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基于GWO-LSTM模型的隧道车流量预测与照明调节研究

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现代隧道技术 2024年第3期61卷 157-165页

作者：段中兴杜婉欣西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710399

为解决动态交通路况下公路隧道实际路面亮度不随车流量自适应变化以及由此引起的行车安全与照明能耗问题,提出一种基于车流量预测的隧道中间段动态照明控制方法。首先,以茶条岭隧道某一时段实测的车流量数据为基础,通过数据预处理获得... 详细信息

为解决动态交通路况下公路隧道实际路面亮度不随车流量自适应变化以及由此引起的行车安全与照明能耗问题,提出一种基于车流量预测的隧道中间段动态照明控制方法。首先,以茶条岭隧道某一时段实测的车流量数据为基础,通过数据预处理获得训练预测模型的数据样本;其次,考虑数据样本的时序性特点,建立基于长短时记忆神经网络(LSTM)的车流量预测模型,并采用灰狼算法对LSTM网络的超参数进行优化,提高网络的预测精度;然后,通过对隧道中间段的行车速度以及交通流量等关键要素进行参数分析,发现交通流量与道面亮度之间存在强相关关系,基于这一规律配置灯具亮度分级调节模型,结合LSTM车流量预测模型,在隧道内部实现超前调节以使得内部照明能及时且有效地应对交通态势变化;最后,通过试验验证所构建的车流量预测模型和亮度调控方法的有效性。结果表明,所提出的方法能够在保证隧道照明安全性的前提下兼顾节能性。

关键词：交通流预测 LSTM网络灰狼算法隧道照明路面亮度

一种自适应融合多模态特征的6D物体位姿估计方法

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激光与光电子学进展 2024年

作者：臧传方党建武雍玖兰州交通大学电子与信息工程学院轨道交通信息与控制国家级虚拟仿真实验教学中心(兰州)

针对6D位姿估计在处理弱纹理物体时面临配准精度低的问题，提出一种自适应融合多模态特征的6D物体位姿估计方法。首先，基于RGB-D图像标定目标物体，利用球形邻域对由深度信息得到的点云进行划分，增强特征提取中捕捉细节信息的能力；... 详细信息

针对6D位姿估计在处理弱纹理物体时面临配准精度低的问题，提出一种自适应融合多模态特征的6D物体位姿估计方法。首先，基于RGB-D图像标定目标物体，利用球形邻域对由深度信息得到的点云进行划分，增强特征提取中捕捉细节信息的能力；其次，通过新增物体表面法线强化几何属性，实现对目标几何信息的补充；然后，对提取到的目标颜色、几何和法向三分支特征通过自适应特征融合策略进行高维度融合，实现特征间的优势互补；最后，利用回归函数得到目标位姿参数，并以高置信度像素的预测位姿作为初始估计，迭代学习不断优化以获得最终位姿，实现精确的6D位姿估计。为验证所提方法的有效性，实验结果表明，相比DenseFusion方法在LineMod数据集上的平均ADD(S)结果提升3.1%；在YCB-Video数据集上的平均AUC和ADDS<2cm结果分别提升2.7%和1.5%，有效提高复杂背景下弱纹理物体位姿估计的鲁棒性。

关键词：图像处理物体位姿估计三维点云表面法线自适应融合

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基于路侧摄像头的多目标跟踪算法优化设计

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 541-550页

作者：王平姚宇阳王新红同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对当前多目标追踪算法应对路侧交通场景的缺陷,提出一种基于路侧摄像头的多目标追踪算法。选择one‐shot追踪算法路线,基于FairMOT设计神经网络,使单个网络同时生成目标检测结果与外观特征结果,增强实时性效果;采用新的数据关联方式,... 详细信息

针对当前多目标追踪算法应对路侧交通场景的缺陷,提出一种基于路侧摄像头的多目标追踪算法。选择one‐shot追踪算法路线,基于FairMOT设计神经网络,使单个网络同时生成目标检测结果与外观特征结果,增强实时性效果;采用新的数据关联方式,减少遮挡对追踪器的影响;引入新的运动相似度度量方式——缓冲交并比,弥补线性运动预测模型产生的误差;提出基于速度判别的丢失轨迹移除算法和基于历史位置匹配算法,实现长时间遮挡轨迹的身份恢复。在UA‐DETRAC公开多目标追踪数据集上进行实验,验证该算法有效性。为证明该算法在真实路侧环境的适用性,在国家智能网联汽车(上海)试点示范区开放道路采集真实路侧场景数据。最后,将该算法和SORT、DeepSORT、ByteTrack、FairMOT算法在真实路侧场景数据上进行对比实验。实验结果表明,本算法在identification F‐Score、ID switch、fragmentation、mostly tracked、mostly lost、multiple object tracking accuracy等评估指标上优于其他算法。

关键词：多目标追踪目标检测路侧感知

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融合概念和属性信息的领域知识图谱补全方法

控制与决策 2024年第7期39卷 2325-2333页

作者：陈伯谦王坚同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对领域知识图谱具有严格的模式层和丰富的属性信息的特点,提出一种融合概念和属性信息的领域知识图谱补全方法.首先对领域知识图谱模式层中的概念使用可建模语义分层结构的HAKE模型进行嵌入表示,建立基于概念的实例向量表示;其次对数... 详细信息

针对领域知识图谱具有严格的模式层和丰富的属性信息的特点,提出一种融合概念和属性信息的领域知识图谱补全方法.首先对领域知识图谱模式层中的概念使用可建模语义分层结构的HAKE模型进行嵌入表示,建立基于概念的实例向量表示;其次对数据层的实例三元组和属性三元组进行区分,通过注意力机制对实例的属性和概念进行融合,建立基于属性的实例向量表示;最后对基于概念和基于属性的实例向量表示进行联合训练以实现对实例三元组的评分.使用基于DWY100K数据集构建的知识图谱、MED-BBK-9K医疗知识图谱和根据某钢铁企业设备故障诊断数据构建的知识图谱进行实验,结果表明所提出方法在领域知识图谱补全中的性能优于现有知识图谱补全方法.

关键词：领域知识图谱知识图谱嵌入知识图谱补全模式层数据层注意力机制

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基底悬摆隔震结构抗震性能数值分析

湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：鲁亮尹铭昊夏婉秋汪磊张世宇同济大学结构防灾减灾工程系江苏交通控股有限公司

基底悬摆隔震(Base-suspended Pendulum Isolation，BSPI)结构是一种新型悬挂隔震结构体系.首先介绍BSPI结构的悬挂隔震层构造和力学模型.然后通过振动台模型试验，验证有限元建模方法的正确性.最后建立BSPI结构和常规框架的有限元模型... 详细信息

基底悬摆隔震(Base-suspended Pendulum Isolation，BSPI)结构是一种新型悬挂隔震结构体系.首先介绍BSPI结构的悬挂隔震层构造和力学模型.然后通过振动台模型试验，验证有限元建模方法的正确性.最后建立BSPI结构和常规框架的有限元模型，进行动力时程分析，得到不同地震作用下的结构动力响应，对比分析了BSPI结构和常规框架结构的抗震性能.研究结果表明：BSPI结构因设置了悬挂隔震层，整体抗侧刚度降低，罕遇地震作用下加速度响应显著减小，仅为常规框架的1/5～1/2；通过在悬挂隔震层设置黏滞阻尼器有效地控制了结构整体位移，相比于BSPI无控结构，罕遇地震作用下BSPI有控结构的上部结构层间位移降低了约50%；罕遇地震作用下，BSPI上部结构的层间位移角小于1/100，满足抗震设防目标.

关键词：基底悬摆隔震结构振动台试验动力响应数值模拟抗震性能

同制式城市轨道交通线路贯通运营列车开行方案优化研究

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交通工程 2024年第9期24卷 63-71,77页

作者：只巍吴文祥李鉴曹山李迎李晓杰北京市地铁运营有限公司北京100044 北方工业大学电气与控制工程学院交通信息与控制工程系北京100144

为顺应线网融合大趋势,从兼顾乘客需求和企业效益的角度,构建局部线网贯通运营条件下列车开行方案多目标非线性整合优化模型,模型以列车开行频率和小交路列车折返位置为决策变量,以“乘客等待时间、列车走行公里和运用车组数的最佳组合... 详细信息

为顺应线网融合大趋势,从兼顾乘客需求和企业效益的角度,构建局部线网贯通运营条件下列车开行方案多目标非线性整合优化模型,模型以列车开行频率和小交路列车折返位置为决策变量,以“乘客等待时间、列车走行公里和运用车组数的最佳组合”为优化目标。对某市地铁A、B线构成的局部网络进行分析,探究符合既有线贯通运营特征的最优列车开行方案,验证贯通运营的可行性。研究表明①贯通运营能显著提高乘客出现便利性和企业运管效率,综合成本和乘客出行成本可分别降低44%和65.3%;贯通运营后,与“站站停”常规交路开行方案相比大小交路可明显降低综合成本,最高可降低16.5%,同等服务水平下,乘客和企业成本最高可分别降低23.6%和14.6%,大小交路开行方案经济和服务适用性更好。②匹配乘客出行特征越精准的列车开行方案总成本越低,可在满足乘客需求的同时避免运力浪费。③为兼顾乘客及企业利益,保障基本服务水平,应设置合理的运行间隔和小交路运行区段。④开行大小交路可保障大客流区段服务水平,同时节省列车运用成本,但单一大交路运行区段运输能力下降明显;同等间隔的单一交路运行模式乘客平均等待时间更小,但低客流断面区段运力浪费较大。⑤推进既有线跨线贯通运营可降低乘客出行和企业运营成本,较独立运营更具优势。

关键词：城市轨道交通线网融合开行方案多目标非线性整合优化

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集装箱海铁联运补贴优化研究

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 35-45页

作者：吴云强解乔雅张戎同济大学城市交通研究院上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

补贴是一种被政府广泛采用且能够有效促进海铁联运发展的措施。本文研究包括3种运输方式和两个起运港的集装箱运输系统中的海铁联运协同补贴优化问题。首先,构建双层规划模型描述政府与托运人之间的博弈关系,上层模型从政府角度出发,以... 详细信息

补贴是一种被政府广泛采用且能够有效促进海铁联运发展的措施。本文研究包括3种运输方式和两个起运港的集装箱运输系统中的海铁联运协同补贴优化问题。首先,构建双层规划模型描述政府与托运人之间的博弈关系,上层模型从政府角度出发,以海铁联运运量最大为目标,确定海铁联运班列单个重箱补贴金额;下层模型基于熵最大化理论,构建能力约束型巢式Logit模型描述托运人对起运港和运输方式的选择行为。其次,通过Karush-Kuhn-Tucker条件将双层模型转化为单层模型,并利用松弛迭代算法求解。结果表明:补贴会促进海铁联运运量的增长,其增量主要来自公海联运转移的货运量,少部分来自水水联运转移;相比于不协同补贴,协同补贴不仅显著降低单箱补贴金额,还能提高海铁联运运量;货物时间价值对补贴效果产生影响,补贴具有中等时间价值货物的托运人将会获得最佳结果。

关键词：综合运输补贴双层规划模型海铁联运能力约束型巢式Logit模型

交叉口自动驾驶车辆事故前场景生成与致因分析

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中国公路学报 2024年第4期37卷 297-309页

作者：刘倩王雪松同济大学交通运输工程学院上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

自动驾驶技术在混合交通环境中仍面临诸多安全挑战,交叉口是自动驾驶车辆事故的高发地,为了解决交叉口自动驾驶车辆事故前场景生成和事故致因分析问题,构建了“道路-交通参与者-关键事件-事故前运动状态”的事故前场景方法。基于加州47... 详细信息

自动驾驶技术在混合交通环境中仍面临诸多安全挑战,交叉口是自动驾驶车辆事故的高发地,为了解决交叉口自动驾驶车辆事故前场景生成和事故致因分析问题,构建了“道路-交通参与者-关键事件-事故前运动状态”的事故前场景方法。基于加州470份自动驾驶车辆事故报告,生成了交叉口31类自动驾驶车辆事故前场景,基于统计方法确定了自动驾驶车辆与传统车辆事故前场景的显著差异。提出了基于系统控制结构的事故致因方法,解析了自动驾驶车辆事故与道路、交通情况、环境、自动驾驶系统、驾驶人(测试员)、车辆的交互关系,分别识别了追尾和换道场景的九类事故致因类型和致因链。研究结果表明:自动驾驶车辆被传统车辆追尾的比例是传统车辆追尾的4.03倍。追尾事故的主要原因是传统车辆跟车过近、自动驾驶系统减速停止或启动决策不充分;换道事故的主要原因是传统车辆危险换道或超车、自动驾驶系统对他车换道意图识别和减速避撞决策不充分。该研究推动了基于场景的事故致因方法的应用,研究结果可以指导自动驾驶测试场景的构建,并为自动驾驶系统开发优化和交叉口安全改善提供参考。

关键词：交通工程事故致因事故前场景交叉口自动驾驶车辆事故

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面向自动驾驶的道路适驾性研究进展

中国公路学报 2024年第1期37卷 175-193页

作者：王雪松覃定明叶欣辰霍俊妤刘倩同济大学交通运输工程学院上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

现有道路设计规范考虑了驾驶人感知反应时间和车辆动力学特征,而自动驾驶汽车与驾驶人在感知反应时间、感知距离和感知高度等方面存在差异。这些差异可能会导致自动驾驶汽车在特定道路条件下面临挑战,例如复杂的道路线形、不规则交叉口... 详细信息

现有道路设计规范考虑了驾驶人感知反应时间和车辆动力学特征,而自动驾驶汽车与驾驶人在感知反应时间、感知距离和感知高度等方面存在差异。这些差异可能会导致自动驾驶汽车在特定道路条件下面临挑战,例如复杂的道路线形、不规则交叉口等情况。为了解道路基础设施对自动驾驶汽车运行的影响,需要开展面向自动驾驶的道路适驾性研究。针对不同道路类型,道路几何设计、交通控制设施和路侧设施等对自动驾驶汽车安全运行影响的定量研究尚不充分。从路段、交叉口、交通标志标线3个方面进行归纳整理,结果表明:(1)现有的研究建立了道路线形设计、交叉口几何设计与自动驾驶感知能力的关系,发现平曲线半径、弦长和曲线偏转角等设计指标影响自动驾驶视距;(2)实车测试发现道路类型、平曲线曲率和车道宽度对自动驾驶失效事件具有显著影响;(3)随着自动驾驶汽车市场渗透率的增加,自动驾驶汽车之间交互行为规则更加明确,有利于提升道路适驾性水平;(4)自动驾驶的感知识别准确率会受到交通标志的反光性能和设置位置的影响,失效概率与交通标线的尺寸、逆反射亮度系数以及延长线相关。面向未来自动驾驶应用需求,针对已建道路,需要测试不同复杂工况条件对自动驾驶汽车运行的影响;针对拟建道路,应研究道路设计对自动驾驶汽车性能和安全的影响。

关键词：交通工程自动驾驶汽车综述道路适驾性道路设计交通标志标线