绿波   时距图   延误模型   信号相序  

摘要： 针对行人斜穿信号交叉口的实际过街需求,利用时距图分析了不同信号相位相序设置和行人过街组织方案的运行效果,提出了行人连续横穿信号交叉口的绿波带设计方式。根据行人到达和离开位置点的时刻线,推导了行人沿顺时针、逆时针以及不固定方向连续过街的延误模型,建立了总的行人连续过街延误模型通式。算例分析和仿真试验结果表明:本文提出的行人连续过街延误模型能够准确计算行人斜穿信号交叉口的延误时间,获取最佳的信号相位相序和行人过街组织方案,从而实现了行人连续过街的绿波通行,减少了行人连续过街的延误时间。

关键词： 交通运输系统工程   民航   高铁   径向基神经网络   Logistic回归分析   运输体系规划  

摘要： 分析旅客个体出行需求和交通供给对影响民航运输与高铁竞争的因素,选取6个维度17个影响因子,利用径向基(radial basis function,RBF)神经网络和Logistic回归方法分析影响飞机和高铁竞争的主要驱动力.结果表明,RBF神经网络分析得到影响飞机与高铁竞争的驱动因子从大到小依次是运行时间、出行距离、票价、准时性和到站时间;Logistic回归分析得到影响飞机高铁竞争的显著性因素依次是运行时间、出行距离、票价、到站时间和准时性;飞机与高铁竞争受运输方式自身属性(如运行时间、票价和准时性)影响最大,其次是接驳属性(如到站时间),而个体属性和购票属性特征的影响相对较小.

关键词： 交通运输系统工程   最优路径搜索算法   干线协调控制   信号交叉口等待时间   IDA＊算法  

摘要： 针对现有最优路径搜索算法没有考虑到干线协调控制的情况,导致搜索到的最优路径实际效果不佳等问题,提出了一种考虑干线协调控制的城市最优路径搜索算法。首先,将相位差引入到干线协调配时方案中,提出了一种改进的信号交叉口等待时间模型。然后,以IDA~＊算法为基础,提出了一种考虑干线协调控制的改进IDA~＊搜索算法（AICIDA~＊算法）,以路径总时间费用和运算时间为评价指标进行了算例验证。结果表明：与传统算法和考虑干线协调控制的A~＊算法（AICA~＊算法）相比,AICIDA~＊算法能够在更短的时间内搜索到费用更低的路径。

关键词： 交通运输系统   系统模型   英文  

ISBN: (纸本)9787564346263

摘要： 本书分为七章，主要将基本的系统工程方法及模型应用于交通系统，讨论了交通运输系统工程模型应用程序和项目管理。首先介绍了交通运输系统工程及系统工程应用方法的相关定义、运输供给设计模型与求解算法，然后详细分析交通运输系统工程设计项目过程，介绍智能交通系统工程的项目实施如ITS项目管理过程，最后分析介绍交通运输系统工程的规划与评估。