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期刊信息/Journal information
交通运输系统工程与信息
交通运输系统工程与信息

毛保华

双月刊

1009-6744

bhmao2006@bjtu.edu.cn

010-51684836

100044

北京西直门外上园村3号北京交通大学机械工程楼D403室

交通运输系统工程与信息/Journal Journal of Transportation Systems Engineering and Information TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是面对国内外交通运输系统工程、智能交通、交通管理、交通工程与信息工程等学科领域的决策者、科技工作者、交通运输工程师、交通运输院校研究院所的专家、硕、博士研究生以及交通运输企业家的刊物。
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    警告刺激对驾驶员接管性能的影响机理研究

    王丹林业
    106-114页
    查看更多>>摘要：为研究不同模态警告刺激对接管性能的影响机理,本文重点关注在不同非驾驶相关任务和触发场景下,单一模态和双模态警告刺激对驾驶员的预警效果.搭建不同警告刺激下,驾驶员接管车辆控制权的台架试验,采集49名驾驶员的眼动数据与车辆数据,并开展显著性影响分析.研究结果表明,警告类型对接管时间和首次注视时间有显著影响,从事非驾驶相关任务对驾驶员的接管时间产生负面影响,双模态警告刺激的首次注视时间低于单一模态的首次注视时间.在视觉和触觉警告刺激下,非驾驶相关任务下的最大横向加速度为 0.36 m?s-2,监控任务下为0.34 m?s-2,相对其他警告刺激,横向加速度最小,车辆接管更稳定,接管质量最高.双模态警告刺激的横摆角整体小于单一模态警告刺激,车辆更加稳定,而在单一模态警告刺激下,视觉警告刺激的最大横向加速度为0.45 m?s-2,相对其他警告刺激,横向加速度最大,接管绩效最差.不同模态警告刺激对接管方式无显著影响.双模态的警告刺激类型相较于单一模态而言,更加依赖于多种感官效果,提供更全面和更准确的警示信息,特别是与驾驶员身体接触的触觉振动警告方式.

    智能交通警告刺激双因素方差分析人机接管眼动数据车辆动力学

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    面向动态交通分配的交通需求深度学习预测方法

    李岩王泰州徐金华陈姜会...
    115-123页
    查看更多>>摘要：为满足动态交通分配对高精度、高时效性交通需求的要求,本文建立了一种交通需求深度学习预测方法.根据动态交通分配要求确定交通需求数据的时间间隔,构建对复杂交通需求预测性能较优的长短期记忆神经网络预测方法;针对动态交通分配中交通需求的周期性、随机性和非线性等特征,为减少数据噪声的干扰,引入局部加权回归周期趋势分解方法将交通需求数据分解,将其中的趋势分量和余项分量作为深度学习预测方法的输入量,周期分量采用周期估计进行预测;选用具有随机寻优能力强、寻优效率高等特点的布谷鸟寻优算法优化预测方法的隐藏层单元数量、学习速率和训练迭代次数等核心参数.应用西安市长安区的卡口车牌数据验证该方法.结果表明:本文模型的预测结果在高峰及平峰各连续4个时段内相比于自回归滑动平均模型、长短期记忆神经网络模型、支持向量回归模型,平均绝对误差降低了10.55％～19.80％,均方根误差降低了11.20％～17.99％,决定系数提升了8.62％～12.48％;相比遗传算法、粒子群算法优化的模型,平均绝对误差降低了7.36％～13.81％,均方根误差降低了4.23％～10.67％,决定系数提升了3.50％～7.01％,且本文模型运行时间最短.说明与对比模型相比,本文所建立的预测方法在面向动态交通分配的交通需求预测中具有更高的预测精度.

    智能交通交通需求预测布谷鸟寻优算法长短期记忆神经网络动态交通分配局部加权回归周期趋势分解

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    考虑载客状态的改进孤立森林浮动车异常数据检测算法

    任其亮徐韬刘媛程龙春...
    124-131页
    查看更多>>摘要：为提高浮动车数据中异常数据检测能力及不同载客状态下的模型检测分析能力,提出基于S-DTA-IIForest(Summation&Difference Third Order Average&Improvement-Isolation Forest)的浮动车数据异常检测算法.构建由相邻两项求和(S)、三阶求和平均差分(DTA)的二维度空间S-DTA特征向量;提出差额累计更新和动态区分辨识的改进孤立森林IIForest算法,通过设置停止阈值参数,避免当出现新样本异常值分数大于停止阈值时,仅更新样本不更新孤立森林模型的问题,设计每个二叉树区分辨识度参数,区分辨识度位于停止区间时停止二叉树生长,提高算法收敛性能,以ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线下面积AUC(Area Under ROC Cure)、F1-score为指标对模型精度进行对比分析,并以重庆市中心城区学府大道开展实例验证.结果表明:本文S-DTA-IIForest组合算法AUC、F1-score分别为86.63％、0.89,AUC较传统孤立森林IForest(Isolation Forest)提高32.4％,运行效率提高1.29％,具有收敛速度更快、精度更高的优势,载客条件下模型AUC、F1-score较未载客分别提高7.7％、10.8％,组合算法对载客数据有更高的检测精度,且未载客状态数据异常率较载客状态增加71.4％,未载客数据异常率更高.

    智能交通异常数据检测改进孤立森林浮动车数据S-DTA算法

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    基于生成对抗网络的追尾事故数据填补方法研究

    周备张莹张生瑞周千喜...
    132-137,198页
    查看更多>>摘要：深入分析交通事故数据可以为规避事故发生、降低事故严重程度提供重要理论依据,然而,在事故数据采集、传输、存储过程中往往会产生数据缺失,导致统计分析结果的准确性下降、模型的误判风险上升.本文以芝加哥2016-2021年的101452条追尾事故数据为研究对象,将原始数据按照7:3随机分为训练集和测试集.在训练集数据上,利用生成式插补网络(Generative Adversarial Imputation Network,GAIN)实现对缺失数据的填补.为对比不同数据填补方法的效果,同时选择多重插补(Multiple Imputation by Chained Equations,MICE)算法、期望最大化(Expectation Maximization,EM)填充算法、缺失森林(MissForest)算法和K最近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)算法对同一数据集进行数据填补,并基于填补前后变量方差变化比较不同填补算法对数据变异性的影响.在完成数据填补的基础上,构建LightGBM三分类事故严重程度影响因素分析模型.使用原始训练集数据,以及填补后的训练集数据分别训练模型,并使用未经填补的测试集数据检验模型预测效果.结果表明,经缺失值填补后,模型性能得到一定改善,使用GAIN填补数据集训练的模型,相较于原始数据训练的模型,准确率提高了6.84％,F1提高了4.61％,AUC(Area Under the Curve)提高了10.09％,且改善效果优于其他4种填补方法.

    城市交通数据填补生成对抗网络追尾事故LightGBM模型

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    信号交叉口直行非机动车膨胀特性分析与风险评估

    崔洪军周启航朱敏清
    138-148页
    查看更多>>摘要：随着信号交叉口的非机动车流量激增,非机动车通过交叉口时的膨胀特性也进一步凸显.针对该现象所带来的冲突问题,在分析非机动车膨胀特性的基础上,提出信号交叉口直行非机动车冲突风险实时评估方法.选取天津市4个典型城市交叉口,通过视频分析软件,获取非机动车的行驶行为数据,分析膨胀特性下直行非机动车行驶行为特征.在此基础上,通过K-means聚类分析将直行非机动车的行驶区域划分为释放区、膨胀区和汇入区这3个区域.构建以直行非机动车不同行驶区域为一级指标,不同区域内的行驶行为特征为二级指标的信号交叉口直行非机动车冲突风险评价体系,提出基于改进熵权法的非机动车冲突风险熵计算方法.以天津市围堤道交叉口为例进行风险评估,结果表明,其冲突风险主要集中于车辆超车与并行行为频发的地带,风险点变化和分布与车辆膨胀过程中风险变化趋势一致,可以为信号交叉口非机动车冲突风险研究提供一定的参考.

    交通工程信号交叉口膨胀特性熵权法K-means聚类风险评估

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    无信控交叉口电动自行车与机动车的冲突博弈研究

    王维莉肖雨晴周辉张为四...
    149-158页
    查看更多>>摘要：电动自行车骑行人与机动车驾驶人是城市道路交通系统的重要参与主体,在无信控交叉口电动自行车和右转机动车可能产生冲突.尤其当交通参与者不严格遵守通行优先权时,极大增加了参与主体交互的复杂性.本文以各交通主体的损失最小为目标,构建直行电动自行车与右转机动车的冲突博弈模型.在考虑两车驾驶人主观心理感知的前提下,引入前景理论价值函数和决策权重函数;根据演化博弈的复制动态方程分析博弈主体行为策略演化过程,得出不同条件下系统的最终稳定策略;利用数值仿真分析不同参数对系统演化的影响.研究结果表明,前景理论相关参数影响系统演化的收敛速度,不影响演化的最终结果;不同风格的电动自行车骑行人制定通行和让行决策时,表现出的风险偏好不同;互让损失的增加对电动自行车和机动车的通行概率起促进上升和抑制下降的作用,而机会损失的作用恰好相反.本文建立的理论模型可用于揭示道路主体在冲突行为中的决策演化规律,为我国城市交通管理控制提供理论依据.

    城市交通交通冲突演化博弈电动自行车前景理论

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    基于交通波特征的车道级车流溯源方法

    袁见刘福强安琨郑喆...
    159-167页
    查看更多>>摘要：为支撑城市道路中低渗透率轨迹数据条件下车流溯源分析,本文提出一种基于交通波特征的车道级车流溯源方法.基于NGSIM(Next Generation Simulation)数据集中的真实车辆轨迹信息,解析不同来源车流的交通波特征差异性;结合信号配时方案,从车辆初次停车时刻、集结波起始时空位置、集结波斜率、集结波覆盖长度等多个维度验证了交通波应用于车流溯源的可行性.在此基础上,提取集结波5项特征参数,构建4种基于机器学习的车道级车流实时溯源模型.采用NGSIM数据对模型参数进行训练标定,并对不同归一化方法、不同数据量、不同数据精度下的模型效果进行灵敏性分析.结果表明,在低数据量场景下,特征参数宜采用Min-Max法进行归一化处理,溯源流量平均误差比例最大不超过23.60％;当数据量较为充分时(超过100个信号周期),特征参数宜采用Z-Score法进行归一化处理,平均误差比例最大不超过9.90％,效果最佳的梯度提升回归模型的平均误差低至0.01％.此外,数据误差对不同模型的影响有所差异,但在误差较大时模型不会出现失效问题.本文所构建方法不依赖于固定检测器数据,未来可进一步研究交通波在网络层面的溯源方法.

    智能交通车流时空溯源机器学习车辆轨迹交通波

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    道路环形交叉口机动车冲突风险区识别模型研究

    胡立伟张瑞杰赵雪亭贺雨...
    168-178页
    查看更多>>摘要：为定量识别城市非信控环形交叉口区域内的机动车冲突风险易发生点,降低环形交叉口的事故发生率,本文构建针对非信控环形交叉口机动车冲突风险识别模型.首先,利用无人机采集高精度、连续的多车辆轨迹视频,结合Kinovea视频运动分析软件实现运行车辆状态识别与跟踪,并记录车辆每一帧的运动数据;其次,基于交通冲突识别指标TTC(Time to Collision),提出适应环形交叉口道路线形特征的车辆TTC计算方法,并使用累计频率法确定严重、一般和轻微冲突的阈值分别为1.2,2.8,4.4 s;最后,通过绘制高峰和平峰交通冲突空间异步图,并结合交通冲突数和严重冲突率,对环形交叉口的36个子区段进行交通冲突风险等级评定.研究结果显示:在高峰时段,某一子区段的平均交通冲突发生次数约为15次,严重冲突率为17.45％;在平峰时段,某一子区段的平均交通冲突发生次数约为8次,严重冲突率为8.28％.重度风险区域在高峰时段占比达到50％,而在平峰时段为8.33％,这些重度风险区域主要集中在交织区段.因此,环形交叉口在高峰时段且位于交织区段的情况更易发生交通事故.本文研究成果有助于交通管理部门了解环形交叉口在不同时段和区段上的交通冲突情况和特征,以便采取相应的预警和管理措施.

    城市交通冲突风险识别距离碰撞时间环形交叉口微观轨迹数据

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    考虑建成环境的电动自行车事故严重程度致因分析

    王菁董春娇李鹏辉姜文龙...
    179-187页
    查看更多>>摘要：为探究考虑建成环境影响下,电动自行车交通事故严重程度的影响因素,本文从事故属性、骑行者属性、对象车辆及驾驶员属性、道路属性及建成环境属性这5个方面,选取18个影响电动自行车交通事故严重性的潜在变量.在此基础上,构建考虑均值及方差异质性的随机参数Logit模型,利用边际效应量化显著变量对事故严重程度的影响差异.基于北京市近5年电动自行车事故抽样数据进行实证研究,结果表明:事故时段19:00-次日7:00、骑行者年龄大于40岁、重(大)型货车、到最近医院的距离增大及恶劣天气等因素会增加电动自行车事故严重程度.建成环境属性中,到最近医院的距离在死亡事故中的参数为服从正态分布的随机参数,路段及恶劣天气会增大其均值异质性,驾驶员年龄为(40,60]岁会增大其方差异质性;其他属性中,一般城市道路在受伤事故中的参数为服从正态分布的随机参数,路段会增大其均值异质性.研究结果可以为降低电动自行车事故严重程度提供理论支撑.

    交通工程事故严重程度随机参数Logit模型电动自行车建成环境

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    基于运载能力的铁路集装箱中心站轨道吊与集卡协同优化

    常祎妹汪洋朱晓宁
    188-198页
    查看更多>>摘要：为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡"一车两箱"模式下,"轨道吊-集卡"协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装箱的决策以及轨道吊的安全约束等实际情况.为求解模型,设计考虑轨道吊分配策略的遗传模拟退火算法,并进行3组不同规模的实验,验证模型和算法的可行性和有效性.实验结果表明,与传统集卡"一车一箱"模式下,"轨道吊-集卡"协同作业相比,集卡"一车两箱"模式下,作业完成时间平均缩短了13.3％,并且随着算例规模的增大,集卡"一车两箱"模式的作业完成时间缩短越明显;同时,集卡"一车两箱"模式下,轨道吊作业更加灵活且作业量更均衡;此外,当铁路集装箱中心站集卡资源有限时,集卡"一车两箱"模式也可以提高设备的利用率.

    铁路运输设备协同优化遗传模拟退火算法集卡"一车两箱"运载能力铁路集装箱中心站

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