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面向交通事故检测及预防的异质传感器布设方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 969-978页

作者：曹倩李志慧陶鹏飞李海涛马永建吉林大学交通学院长春130022

目前,道路交通事故检测及预防中缺乏异质传感器布设的相关技术标准和理论指导,为此本文提出了一种面向事故检测及预防的异质传感器布设方法。考虑到交通事故的不确定性,该方法利用历史交通事故数据,获取道路事故风险的稳定空间分布,从... 详细信息

目前,道路交通事故检测及预防中缺乏异质传感器布设的相关技术标准和理论指导,为此本文提出了一种面向事故检测及预防的异质传感器布设方法。考虑到交通事故的不确定性,该方法利用历史交通事故数据,获取道路事故风险的稳定空间分布,从而将传感器布设问题转化为道路事故风险的最优覆盖问题。以覆盖质量最大为目标,以布设成本、事故检测误差等为约束,构建异质传感器布设的组合优化模型。通过国际公开事故数据与道路场景验证本文方法的有效性,结果显示不同成本约束下传感器布设方案均能够与道路事故风险有效匹配,且均能达到事故的预期覆盖效果。因此,本文方法能够满足事故不确定性下的传感器布设需求,实现异质传感器优化布设。

关键词：交通工程传感器布设组合优化异质传感器事故检测与预防

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平行式快速路出口交通组织方法研究

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 232-239页

作者：陈永恒李世豪杨绥程刘博湛天舒吉林大学交通学院长春130022

针对平行式快速路出口排队溢出的交通问题,本文提出平行式快速路出口在无信号控制和信号控制情况下的5种交通组织方法,根据主辅车流的车头时距分布,建立主辅车流产生延误的计算模型。从方案选择的角度,以车均延误为评价指标,研究平行式... 详细信息

针对平行式快速路出口排队溢出的交通问题,本文提出平行式快速路出口在无信号控制和信号控制情况下的5种交通组织方法,根据主辅车流的车头时距分布,建立主辅车流产生延误的计算模型。从方案选择的角度,以车均延误为评价指标,研究平行式快速路不同交通流量状态下出口最适合采用的交通组织方法。结果表明:当平行式快速路主路驶出车流和辅路车流的总流量低于1500 pcu·h^(-1)时,采取无信号让行的控制方法。主路驶出交通量较高时,采用主路驶出优先控制;辅路交通量较高时,采用辅路优先控制。当总流量在[1500,2300]pcu·h^(-1)时,采用辅路信号与让行相结合的控制方法。当主路驶出交通量较大时,采用辅路信号主路优先控制;当辅路交通量较大时,采用辅路信号辅路优先控制。当总流量高于2300 pcu·h^(-1)时,采用主辅全信号的控制方法。

关键词：交通工程交通方案选择交通流理论城市快速路驶出交通车均延误模型

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长区间掉头车辆特性分析及其安全评价

吉林大学学报（工学版） 2024年第8期54卷 2206-2213页

作者：曲昭伟李霖陈永恒吴场建吉林大学交通学院长春130022 东南大学交通学院南京211189

为了探讨掉头车辆在长区间掉头情况下的运动和安全特性,基于掉头车辆在典型位置的实测数据,运用概率论和数理统计知识对掉头车辆的轨迹和交通特性进行了分析,并建立了掉头轨迹模型。以后侵入时间(PET)为指标,利用交通冲突技术,研究掉头... 详细信息

为了探讨掉头车辆在长区间掉头情况下的运动和安全特性,基于掉头车辆在典型位置的实测数据,运用概率论和数理统计知识对掉头车辆的轨迹和交通特性进行了分析,并建立了掉头轨迹模型。以后侵入时间(PET)为指标,利用交通冲突技术,研究掉头车辆的安全特征。本次研究得出了3个结论:首先,长区间掉头车辆与交叉口内掉头车辆的车头时距差异性显著,长区间掉头车辆的车头时距稳定性差,车辆的释放受掉头车流影响干扰严重;其次,长区间掉头车辆掉头起始位置分散,掉头轨迹分布服从二次函数分布;最后,长区间掉头车道的设置会增大交叉口车流之间的干扰程度,进而导致与对向车辆发生的冲突次数增加;长区间掉头的冲突类型中,交叉冲突的比例最大,交叉口内掉头的冲突类型以追尾冲突为主。上述研究结论有助于提高长区间掉头车道的安全性。

关键词：交通运输系统工程轨迹模型车头时距安全分析交通冲突

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考虑车辆绕行的低碳校车路径优化模型

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 192-199页

作者：赵星储文豪任刚申珂孙金鑫河海大学土木与交通学院南京210098 东南大学交通学院南京211189

为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan he... 详细信息

为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan heuristic(LKH)算法和莱维飞行算子的改进蚁群算法(LKH-Levy-ACO)对模型进行求解,其中LKH算法和莱维算子分别用于提高算法寻优效率和全局搜索能力.最后利用泰兴市工业园区班车线路规划实例求解,展开绕行因子取值对比、GCSBRPTW与传统校车路径模型对比、LKH-Levy-ACO与传统蚁群算法等4种算法对比实验.结果显示,绕行因子取值越小,最优解越差,GCSBRPTW比传统校车路径模型降低了约0.70%的碳排放,且LKH-Levy-ACO算法比传统蚁群算法降低了6.19%的碳排放,证明了模型的实用性和算法的有效性.

关键词：交通工程校车路径问题碳排放改进蚁群算法 LKH算法莱维飞行

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专车服务的多模式随机共乘用户均衡模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1469-1481页

作者：王牵莲马捷王炜陈景旭东南大学交通学院南京211189

共乘出行是城市共享交通的重要出行方式之一。共乘出行可以减少道路上的机动车数量,也常被认为是缓解交通拥堵的有效方式。相比于传统的共乘出行,专车共乘出行能进一步提升出行体验的舒适程度,提高出行者的共乘积极性,促进城市共享交通... 详细信息

共乘出行是城市共享交通的重要出行方式之一。共乘出行可以减少道路上的机动车数量,也常被认为是缓解交通拥堵的有效方式。相比于传统的共乘出行,专车共乘出行能进一步提升出行体验的舒适程度,提高出行者的共乘积极性,促进城市共享交通的良性发展。研究共乘出行的交通分配问题对于预测交通流量和制定管理政策具有重要意义。该文以专车共乘出行为研究对象,提出了多模式随机共乘用户均衡(stochastic ridesharing user equilibrium,SRUE)问题;基于Logit模型建立了该问题的变分不等式(variational inequality,VI)模型,并验证了解的等价性、存在性和唯一性;通过并行自适应投影算法(parallel self-adaptive projection,PSAP)获得模型的解,通过数值实验对模型和算法的有效性进行评估。实验结果表明:专车共乘出行能有效减少路面行驶的车辆、降低出行时间;乘客在专车共乘出行市场中占据主导地位;制定的合理公交票价能协同常规公交与专车共乘出行从而缓解交通拥堵。

关键词：专车共乘出行随机共乘用户均衡变分不等式投影算法并行计算交通分配问题

城市水灾下交通路网基础设施(群)韧性研究综述

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 329-345页

作者：熊文张大牛马小龙蔡春声东南大学交通学院南京211189

从韧性研究角度出发,结合水动力模型与交通流理论,对城市水灾下交通路网基础设施(群)分析理论、运行机制、模型构建、安全管控、恢复提升等进行分析与阐述.首先,运用文献计量法,分析水灾下路网韧性研究概况与发展历程,明晰城市水灾下路... 详细信息

从韧性研究角度出发,结合水动力模型与交通流理论,对城市水灾下交通路网基础设施(群)分析理论、运行机制、模型构建、安全管控、恢复提升等进行分析与阐述.首先,运用文献计量法,分析水灾下路网韧性研究概况与发展历程,明晰城市水灾下路网分析方向热点与演进历程;其次,从城市水淹计算与水灾交通路网2个角度,系统梳理城市雨洪场景与设施交互的计算理论;进而,分别从交通路网基础设施与城市水灾之间的相互影响、地上立交枢纽与地下交通设施水灾分析以及水灾下城市交通路网韧性分析与度量出发,阐述城市水灾与交通路网基础设施交互机制;然后,从灾前预防、灾中调度以及灾后恢复3个阶段,说明城市路网水灾处置与性能恢复策略.最后,归纳既有研究面临的主要问题与挑战,并从基于信息物理融合的智能调度、计入垂向尺度的交通设施抗水分析、面向实际场景的高精度恢复模型等方面,对极端气候下城市交通路网基础设施(群)韧性研究未来方向进行研判.

关键词：水灾韧性交通基础设施城市路网

基于微观动力学参数的高速公路特征路段事故风险分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 162-172页

作者：何杰张长健严欣彤王琛玮叶云涛东南大学交通学院南京210018

为剖析高速公路不同特征路段的致险机理,在研究中引入了车辆正常行驶时的微观动力学参数,分别构建了标准有序Logit模型和二项Logit模型定量分析微观动力学参数与特征路段(分流区、合流区、曲线段等),以及微观动力学参数与事故风险之间... 详细信息

为剖析高速公路不同特征路段的致险机理,在研究中引入了车辆正常行驶时的微观动力学参数,分别构建了标准有序Logit模型和二项Logit模型定量分析微观动力学参数与特征路段(分流区、合流区、曲线段等),以及微观动力学参数与事故风险之间的关系,并进一步基于模型推导分析了不同特征路段对事故风险独立的作用效能。结果表明:纵向动力学因子可以映射路段追尾事故风险的高低,而不同特征路段又可以使纵向动力学因子发生不同倾向的浮动,即可以将该因子作为风险传递的中间变量,来判定路段事故风险的高低;相较于“无分流区的直线段”,“分流区”这一复杂特征对追尾事故风险的增益作用最大,“复合线形”次之,“平曲线”最弱,且平曲线路段的缓和曲线长度越大,追尾事故风险越高;发现了显著的风险补偿现象:较为轻松的驾驶环境可能会导致驾驶员放松警觉,引起追尾事故风险上升。本文的结论可以为高速公路不同特征路段的事故预防、针对某一特定类型事故的救援措施制定提供理论支撑和经验借鉴。

关键词：交通运输安全工程道路事故风险标准有序Logit模型二项Logit模型微观动力学参数道路复杂特征

基于机器学习的中型城市居民出行方式选择行为研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 13-23页

作者：李文权邓安鑫郑炎殷子娟王白凡东南大学交通学院南京211189

为探索中型城市居民出行特征以及不同因素对出行方式选择行为的影响机制,本文以中国某中型城市居民出行数据为例,综合考虑传统离散选择模型和机器学习模型在预测精度和建模合理性上的优劣,以及机器学习模型超参数求解算法的特点和效率,... 详细信息

为探索中型城市居民出行特征以及不同因素对出行方式选择行为的影响机制,本文以中国某中型城市居民出行数据为例,综合考虑传统离散选择模型和机器学习模型在预测精度和建模合理性上的优劣,以及机器学习模型超参数求解算法的特点和效率,引入变异程序,提出粒子群优化随机森林的中型城市居民出行方式选择预测模型,采用预测准确率、出行方式比例预测绝对误差和期望模拟误差这3项性能指标,量化对比粒子群优化随机森林模型与多种机器学习模型和多项Logit模型统计学上的预测性能差异,利用SHAP(SHapley Additive exPlanation)模型深入分析个人社会经济属性、出行属性及出行方式属性等相关因素与居民出行方式选择之间的非线性关系。结果表明:粒子群优化随机森林模型整体平均预测准确率最高,为0.856,出行方式比例预测平均绝对误差和期望模拟平均误差最低,分别为0.062和0.306,模型间指标差异在统计学检验下显著;距离对不同出行方式选择的影响最显著,步行和私家车出行对距离敏感性更高,不同距离下,两者选择概率变化超过35%;30岁以下群体不同出行方式选择概率差距大于其他年龄段;性别、是否拥有私家车或公交IC卡等因素显著改变公交车和私家车的选择概率。

关键词：城市交通出行方式选择机器学习模型中型城市粒子群优化 SHAP模型

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非饱和土的有效应力探讨

东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1115-1121页

作者：缪林昌东南大学交通学院南京210096

由于非饱和土强度季节性变化,缺失统一的非饱和土有效应力公式而无法准确预警预防,导致非饱和土堆土、边坡出现滑坡、塌陷等诸多问题,基于Terzaghi的有效应力理论和土力学三相介质原理,推导得到非饱和土土颗粒之间的相互作用力,建立了... 详细信息

由于非饱和土强度季节性变化,缺失统一的非饱和土有效应力公式而无法准确预警预防,导致非饱和土堆土、边坡出现滑坡、塌陷等诸多问题,基于Terzaghi的有效应力理论和土力学三相介质原理,推导得到非饱和土土颗粒之间的相互作用力,建立了非饱和土的有效应力公式.在此基础上,分别考虑应变功与能量守恒原理、非饱和土气水运移和受力平衡等不同情形,进一步论证了该非饱和土有效应力公式的科学性,同时利用不同的非饱和土剪切强度试验数据对这一有效应力公式进行计算验证,证明了其正确性和有效性.研究结果表明,所建立的非饱和土有效应力公式可适用于饱和土和非饱和土,并便于相关工程的设计和灾变防治应用.

关键词：非饱和土有效应力变形功气水运移剪切强度