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期刊信息/Journal information
交通信息与安全
武汉理工大学 交通计算机应用信息网
交通信息与安全

武汉理工大学 交通计算机应用信息网

严新平

双月刊

1674-4861

jtjsj@vip.163.com

027-86585549

430063

武汉市武昌和平大道1178号

交通信息与安全/Journal Journal of Transport Information and SafetyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报导、介绍交通行业信息化建设、计算机应用等有关的方针、政策、科研成果、经验总结和发展动态。主要刊载：交通信息化发展政策与法规、交通信息化技术、交通信息化经验、交通信息化动态、计算机在交通行业应用、交通规划与设计、交通控制与仿真、交通安全技术、通信、网络等。面向广大交通工程及有关计算机、通信、电子技术、信息技术科技人员、大专院校师生及交通有关单位领导，专业人员。
正式出版
收录年代

    大规模飞机排班问题研究综述

    张宝成冉博文
    1-10,27页
    查看更多>>摘要：飞机排班是航班计划的关键环节,直接影响民航运输的安全和经济效益.随着中国机队规模的稳步扩张,大规模飞机排班问题的研究愈发迫切;然而,早期基于连接网络或时空网络的机型指派模型及侧重运营收益、维修需求或鲁棒性的飞机排班问题模型,在问题规模、约束条件数量等方面往往受限,不能满足大规模飞机排班需求.本文在分析各类排班问题关联性和局限性的基础上,归纳了大规模一体化飞机排班问题的模型及其求解算法,分析了各算法的适用范围、优势和不足,并发现:分阶段排班模型无法保证全局最优解,一体化飞机排班模型更具有实际意义;精确算法理论上可保证求得最优解,但运算复杂、耗时长、模型分解难度大;启发式算法计算速度快,步骤简单,但无法保证求解的质量和算法的稳定性.在此基础上,进一步提出了未来大规模一体化飞机排班问题的研究方向:①问题建模方面,可在优化航线网络结构的同时,综合考虑航线需求、时间均衡调度和个性化机组指派等因素,建立一体化飞机排班集成模型,以解决现有模型的局限性;②问题求解方面,可以将Benders分解和列生成算法相结合,将整个问题分解为相对简单的主问题和子问题的组合,减少求解难度;也可将精确算法和启发式算法相结合,在保证求解精度的前提下尽量减少运算耗时,提高求解效率.

    航空运输飞机排班整数规划机型指派Benders分解列生成算法

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    城市无人机航线飞行间隔与调控频率综合研究

    张健王守源赵嶷飞卢飞...
    11-18页
    查看更多>>摘要：聚焦城市无人机航线飞行,为确保运行安全,需要为无人机配备合适的飞行间隔.面向同航线纵向飞行场景,研究了考虑冲突频率与碰撞概率且符合ICAO间隔制定原则的间隔调控模型.通过研究仅考虑无人机定位误差下的碰撞风险,得到无人机纵向飞行间隔,作为后续间隔计算的基准;通过综合考虑定位误差和速度误差引发的位置不确定性,计算伴随无人机航线飞行进程的碰撞风险.加大纵向间隔会延迟突破安全目标水平的时机,但随着飞行进程的推进,碰撞风险终将突破安全目标水平.基于此,提出了无人机位置调控机制,对2架无人机位置进行定期调控,以消除速度所产生的累积误差.针对某1个指定的安全目标水平,得到了纵向间隔与位置调控频率的关系曲线,发现二者存在博弈关系,实施高频调控,需要采取更小的航线间隔;反之,则需要加大航线间隔.同时,为兼顾城市空间与位置调控能力的双重约束,提出了选取曲率最大值位置的所需飞行间隔与调控频率作为折中方案,发现安全目标水平要求越严格,所需调控频率和飞行间隔越大.实验得到在满足安全目标水平为5×10-9次/飞行小时情况下,所需调控频率为87 次/h,所需纵向飞行间隔为90 m;同时在实际运行环境中,应用上述评估模型与方法可以客观选择所需间隔和调控频率.本文研究可以兼顾城市物流无人机空中运行的安全,提高城市空域利用率和派送效率.

    无人机安全安全目标水平飞行间隔位置调控频率

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    基于改进Event模型的多旋翼型eVTOL垂直间隔安全评估方法

    王兴隆王友杰
    19-27页
    查看更多>>摘要：电动垂直起降飞行器(eVTOL)是1种新兴的交通工具,也是近年来研究的热点.受限于垂直定位精度低、穿越飞行风险隐患多等问题,eVTOL运行间隔标准难以确定,尚不具备实际应用条件.为探索该飞行器垂直间隔标准,针对多旋翼型eVTOL的底部较宽、顶部逐渐变细的外形特性,改进了经典Event垂直碰撞模型,并提出了基于改进Event模型的多旋翼型eVTOL垂直间隔安全评估方法.该模型考虑了多旋翼型eVTOL的外形特征、导航精度、运行特点、定位误差、飞行速度特性及速度误差等因素,引入相对速度、侧向重叠概率、垂直重叠概率等计算模型参数,并将原长方体碰撞盒修正为圆台体碰撞盒,有效降低了计算冗余,提高了碰撞模型的精确性.以亿航216-S型多旋翼型eVTOL为例,计算了其在不同安全目标水平和不同导航精度下的最小垂直间隔,计算结果表明:①安全目标水平与导航精度的降低,都会导致最小垂直间隔的减少;②当安全目标水平为1×10-6次/飞行小时且导航精度为RNP10时,最小垂直间隔可缩小至11 m;③当导航精度为RNP10且垂直间隔为11m时,基于改进Event模型计算的碰撞风险比原模型降低了24.78%.研究结果表明,在计算多旋翼型eVTOL的碰撞风险中,引入圆台体碰撞盒的垂直间隔安全评估方法更加精确合理,能够为多旋翼型eV-TOL垂直间隔标准制定提供理论支持.

    飞行器运行安全多旋翼型eVTOL垂直间隔碰撞风险模型安全目标水平

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    基于心率变异性的高密度立交出入口驾驶人精神负荷特性

    牟俊龙杨迪矫成武孔繁星...
    28-40页
    查看更多>>摘要：互通式立交承担着不同方向交通流的流向转换功能,是道路交通网络的重要节点.目前高密度立交在城市道路网络中已愈发常见,高密度立交之间的间距比普通立交更小,车辆交织更为密集,驾驶人需要在更短的时间内进行分合流驾驶操作.为探究立交间距对驾驶人精神负荷的影响与高密度立交出入口区段的驾驶人精神负荷统计特性,在重庆市内环快速路上选择了1段包含4座连续立交的路段作为实验对象,其中3座立交为高密度立交.通过车载仪器采集47名驾驶人在实车实验过程中的心电数据,对在高密度立交出入口区段与普通间距立交出入口区段的驾驶人心率变异性时域和频域指标进行差异性分析,得到了驾驶人在高密度立交与普通间距立交出入口区段的精神负荷分布特征.研究结果表明:驾驶人在经过普通间距立交出入口区段和高密度立交出入口区段时的心率变异性时域指标不存在显著性差异,频域指标心率变异性的低、高频功率的比值(ratio of low-frequency to high-frequency,LF/HF)存在显著性差异,频域指标LF/HF可作为评价驾驶人精神负荷在立交出入口区段的主要指标;驾驶人在经过高密度立交入口区段时,频域指标LF/HF比经过普通间距立交入口区段时显著增加,立交间距不足会增加驾驶人在立交入口区段的精神负荷;驾驶人在经过普通间距立交出口区段时的心率变异性频域指标LF/HF比经过高密度立交出口区段时显著增加,即驾驶人通过普通间距立交出口区段的精神负荷更大;对于高密度立交群,驾驶人在入口区段的精神负荷水平要略高于出口区段.

    交通安全精神负荷心率变异性互通立交立交群出入口驾驶行为

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    轮轨摩擦系数对低地板轻轨动力响应及车轮磨耗的影响

    李雪王粤欣王开云
    41-48页
    查看更多>>摘要：为了确保低地板轻轨车辆安全且平稳地运行,以某轻轨线路为依托,利用多体动力学软件UM(Uni-versal Mechanism)建立了低地板轻轨车辆-轨道耦合动力学模型.选用LM磨耗型车轮踏面以及R50标准钢轨,以美国六级不平顺轨道谱作为线路激扰.基于Hertz及Kalker简化理论、Archard模型,进行不同摩擦系数共5个工况下车辆动力响应以及车轮磨耗变化规律的仿真分析.在此基础上进一步分析了4个不同运行里程阶段对应共96组车轮磨耗型面下轻轨车辆安全性指标的变化规律.研究了4个不同运行里程阶段对应的不同车轮磨耗型面下车辆过曲线时安全性指标随摩擦系数的变化情况.结果表明:脱轨系数、轮轴横向力、轮轨横向力、车体横向加速度受摩擦系数的影响较为显著,而轮重减载率、车体垂向加速度对摩擦系数的改变并不敏感.车轮磨耗深度随里程和摩擦系数的增加而增大,且相同工况下独立旋转车轮的磨耗情况更加严重.在车辆运行40 000 km后,其轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数整体呈现随里程增加而增大的规律,而轮重减载率基本不受运行里程的影响.在不同摩擦系数及运行里程的叠加影响下,轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数的峰值出现的位置不同,而轮重减载率却始终处于较为稳定的状态.

    轨道交通低地板轻轨动力响应及车轮磨耗分析车辆-轨道耦合动力学摩擦系数

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    交通安全意识对非机动车骑行者危险骑行行为的影响研究

    裴玉龙龙钰马丹
    49-58,66页
    查看更多>>摘要：安全意识在促进安全行为方面发挥着重要作用,但由于安全意识具有多维性和复杂性,难以直接测量.为探究交通安全意识对危险骑行行为的影响,通过云模型选取安全态度、危险认知、安全素质和外界环境这4个潜变量,作为影响交通安全意识的结构要素,并基于调查问卷数据开展实证研究.运用Mplus 8.0软件构建"交通安全意识-危险骑行行为"结构方程模型,量化交通安全意识各要素作用于危险骑行行为的因果链路.采用Bootstrap法检验安全素质、危险认知和安全态度的中介作用,梳理外界环境对危险骑行行为的直接和间接关系;再利用分层回归模型,验证交通安全知识在交通安全意识与危险骑行行为间的调节效应.研究结果表明:①结构方程模型拟合良好,交通安全意识的4个要素分别与危险骑行行为呈显著的负相关,其中,危险认知对无意行为的影响最大(-0.331),安全态度对有意行为的影响最大(-0.332);②中介效应显示外界环境作为外生变量可直接作用于行为,也可通过安全素质、危险认知和安全态度对骑行者的行为产生影响;③交通安全知识的调节作用显著(ΔR2=0.017,P<0.05),该变量强化了交通安全意识与危险骑行行为的负向影响关系,其简单斜率关系表明,当骑行者交通安全知识水平较高时,交通安全意识对危险骑行行为的作用效果更强.

    交通安全安全意识因果链路结构方程模型危险骑行行为

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    考虑均值及方差异质性的外卖骑手闯红灯行为影响因素分析

    蔡凌霄周备张生瑞马慧忠...
    59-66页
    查看更多>>摘要：针对外卖骑手闯红灯事件频发、事故风险隐患较高的问题,调查了西安市多个信号交叉口处外卖骑手的闯红灯行为.将闯红灯行为作为因变量,将骑手个人特征、穿越行为特征、交通及环境特征等作为自变量,构建了考虑均值及方差异质性的随机参数Logit模型.采用Halton序列抽样进行参数估计,并结合参数估计结果和平均边际效应值量化分析各自变量对因变量的影响.结果表明:"饿了么"和"UU跑腿"的骑手闯红灯概率较低,到达时段为红灯第2段或第3段、停车线之后等待通行、冲突方向机动车流量较大等变量也会显著降低闯红灯概率,而同向违章人数增加、午高峰、晚高峰等变量会显著增加闯红灯概率.其中,使闯红灯概率提升最大的变量为晚高峰,其平均边际效应为0.278;使闯红灯概率降低最大的变量为停车线后等待,其平均边际效应为-0.222.此外,停车线后等待和晚高峰为随机参数变量,参数均服从正态分布,其均值和标准差分别为-1.379,1.359和2.502,5.360,且都具有显著的均值及方差异质性.对于停车线后等待这个变量,红灯第2段会同时提高其参数均值和方差,即增加闯红灯的概率,并增加该变量对闯红灯行为影响的随机性.对于晚高峰变量,机动车流量较大会同时降低其参数均值和方差,即降低闯红灯的概率,并降低该变量对闯红灯行为影响的随机性.此外,违章人数为1也会降低晚高峰参数的方差.

    交通安全闯红灯均值及方差异质性随机参数外卖骑手信号交叉口

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    基于视觉和惯性传感器的大型邮轮室内旅客身份识别方法

    冯晓艺马玉亭陈聪王一飞...
    67-75页
    查看更多>>摘要：邮轮内部结构及场景复杂,基于监控用单目摄像头的旅客身份识别方法缺乏深度信息,无法准确识别旅客位置、航向及航向变化信息,难以在复杂场景下准确识别旅客身份.针对上述问题,提出了基于监控用单目摄像头与手持惯性传感器的大型邮轮室内旅客身份识别方法.根据YOLOv5视觉目标检测算法,提取监控视频帧中旅客的像素坐标与边界框;利用2D-3D坐标转换公式,将相机图像中旅客的像素坐标转换为物理世界中旅客与相机的相对坐标;再基于改进神经网络模型,估计旅客在相机相对坐标系下的航向角.利用旅客智能手机中惯性传感器,采集旅客运动数据,检测旅客加速度的变化,判别旅客行走状态;融合磁场强度,推算旅客在大地坐标系下的真实航向角;融合提取的视觉和惯性传感器数据,对旅客的有限特征及其关系进行编码,包括瞬时时刻行走状态、步长、相对航向角和相对距离,解决传感器信号的误差累积问题;基于构建的2幅多关联图,提出特征之间的相似度计算公式,再利用视觉与惯性传感器特征图匹配(vision and inertial sensors graph matching,VIGM)算法求解最大相似度矩阵,实现对2幅图中的同一旅客的识别.经长江"黄金3号"邮轮大厅、棋牌室、多功能厅和走廊4个场景实验,可以发现:VIGM算法在1～3 s窗口内平均匹配准确率达83.9%,与使用高成本深度相机的ViTag身份匹配算法相比,平均匹配准确率仅相差4.5%.实验结果表明:所提基于摄像头与惯性传感器的旅客身份识别方法及算法实现成本低,但识别效果与使用高成本深度相机的方法相当.

    室内定位邮轮室内环境多身份匹配特征图模型视觉惯性传感器

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    新型混合交通流场景下交叉口信号控制和轨迹控制协同优化方法

    王方凯杨晓光江泽浩刘聪健...
    76-83,123页
    查看更多>>摘要：针对人类驾驶车辆(human driven vehicle,HDV)和智能网联车辆(connected and autonomous vehicle,CAV)组成的新型混合交通流场景,现有的交叉口协同控制方法中,集中控制和单车控制分别对中央控制器的算力和车载计算单元的算力要求较高.本文研究了1种将元胞传输模型(cell transmission model,CTM)与双层规划模型相结合的协同优化方法,利用可调整的元胞长度平衡求解信号控制与CAV轨迹优化2个问题所需的算力,从而灵活地根据中央控制器和车载计算单元的算力分配计算资源;通过上层模型预测交通流状态并优化信号控制参数,引入动态调整元胞长度规则,降低中央控制器的计算负担;基于上层的交通状态预测结果,利用下层模型对CAV轨迹进行全局规划,进一步提升交叉口通行效率.同时,为了提升解的最优性和求解的实时性,采用结合随机梯度下降法和遗传算法的迭代优化算法,避免陷入局部最优的同时提升求解效率.最后以无锡市先锋中路与春风南路交叉口数据为例,验证了不同CAV渗透率下优化的效果,结果表明:①相较于基准方案,本文提出的协同优化方案最高可以降低交叉口8.09%的车均行程时间,降低了交叉口拥堵向上游的传播;②当CAV渗透率为30%、60%和90%时,优化比例为2.51%、5.08%和7.88%;③在进口道流量大于3 000 pcu/h时,仍能在100s内获得最优信号控制方案,可支持实时优化.该方法可以有效改善城市交通拥堵,提高新型混合交通流场景下交叉口的通行效率.

    交通控制新型混合交通流信号控制与轨迹优化双层规划模型

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    基于强化学习的交叉口智能网联车多目标通行控制方法

    姜涵张健张海燕郝威...
    84-93页
    查看更多>>摘要：针对传统控制方法下的智能网联车辆(connected and autonomous vehicle,CAV)在动态交通环境中通行能耗较高且效率较低等问题,研究了基于强化学习的CAV通行控制方法,旨在降低车辆能源消耗,提升车辆通行效率以及行驶舒适度.通过考虑CAV与交叉口信控系统的信息交互和物理环境,收集信号相位和信号配时(SPaT)以及前车速度和位置等信息,构建强化学习框架的状态空间.以电池能量回收的上限作为边界条件,建立CAV的行驶能耗模型,并基于车辆行驶的关键特征指标,如单位时间电能能耗、通行距离以及加速度变化率,设计多目标加权奖励函数.利用层次分析法确定各指标的权重,进而采用深度确定性策略梯度算法对模型进行训练,并通过梯度下降方法对算法参数进行调整和更新.采用SUMO平台开展仿真实验,实验结果表明:在设计的算法控制下的CAV各方面行驶性能最为均衡,相较于DQN算法电能消耗和加速度变化率均值分别降低了9.22%和18.77%;相较于Krauss跟驰模型行程时间缩短了8.39%.本研究提出的CAV通行控制方法在降低车辆能耗、提高行驶效率和舒适性等方面具有较好的可行性和有效性.

    交通工程智能网联车辆车辆控制强化学习信号交叉口

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