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基于多源数据融合的高速公路路网短时交通流参数实时预测

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 155-161页

作者：高海龙徐一博刘坤李春阳卢晓煜交通运输部公路科学研究院安全中心北京100088 港珠澳大桥管理局广东珠海519060

针对高速公路路网交通数据中存在大量噪声数据与缺失数据,数据完整度较低,导致预测精度下降的问题,提出一种基于多源数据融合的高速公路路网短时交通流参数实时预测方法。采用小波分析阈值法对高速公路路网交通数据进行去噪处理,在最小... 详细信息

针对高速公路路网交通数据中存在大量噪声数据与缺失数据,数据完整度较低,导致预测精度下降的问题,提出一种基于多源数据融合的高速公路路网短时交通流参数实时预测方法。采用小波分析阈值法对高速公路路网交通数据进行去噪处理,在最小二乘支持向量机基础上采用组合阈值填补方法填补交通数据序列中存在的缺失数据,提高交通数据的完整度。结合小波神经网络和遗传算法建立短时交通流参数预测模型,采用遗传-小波神经网络处理多源检测器采集到的交通流参数,通过最小二乘动态加权融合算法融合多个检测器的交通流参数,将交通流参数输入预测模型中,得到高速公路路网短时交通流参数实时预测结果。实验结果表明,采用本文方法处理后的交通数据序列中不存在缺失数据,数据完整度较高,且所得预测结果与实际车流量变化曲线较为贴近,预测精度高,可以广泛应用在交通流预测领域。

关键词：多源数据融合高速公路路网短时交通流参数预测小波分析阈值法最小二乘支持向量机遗传-小波神经网络

无信号交叉口处基于深度强化学习的智能网联车辆运动规划

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1923-1934页

作者：张名芳马健赵娜乐王力刘颖北方工业大学城市道路智能交通控制技术北京市重点实验室北京100144 交通运输部公路科学研究院公路交通安全技术交通运输行业重点实验室北京100088

为了兼顾无信号交叉口处智能网联车辆通行效率和舒适性要求,提出基于深度强化学习的车辆运动规划算法.结合时间卷积网络(TCN)和Transformer算法构建周围车辆行驶意图预测模型,通过多层卷积和自注意力机制提高车辆运动特征捕捉能力;利用... 详细信息

为了兼顾无信号交叉口处智能网联车辆通行效率和舒适性要求,提出基于深度强化学习的车辆运动规划算法.结合时间卷积网络(TCN)和Transformer算法构建周围车辆行驶意图预测模型,通过多层卷积和自注意力机制提高车辆运动特征捕捉能力;利用双延迟深度确定性策略梯度(TD3)强化学习算法构建车辆运动规划模型,综合考虑周围车辆行驶意图、驾驶风格、交互风险以及自车舒适性等因素设计状态空间和奖励函数以增强对动态环境的理解;通过延迟策略更新和平滑目标策略提高算法稳定性,实时输出期望加速度.实验结果表明,所提运动规划算法能够根据周围车辆的行驶意图实时感知潜在的交互风险,生成的运动规划策略满足通行效率、安全性和舒适性要求,且对不同风格的周围车辆和密集交互场景均有良好的适应能力,不同场景下成功率均高于92.1%.

关键词：智能网联汽车深度强化学习无信号交叉口意图预测运动规划

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机动车减污降碳综合评价体系综述

环境科学 2024年第1期45卷 93-103页

作者：范朝阳佟惠梁晓宇彭剑飞南开大学环境科学与工程学院天津市城市交通污染防治研究重点实验室天津300071 交通运输部天津水运工程科学研究院天津300456

机动车排放已成为我国大气污染的重要来源之一,推动机动车减污降碳工作是助力区域环境质量改善和双碳目标实现的关键.构建全面科学的机动车减污降碳协同评价体系和量化方法,是科学有效开展机动车减污降碳工作的重要前提.全面综述现有大... 详细信息

机动车排放已成为我国大气污染的重要来源之一,推动机动车减污降碳工作是助力区域环境质量改善和双碳目标实现的关键.构建全面科学的机动车减污降碳协同评价体系和量化方法,是科学有效开展机动车减污降碳工作的重要前提.全面综述现有大气减污降碳协同性评价和综合环境效益核算方法,在此基础上聚焦机动车排放特征,系统梳理机动车协同减排评价关键指标,并从健康暴露成本、气候变化影响成本和污染物治理成本这3个方面综述政策效果的量化方法,可为相关减排政策的制定、方案的组合选取及其效果评估提供理论支持.未来机动车协同减排评估研究应加快建立统一指标体系、深入分析环境效益的空间分布、重点关注机动车电动化导致的污染转移问题和探究极端天气的气候变化成本量化方法.

关键词：机动车减污降碳指标体系环境效益政策评价

基于轻量型空间特征编码网络的驾驶人注视区域估计算法

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 44-54页

作者：张名芳李桂林吴初娜王力佟良昊北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室北京100144 交通运输部公路科学研究院运输车辆运行安全技术交通运输行业重点实验室北京100088

实时监测驾驶人注视区有助于人机共驾汽车理解并判断驾驶人的意图。针对车载环境下算法精度和实时性难以平衡的问题,提出了一种基于轻量型空间特征编码网络(lightweight spatial feature encoding network, LSFENet)的驾驶人注视区估计... 详细信息

实时监测驾驶人注视区有助于人机共驾汽车理解并判断驾驶人的意图。针对车载环境下算法精度和实时性难以平衡的问题,提出了一种基于轻量型空间特征编码网络(lightweight spatial feature encoding network, LSFENet)的驾驶人注视区估计算法。通过人脸对齐和眼镜移除步骤对采集的驾驶人上半身图像序列进行预处理,得到左右眼图像和人脸关键点坐标;在MobileNetV2的基础上构建基于GCSbottleneck模块的LSFENet特征提取网络,集成注意力机制模块增强关键特征权重,生成左右两眼特征;利用Kronecker积融合眼部与人脸关键点特征,将连续帧图像融合后的特征输入循环神经网络中,得到该图像序列的注视区域估计结果;利用公开数据集和自制数据集对新算法进行测试。实验结果表明:LSFENet算法的注视区估计准确率可达97.08%,每秒能检测约103帧图像,满足车载环境下运算效率和精度需求;LSFENet算法对注视区1、 2、 3、 4、 9的估计准确率均在85%以上,且对不同光照条件和眼镜遮挡情况均具有较强的适应能力。研究结果对驾驶人视觉分心状态识别具有重要意义。

关键词：注视区域估计轻量型空间特征编码网络注意力机制特征提取 Kronecker积循环神经网络

基于应力等效关系的汽车零部件疲劳寿命预测模型

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公路交通科技 2024年第5期41卷 171-177页

作者：张禄周炜张学文交通运输部公路科学研究院北京100088 运输车辆运行安全技术交通运输行业重点实验室北京100088

对于预测多级应力加载下的汽车零部件疲劳寿命,已有的相关非线性模型通常需要依赖大量的试验数据,或者较难选取合适的基准值,使得疲劳可靠性理论在汽车领域的应用存在一定局限性。针对此问题,基于材料疲劳寿命特性曲线,通过分析两级应... 详细信息

对于预测多级应力加载下的汽车零部件疲劳寿命,已有的相关非线性模型通常需要依赖大量的试验数据,或者较难选取合适的基准值,使得疲劳可靠性理论在汽车领域的应用存在一定局限性。针对此问题,基于材料疲劳寿命特性曲线,通过分析两级应力之间疲劳损伤转化过程,建立了一种考虑相邻载荷作用的等效转化关系,推导了两级、三级及更高应力等级情况下相邻应力之间的疲劳累积损伤等效公式和剩余疲劳寿命的表达式,进而提出了一种基于应力等效关系的疲劳寿命预测模型。该模型的计算过程仅需不低于两级应力的材料疲劳寿命试验结果。采用二级、三级、四级及五级应力加载试验数据,分别计算并对比了Miner模型、Manson模型、Subramanyan模型、Hashin模型及新模型的相对误差平均值和最大值,进一步汇总了两级至五级应力下各模型疲劳累积损伤与疲劳累积寿命的预测结果、各模型预测疲劳损伤与试验疲劳损伤之差的分布。结果表明,基于相邻载荷作用等效转化的新模型在疲劳寿命的整体预测结果优于Miner模型、Manson模型、Subramanyan模型及Hashin模型,可更为准确地应用于材料多级应力下的疲劳寿命/损伤预测。

关键词：汽车工程疲劳寿命等效转化汽车零部件多级应力

西北寒旱区高速公路4种边坡防护形式植被恢复效果

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中国水土保持科学 2024年第2期22卷 124-130页

作者：李云鹏李宏均姚嘉林陶双成杨洪福交通运输部科学研究院北京100029 青海省交通科学研究院西宁810003

在进行高速公路建设时,合理采用边坡防护形式可以很好的提高植被恢复效果。针对寒旱区环境和地质地貌特点,选取三维网植草、蜂巢格室,撒播植草和生态袋植草等4种公路边坡防护形式开展试验研究,通过测量土壤性质变化及植物生长情况探究... 详细信息

在进行高速公路建设时,合理采用边坡防护形式可以很好的提高植被恢复效果。针对寒旱区环境和地质地貌特点,选取三维网植草、蜂巢格室,撒播植草和生态袋植草等4种公路边坡防护形式开展试验研究,通过测量土壤性质变化及植物生长情况探究不同防护形式对土壤环境营造和植物生长的影响。结果表明:4种防护形式都在不同程度上保证了植物生长,但植被恢复效果存在差异。蜂巢格室能够较好的改善土壤条件进而保障植物生长,其次为三维网植草,植被恢复效果较差的为撒播植草和生态袋防护形式。对于寒旱区高速公路边坡植被恢复宜采用蜂巢格室的防护形式,而对于有坡面稳定需求的边坡宜采用生态袋防护形式。

关键词：边坡防护植被恢复寒旱区高速公路

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基于深度神经网络的国道风险评估技术研究

公路 2024年第6期69卷 327-333页

作者：周荣贵杨杰交通运输部公路科学研究院公路交通安全技术交通运输行业重点实验室北京市100088

为解决在工程实际应用中,iRAP道路风险评估模型难以适应不同道路环境条件下风险评估的问题,研究收集了我国东部沿海三省部分国道道路的基础信息数据,并通过视频图像处理、人工信息编码以及专家校核的方式得到了风险评估数据集。在iRAP... 详细信息

为解决在工程实际应用中,iRAP道路风险评估模型难以适应不同道路环境条件下风险评估的问题,研究收集了我国东部沿海三省部分国道道路的基础信息数据,并通过视频图像处理、人工信息编码以及专家校核的方式得到了风险评估数据集。在iRAP原有模型的体系框架的基础上,利用深度神经网络对模型权重系数进行调整更新,从而构建国道典型路段上的道路交通安全风险评估模型NNRAP。研究结果表明,NNRAP模型在多分类道路风险分级上展现出了良好的性能,在测试集上的分类准确率达到了90.35%;在二分类道路风险分级上,NNRAP模型对于道路高风险路段的分类精度达到了94.08%,明显优于iRAP模型的分类精度。

关键词：交通工程道路风险评估技术深度神经网络权重系数 NNRAP模型

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面向城市道路的智能网联汽车多车道轨迹优化方法

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汽车工程 2024年第2期46卷 241-252,328页

作者：王庞伟刘程汪云峰张名芳北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室北京100144 交通运输部公路科学研究院运输车辆运行安全技术交通行业重点实验室北京100088

为提高城市路网下智能网联汽车的通行效率以及燃油效率,提出面向城市道路的多车道时空轨迹优化方法。首先,结合多车道时空位置关系定义智能网联汽车状态与约束,综合考虑通行效率与燃油经济性构建时空轨迹复合优化模型,并采用庞特里亚金... 详细信息

为提高城市路网下智能网联汽车的通行效率以及燃油效率,提出面向城市道路的多车道时空轨迹优化方法。首先,结合多车道时空位置关系定义智能网联汽车状态与约束,综合考虑通行效率与燃油经济性构建时空轨迹复合优化模型,并采用庞特里亚金极大值算法进行求解。然后,本文设定协同换道的规则,并通过Q-learning算法获取最优的换道策略。最后,通过SUMO/Python联合仿真验证了该方法可以在不同车辆饱和程度、绿信比状态及最低通行速度条件下有效提高通行效率,且燃油效率得到明显改善。

关键词：智能网联汽车多车道轨迹优化 Q-学习城市交通网络 SUMO/Python联合仿真

17α-乙炔雌二醇胁迫下零价铁对硝化污泥中抗性基因的影响

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中国环境科学 2024年第1期44卷 548-554页

作者：王丽丽李安婕张传国交通运输部天津水运工程科学研究院水路交通环境保护技术交通行业重点实验室天津300456 北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室水环境模拟国家重点实验室北京100875

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中A... 详细信息

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中ARGs丰度提高了724.42TPM(每百万转录本中来自于某基因的转录本数目),但ZVI削减了此过程中的ARGs丰度增长趋势,EE2及ZVI改变了ARGs亚型的分布,但对ARGs类型及亚型种类无明显影响.EE2使得硝化污泥中属于高风险等级(Q1及Q2)的ARGs丰度增加了555.75TPM及151.08TPM,ZVI降低了硝化污泥中的抗性风险.多重耐药是硝化污泥中丰度占比最大的高风险(Q1和Q2等级)ARGs类型,占比高达49.23%.微生物群落是硝化污泥中ARGs的重要驱动因子,鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis)等菌属与多种ARGs显著正相关,可能是多种ARGs的共同潜在宿主.

关键词：硝化污泥 17α-乙炔雌二醇(EE2) 抗生素抗性基因(ARGs) 零价铁(ZVI)