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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。
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    考虑空域时空特性的动态多跑道使用策略优化方法

    朱承元白锴迪赵志刚
    94-104页
    查看更多>>摘要：多跑道机场飞行区运行效率低下会导致空域-跑道系统容流供需失衡,进而造成终端区空域交通拥堵、航班延误现象频发.为提升多跑道机场终端区运行效率,借助全空域与机场模型软件(total airspace and airport modeler,TAAM)建立空域仿真模型,针对不同运行模式动态转换下对终端区交通流走向、扇区开合等空域时空特性的影响进行分析,提出1种考虑不同运行时段内终端区机场走廊口流量配比和进离港流量分布的动态多跑道使用策略优化方法.首先,使用TAAM综合考虑不同跑道运行模式下各扇区内航班流量、高度变更、移交协调及冲突解脱对管制负荷的影响,拟合得出不同跑道运行模式下基于当量航空器架次的各扇区管制负荷函数.以终端区内航班平均飞行时间、平均延误时间及管制员工作负荷为优化目标,建立了跑道使用策略优化模型.设计了1种基于航空器基本性能数据库(the base aircraft data,BADA)的多目标非支配排序遗传算法(NSGA-II),并结合机场实际运行条件在无运行限制、运行方向限制、运行模式限制等5种场景下进行仿真计算.对各场景Pareto最优解集进行评价得出不同场景下最优跑道使用策略,并使用TAAM进行仿真对比验证.结果表明:无运行限制和运行方向限制相较于单一跑道运行模式的航班服务效率提升10.15%,5.01%;管制员工作负荷减少3.91%,3.4%;延误时间减少28.86%,19.46%.

    航空运输空中交通管制跑道使用策略NSGA-IITAAM

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    基于强化学习的车道级可变限速控制策略

    白如玉焦朋朋陈越张瑶...
    105-114页
    查看更多>>摘要：针对高速公路合流区主线各车道交通流运行状况受合流车辆影响的差异性,研究了1种基于强化学习的车道级可变限速(differential variable speed limit,DVSL)控制策略.由于DVSL控制问题存在高维动作空间求解困难,本文利用限速变化值优化动作空间,确定状态空间以及考虑多因素的奖励函数;在求解过程中,使用优质经验回放技术(prioritized experience replay,PER)进行改进,以提高训练效率和模型性能;同时提出1种车道间的安全检测机制辅助PER-DDQN展开训练,保证车道级可变限速模型可实施性.利用SUMO仿真软件测试所提出策略的控制效果,结果表明:所提出的车道级可变限速策略相较于未实施可变限速控制场景,全程行程时间降低41.88%、平均速度提高5.65%,合流区行程时间降低66.91%、平均速度提高43.42%;且车道级可变限速控制策略下合流区内各车道拥堵时间明显缩短,速度变化更加平稳.此外,还测试了智能网联车(connected-automated vehicles,CAVs)在不同渗透率场景对所提出策略的影响,渗透率在低于60%时实施车道级可变限速策略控制效果明显优于未实施可变限速控制策略,在渗透率为20%、40%和60%的场景中平均全程行程时间分别降低了41.88%、13.38%和7.46%,平均速度提高了6.08%、2.36%和1.61%;当渗透率达到80%以上时,鉴于CAVs车辆能明显改善交通流状况,实施车道级可变限速控制策略改善效果不明显.

    智能交通车道级可变限速控制策略强化学习高速合流区异质交通流

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    基于改进YOLOv5算法的道路交通参与者实时检测方法

    张逸凡聂琳真黄灏然尹智帅...
    115-123页
    查看更多>>摘要：从道路监控图像中快速准确地检测交通参与者对于智能交通系统监管道路目标具有重要意义.为解决传统YOLOv5目标检测算法对多种交通参与者目标检测精度低、重叠目标漏检等问题,研究了基于改进YO-LOv5算法的道路交通参与者实时检测方法.为增强浅层网络提取图像特征信息能力,采用融合移动翻转瓶颈卷积(FusedMBC)代替原卷积结构,并通过自注意力机制学习交通参与者的纹理特征;为加强主干网络感知图像空间特征信息的能力,引入坐标注意力机制(CA),使主干网络更加关注图像中交通参与者的语义特征;为使普通卷积拥有感知构造能力,以增强激活空间的灵敏度,采用漏斗激活函数(FReLU)作为卷积层的激活函数,并能够使特征向量进行像素级建模;为增强网络对密集目标的空间特征信息提取能力,在特征融合网络中加入坐标注意力机制,通过注意力捕捉密集目标融合后的空间与通道特征信息,让网络精确定位各个目标.通过对车路协同自动驾驶数据集DAIR-V2X的交通参与者图像进行数据增强预处理,构建用于验证模型性能的测试集2 000张并进行了算法验证.实验结果表明:①改进后的YOLOv5算法平均检测精度达到82.4%,平均召回率达到95%,平均检测速度达到204帧/s.②相比于原始YOLOv5,其在平均检测精度和平均检测速度分别提高了5.8%和33.3%,证实提出的方法能够实现快速准确地检测交通参与者,有助于提升智能交通系统监管交通参与者的能力.

    智能交通交通目标交通参与者检测YOLOv5融合移动翻转瓶颈卷积坐标注意力机制

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    考虑自行车骑行者PM2.5吸入量的健康骑行速度识别方法

    刘子逸张传栋朱才华李昱燃...
    124-130页
    查看更多>>摘要：为降低空气污染时自行车骑行者的PM2.5吸入量,提升健康水平,其可采用减小行程暴露时间或呼吸速率2种方式.2种方式对骑行速度的要求相反,且PM2.5等污染物的吸入量因人而异,所以亟需建立考虑个体差异的PM2.5吸入量-骑行速度模型,以识别骑行者在PM2.5吸入量最小时的健康骑行速度.能量消耗模型以心率和个体特征指标为变量计算空气吸入量,并可结合PM2.5暴露质量浓度和骑行时间进而计算骑行者出行过程的PM2.5吸入量.根据个体骑行者的速度与心率的关联特征构建PM2.5吸入量-骑行速度模型,并通过求导方法获得健康骑行速度.对西安市173名被试试验结果的分析表明:健康骑行速度下男性、女性的PM2.5吸入量与最小和最大骑行速度下的PM2.5吸入量相比,降低比例分别为17.06%、8.57%和1.85%、2.50%.PM2.5吸入量和骑行速度之间呈"U"形曲线分布,"U"形曲线最低点对应于PM2.5吸入量最小时的健康骑行速度.男性健康骑行速度与年龄、体重和基础心率各变量间的相关关系均呈正相关,而女性健康骑行速度与年龄、体重和基础心率各变量间的相关关系分别呈正相关、负相关和正相关.健康骑行速度分布结果可为骑行者针对个体差异性特征提供参考,并建立污染天气下骑行者PM2.5吸入量减少的交通管控方法,提升居民在骑行过程中的健康水平.

    交通环境自行车骑行者健康骑行速度能量消耗模型PM2.5吸入量心率

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    基于遗传算法的高峰时段车站协同限流方法

    申梦君董宁宁李铁柱郭竞文...
    131-141页
    查看更多>>摘要：车站限流是缓解城市轨道交通高峰客流拥挤的有效应对措施.然而,目前实际应用的限流措施缺乏对同线路相邻车站的协同配合的考虑,限流效果有待进一步提升.综合考虑乘客、列车、车站三者的交互关系,依据列车在车站的发车时间间隔,对高峰时段的列车时刻表进行时间离散化,将离散化的时段作为基本研究时段,提取对应的车站乘客到达量.从供需双方的角度出发,以乘客总延误时间最小化和旅客周转量最大化为优化目标,在考虑列车运输能力、客流控制强度、车站服务水平的同时,引入列车剩余运输能力作为约束条件,平衡不同车站的客流需求,构建车站协同限流优化模型.针对多目标函数求解的复杂性,设计1种嵌入式遗传算法对模型进行求解,平衡多目标函数之间最优解的冲突.以南京地铁三号线高峰时段为例,与不采取协同限流的情景(先到先服务)进行对比分析.结果表明:在乘客总周转量提升1%的情况下,乘客延误人数下降了2.3%,乘客总延误时间降低了4.3%,拥挤车站的延误人数显著降低,延误人数的时空分布更加平衡.为了验证算法的有效性和模型的稳定性,将遗传算法与Gurobi求解器进行算法对比,并对关键参数列车满载率进行灵敏度分析,提出的遗传算法更能兼顾双优化目标,有利于缓解高峰时段大客流延误.

    城市轨道交通高峰客流协同限流遗传算法运输能力

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    基于信令数据的中型城市通勤公交站点优化方法

    葛浩菁吕远焦朋朋
    142-149页
    查看更多>>摘要：大中型城市之间的手机通信基站密度和通勤出行结构不同,公交站点布设呈现出显著差异.在此背景下,研究了基于改进Mean Shift聚类算法的中型城市通勤公交站点优化方法.该方法采用荆州市中心城区信令数据中的通勤记录,以系统总成本(包括运营成本和乘客步行时间成本)作为主要评价指标.根据中心城区早高峰的通勤出行需求,制定通勤公交站点优化方案.通过对比优化结果和现有公交站点布局,验证了优化方法的有效性;比较不同聚类算法,证明改进的Mean Shift聚类算法的性能优越性;考虑基站和等时圈的影响,对比不同场景,证明了考虑二者影响的必要性.结果表明:①针对荆州市研究区域的早高峰出行需求,优化方法共设置28个公交站,乘客步行时间成本下降51.98%,系统总成本下降17.82%,表明本方法能够得到系统总成本更优的站点布设方案,有效减少研究区域内乘客步行时间成本;②与不同聚类算法的比较中,改进Mean Shift算法得到的方案有明显提升,系统总成本比K-means聚类算法下降8.73%,比近邻传播聚类算法(af-finity propagation,AP)下降2.48%;③与未考虑基站和等时圈影响的情况相比,本算法步行时间成本有所下降.上述指标表明改进Mean Shift聚类方法在聚类质量上优于其他方法,可以获得更优的公交站点布设方案,为中型城市的公交线路规划提供基础.

    交通规划中型城市公交站点布设改进MeanShift算法信令数据

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    基于动态图神经常微分方程的地铁短时客流预测方法

    彭颢贺玉龙宋太龙武继壮...
    150-160页
    查看更多>>摘要：随着城市轨道交通的快速发展,客流量的准确预测对于改善运营服务至关重要.为了解决当前地铁客流预测存在的时空特性挖掘不充分等问题,进一步提高预测的精度与效率,研究了基于动态图神经常微分方程模型(multivariate time series with dynamic graph neural ordinary differential equations,MTGODE)的地铁短时客流预测方法.该方法通彭 颢1 贺玉过学习地铁站点间的动态关联强度构建动态拓扑图结构,基于学习得到的动态图进行连续图传播以传递时空信息、挖掘客流的依赖关系,并采用残差卷积提取多时间尺度下的周期性模式,实现了对站点间时空动态的连续表征,克服了传统图卷积网络模型难以刻画动态空间依赖的局限性.此外,为了充分挖掘不同站点间客流分布的时空规律,综合利用北京地铁自动售检票系统(auto fare col-lection,AFC)刷卡数据、天气数据、空气质量数据以及车站周边用地属性数据构建多源融合的客流预测模型.通过选取地铁北京站和积水潭站-东直门站的历史数据开展进站客流和OD客流预测实验,结果表明:与多个基准模型相比,该模型在平均绝对误差、均方根误差和平均百分比误差这3个指标中均取得了更优的预测效果,相较最优基准模型扩散卷积循环神经网络(diffusion convolutional recurrent neural network,DCRNN)分别降低了9.93%,12.30%,9.23%,对地铁客流时空分布的拟合程度更好,模型具有更好的预测精度、稳定性和拟合能力.

    轨道交通地铁客流动态图神经网络MTGODE模型深度学习

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    基于CNL的轨道站点停车换乘选择行为分析

    朱震军徐逸清施非凡马健霄...
    161-167页
    查看更多>>摘要：研究轨道站点停车换乘选择行为,分析出行者选择停车换乘出行的影响因素,可进一步改善设施运营状况与优化设施配置.选取南京市轨道站点作为研究对象,通过采集轨道站点停车换乘设施的使用情况,从个人属性、出行属性及停车换乘意向3个方面对设施使用者的停车换乘选择行为进行调查.分析停车换乘选择行为的影响因素并选取9项特征变量,考虑出行者换乘方式、时间、距离,选择换乘便捷度和换乘次数进一步分析出行者停车换乘选择行为.分别以换乘便捷度和换乘次数为上层巢构建交叉巢式Logit模型,对比分析不同情况下出行者选择停车换乘出行的影响因素差异,揭示特征变量对站点选择和出行方式选择的影响.研究结果表明:换乘便捷度和换乘次数为CNL模型上层巢的参数结果存在差异,以换乘便捷度为CNL模型上层巢的结果中,收入、出行目的和停车时间的参数绝对值较大,分别为0.467,0.359,0.454;以换乘次数为CNL模型上层巢的结果中,绝对值较大的则是收入、出行目的和出行次数,分别为0.550,0.579,0.642,对比发现收入和出行目的对出行者选择停车换乘的影响较大.由模型中下层选择枝对上层巢的隶属度估计值可以发现,换乘便捷度适度增加或换乘次数适度减少的情形下,"停车换乘(P&R)"出行方式的选择枝隶属度最高,分别为0.399,0.464,出行者会更倾向于选择停车换乘.以换乘便捷度和换乘次数为上层巢构建的CNL模型较巢式Logit模型和多项Logit模型精度提升约10%,在不同换乘便捷度和换乘次数情况下出行者对不同影响因素具有差异化敏感程度.

    城市轨道交通停车换乘选择行为交叉巢式Logit模型

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    船舶锂电池动力技术最新应用进展

    蒋劭力申琼珍冉金阳
    168-174页
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