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考虑易用性和可解释性的自组织映射-即时学习风险预测框架

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 212-220页

作者：马潇驰陆建霍宗鑫夏萧菡东南大学江苏省城市智能交通重点实验室南京211189 东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心南京211189 东南大学交通学院南京211189 南洋理工大学土木与环境工程学院新加坡639798

为提高风险预测系统的易用性和可解释性,提出基于自组织映射网络(SOM)改进的即时学习(JITL)风险预测框架。首先,应用SOM对数据样本进行聚类,并对聚类特征进行解释。进而,通过基于聚类结果的样本选择算法构建待测数据的相似样本集,在线... 详细信息

为提高风险预测系统的易用性和可解释性,提出基于自组织映射网络(SOM)改进的即时学习(JITL)风险预测框架。首先,应用SOM对数据样本进行聚类,并对聚类特征进行解释。进而,通过基于聚类结果的样本选择算法构建待测数据的相似样本集,在线上调用作为基学习器的支持向量机(SVM)进行建模并输出风险预测结果。最后,采用一个交通事故数据集对风险模型的性能进行测试,检验其精度、易用性和可解释性。结果表明:采用SOM-JITL策略的SVM模型,受试者工作状况曲线面积指标达到0.720,相比不使用该策略的传统SVM模型提高17.5%,精度较高;SOM-JITL模型构建所需参数调节工作少,具有较好的易用性;此外,SOM聚类结果准确识别出处于交通拥堵等高风险场景,与现实场景一致,具有可解释性。综上,SOM-JITL策略能有效提高基学习器的性能,达到精度、可解释性和易用性的平衡,有助于以低成本大规模推广风险预测系统。

关键词：机器学习风险预测易用性可解释性即时学习自组织映射

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适用于多车交互场景的车辆轨迹预测模型

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1188-1195页

作者：黄玲崔躜游峰洪佩鑫钟浩川曾译萱华南理工大学土木与交通学院广州510640 东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心南京210096 人工智能与数字经济广东省实验室广州510330

提出了一种具有动态交互感知池化层的多长短期记忆神经网络(DIP-LSTM)模型结构,使得场景中相邻的车辆通过池化(Pooling)共享各自LSTM网络隐藏态,获取历史轨迹特征,进而实现自车与周围多车的时间空间关系的交互性建模,并输出车辆未来的... 详细信息

提出了一种具有动态交互感知池化层的多长短期记忆神经网络(DIP-LSTM)模型结构,使得场景中相邻的车辆通过池化(Pooling)共享各自LSTM网络隐藏态,获取历史轨迹特征,进而实现自车与周围多车的时间空间关系的交互性建模,并输出车辆未来的预测轨迹。使用美国的NGSIM和德国的High-D自然驾驶车辆轨迹数据集对模型进行训练与测试,并对模型的精度、鲁棒性和迁移性(普适性)进行验证。研究结果表明:与传统模型的预测方法相比,考虑多车交互信息的DIP-LSTM网络的预测方法在预测精度与长时域预测上具有优势,且模型具有良好的迁移性和鲁棒性,显著提高了车辆轨迹预测模型的实用性和普适性。

关键词：车辆工程自动驾驶轨迹预测多车交互长短期记忆神经网络

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面向山区铁路工程物流基地选址的分布鲁棒优化模型

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铁道学报 2024年第1期46卷 103-112页

作者：王浩甘蜜魏力飞何庆王平彭涛西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 江苏省现代城市交通技术江苏高校协同创新中心江苏南京211189

山区铁路传统工程建设运输物流基地选址模型较少将未来可能需求纳入考量范畴,忽视了此类临时工程在社会效益方面的可持续发展潜力。针对此问题,在传统工程建设运输物流基地选址模型考虑影响因素及假设基础上,加入永临结合决策变量,构建... 详细信息

山区铁路传统工程建设运输物流基地选址模型较少将未来可能需求纳入考量范畴,忽视了此类临时工程在社会效益方面的可持续发展潜力。针对此问题,在传统工程建设运输物流基地选址模型考虑影响因素及假设基础上,加入永临结合决策变量,构建同时考虑未来社会需求分布的不确定性的工程选址模型。以工程地质条件、建设施工成本、道路情况等多个因素作为评价指标,采用预测未来社会需求并引入波动变量构建非精确机会约束的方式,提出适用于永临结合模式设施选址的“多面体-DRO”二阶段分布鲁棒模型。研究结果表明:服务水平是选址决策的主要影响因素;对于高海拔施工点,选择附近的高海拔设施更加可靠;为尽可能服务高海拔地区,永久设施点更倾向于在高海拔地区修建。建立的模型能够有效抵抗不确定性带来的代价,从而避免决策失误,在山区铁路工程永临结合设施修建方面有着重要理论价值和实际指导意义。

关键词：山区铁路设施选址永临结合分布鲁棒优化

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潮汐干线交通信号协调控制模型

系统工程学报 2024年第1期39卷 128-145页

作者：彭显玥王昊东南大学交通学院江苏南京211189 东南大学城市智能交通江苏省重点实验室江苏南京211189 东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心江苏南京211189

为缓解城市布局等问题导致的潮汐交通拥堵现象,提出了一种潮汐交通状态下的干线信号协调控制策略.依据交通供需关系及交通量进出平衡,构建了以干线吞吐量最大化为优化目标的混合整数线性规划模型.基于冲击波理论,构建了以过饱和方向车... 详细信息

为缓解城市布局等问题导致的潮汐交通拥堵现象,提出了一种潮汐交通状态下的干线信号协调控制策略.依据交通供需关系及交通量进出平衡,构建了以干线吞吐量最大化为优化目标的混合整数线性规划模型.基于冲击波理论,构建了以过饱和方向车均延误最小化为优化目标的二次规划模型.通过引入松弛变量实现可变带宽绿波的分段优化,构建了以非饱和方向带宽最大化为目标的混合整数线性规划模型.采用三阶段优化方法求解模型,获得潮汐干线的最优控制方案.算例结果表明,本文提出的模型能优化干线吞吐量,控制过饱和方向的延误,并为非饱和方向提供可变带宽绿波,从而满足潮汐交通需求.

关键词：潮汐交通干线信号协调过饱和交通控制约束松弛可变带宽绿波控制混合整数线性规划二次规划

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基于CPS的单交叉口信号滚动优化控制模型

东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 379-388页

作者：卢凯陈恒宇江书妍李余樊舒颖李林华南理工大学土木与交通学院广州510640 东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心南京211189 人工智能与数字经济广东省实验室(广州) 广州510330 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司深圳518000

为了采用现代信息技术提升单交叉口的通行效率,综合考虑信息物理系统(CPS)的特性和功能,构建了基于CPS的单交叉口信号滚动优化控制架构;提出了交叉口信号优化控制的分层建模思路与框架,实现了对交叉口不同层级的状态描述;针对不同流量环... 详细信息

为了采用现代信息技术提升单交叉口的通行效率,综合考虑信息物理系统(CPS)的特性和功能,构建了基于CPS的单交叉口信号滚动优化控制架构;提出了交叉口信号优化控制的分层建模思路与框架,实现了对交叉口不同层级的状态描述;针对不同流量环境,分别以单位时间车均预计延误和加权排队长度比作为优化目标,进行实时信号优化,构建了基于CPS的分层滚动优化模型;搭建了基于SUMO与Python的实时交互仿真环境,针对未饱和、过饱和以及饱和状态变化3种流量场景进行案例分析.算例结果表明,与Transyt、Synchro、Webster、感应控制、承载力方法相比,所提模型均取得了更优的控制效果,车均延误和平均排队长度最多分别可减少43.75%和16.05%,溢流时间最多可延长37.93%.

关键词：交通工程信息物理系统信号交叉口滚动优化分层建模

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高速公路施工区车队被动换道行为建模与仿真

浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 381-387页

作者：张俊杰马永锋陈淑燕邢冠仰张子煜东南大学交通学院城市智能交通江苏省重点实验室现代城市交通技术江苏高校协同创新中心江苏南京211189

针对高速公路施工区域车速波动大,通行效率低的问题,从网联环境车队行为协同优化角度出发,构建车队被动换道行为模型.利用Plexe-SUMO搭建仿真平台,设计相应车队生成及换道选择算法,实现车队行为的生成与仿真.考虑不同的流量状态,通过调... 详细信息

针对高速公路施工区域车速波动大,通行效率低的问题,从网联环境车队行为协同优化角度出发,构建车队被动换道行为模型.利用Plexe-SUMO搭建仿真平台,设计相应车队生成及换道选择算法,实现车队行为的生成与仿真.考虑不同的流量状态,通过调整车队规模,探究不同车队规模对施工区通行效率提升的影响,寻求较理想的车队组织形式.结果表明,在中、低流量(小于900辆/h)状态下,车辆以较小规模(小于4辆)的车队形式行驶较合适.随着路段流量的增多,尤其在高流量状态下,车辆组成规模较大的车队(大于6辆)更能够提升通行效率.在实验场景下,当单车道流量小于1100辆/h时,理想的车队规模为2辆.当流量较大时,理想车队规模为6~8辆.这表明在不同流量状态下的施工区域,存在某一合理车队规模,使得路段通行能力达到最优.

关键词：车队高速公路施工区被动换道车队规模优化 Plexe-SUMO

长三角地区城市生态旅游发展水平时空演变及其影响因素

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生态学报 2024年第9期44卷 3970-3983页

作者：史晓婷李磊陶卓民赖志城李涛南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 湖南师范大学旅游学院长沙410081

城市生态旅游作为旅游可持续发展的一种理想模式,是对城市环境问题和旅游发展方式的一种回应。基于城市生态旅游核心要义,构建城市生态旅游发展水平评价指标体系,运用熵权TOPSIS法对2010—2019年长三角地区41个城市的城市生态旅游发展... 详细信息

城市生态旅游作为旅游可持续发展的一种理想模式,是对城市环境问题和旅游发展方式的一种回应。基于城市生态旅游核心要义,构建城市生态旅游发展水平评价指标体系,运用熵权TOPSIS法对2010—2019年长三角地区41个城市的城市生态旅游发展水平进行测度,通过标准差椭圆和马尔科夫链分析其时空演变特征,并利用地理探测器探析城市生态旅游发展的影响因素。结果表明:(1)长三角地区城市生态旅游各维度发展水平增速各异,供给和保障是影响综合发展水平的主要因素,各维度空间格局差异显著;(2)城市生态旅游综合发展水平呈波动上升态势,增速较缓;空间分布较不均衡,已初步形成“东南高-西北低”的分布格局;(3)城市生态旅游发展水平重心呈现“西北-东南-西北”的偏移规律,向东南部集聚程度逐渐增强,水平等级转移仅发生在相邻等级之间;(4)交通发展水平和城镇化水平对城市生态旅游发展的影响较为显著,经济发展水平和居民收入水平的影响逐渐增强,产业结构水平和环保重视程度的促进效果不显著;两因子的交互作用大于单因子的作用力,表现出双因子增强或非线性增强的交互关系。研究结果可为长三角地区提高城市生态旅游发展水平与全面推进旅游可持续发展提供一定的理论依据与科学参考。

关键词：城市生态旅游时空演变影响因素长三角

长江经济带虚拟旅游流对高铁建设的响应格局及其驱动机理

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地理研究 2024年第3期43卷 791-808页

作者：邵海雁靳诚陆玉麒杜家禛南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 南京理工大学经济管理学院南京210094

深度认知网络关注行为对高铁建设的响应关系有助于丰富交旅互动研究的理论内涵,为区域旅游业高质量发展提供决策参考。以长江经济带为案例区域,将2015年和2019年的快速交通系统和虚拟旅游流作为研究对象,采用可达性、社会网络分析、响... 详细信息

深度认知网络关注行为对高铁建设的响应关系有助于丰富交旅互动研究的理论内涵,为区域旅游业高质量发展提供决策参考。以长江经济带为案例区域,将2015年和2019年的快速交通系统和虚拟旅游流作为研究对象,采用可达性、社会网络分析、响应指数、空间变差函数、地理探测器方法,深入分析虚拟旅游流对高铁建设的响应格局及其驱动机理。研究发现:(1)高铁可达性变化格局表现出边缘区域快速提升,核心区域缓速改善的特征。(2)虚拟旅游流格局具有明显的高铁路径依赖性,高铁促进旅游网络关注的距离粘滞性降低,长距离关注路径增加。(3)响应格局显现出明显的维度分异和空间分异;不同维度响应格局具有较强的空间自组织性,北-南和东南-西北方向的差异较大。(4)交通建设是城市旅游扩散功能的重要驱动力,服务能力提升推动景区集聚能力的增强;高铁时空压缩效应和虚拟旅游流网络结构的正向互馈,促进虚实空间互动和交旅协调发展。应从优化快速交通网络布局、探索需求显化多元路径、推动交旅空间统筹发展方面提升虚拟关注向现实流动的转化。

关键词：虚拟旅游流高铁建设响应格局驱动机理长江经济带

中国高新技术产品出口“一带一路”沿线国家的格局与影响因素

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南京师大学报（自然科学版） 2024年第3期47卷 32-41页

作者：赵晴江昕阳任传堂汪涛南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023

基于2007-2020年中国31个省份高新技术产品出口数据,构建“省-国”二模网络,分析各省份对“一带一路”沿线国家高新技术产品出口的时空演变,并使用Tobit模型分析各省份网络地位的影响因素.结果表明:(1)高新技术产品出口规模总体增长、... 详细信息

基于2007-2020年中国31个省份高新技术产品出口数据,构建“省-国”二模网络,分析各省份对“一带一路”沿线国家高新技术产品出口的时空演变,并使用Tobit模型分析各省份网络地位的影响因素.结果表明:(1)高新技术产品出口规模总体增长、轻微波动,广东、江苏等是高新技术产品出口大省.各省份出口目的地以东南亚国家为主,出口产品类型以计算机与通信技术类为主.(2)高新技术产品出口网络的广度与深度不断拓展,网络呈现出明显的核心-边缘特征,其中东部省份出口比较优势更强.(3)产业集聚水平、外商直接投资、外贸环境、研发创新能力对度数中心度或接近中心度主要产生正向影响,产业集聚水平、外商直接投资、外贸环境、友好城市关系对中间中心度主要产生正向影响.东部和非东部省份的影响因素存在一定的差异性.

关键词：高新技术产品出口二模网络社会网络分析 “一带一路”

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