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2018年 第3期

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交通安全
多模式共驾智能车行驶安全性评估研究
严利鑫, 秦伶巧, 熊钰冰, 李凯
2018, 36(3): 1-7,26. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.001
摘要(523) PDF(3)
摘要:
多模式协同驾驶是智能车发展过程中必须经历的一个不可或缺的阶段,而行驶安全性评价是多模式共驾智能车需解决的一个关键问题.为此,采用多通道驾驶模拟系统展开实验研究.实验选取15名驾驶员,在3类特定的场景下分别开展实验.并对实验过程中采集的与行驶安全性相关的9个关系变量进行统计分析.在此基础上,采用贝叶斯网络方法构建多模式智能车行驶安全性评估模型,通过对模型进行敏感性分析发现,驾驶人的注视时效性、注视点分配、驾驶里程和驾龄对行驶安全性有着重要的影响,其敏感性指数分别达到0.31,0.26,0.16和0.14.由此可见,要实现多模式共驾智能车的安全行驶,关注驾驶人的注意力特性和驾驶经验显得尤为重要.
基于文本挖掘的内河船舶碰撞事故致因因素分析与风险预测
吴伋, 江福才, 姚厚杰, 黄明, 马全党
2018, 36(3): 8-18. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.002
摘要(773) PDF(8)
摘要:
作为一种典型的高风险海事事故,内河船舶碰撞事故致因因素众多.为了明确内河船舶碰撞事故致因因素,分析内河船舶碰撞风险,选取2013年至2017年长江内河航道419起船舶碰撞事故报告作为文本挖掘语料,将语料库中的人为因素、船舶因素、自然环境因素以及管理因素作为目标数据,利用R语言和文本挖掘方法,获得包含特征值和特征值权重属性的高维稀疏的原始特征向量空间集合,对tf-idf公式进行平滑改进,解决了文本识别过程中无法识别统计较为生僻的专业名词的问题,提升了文本挖掘方法在交通运输领域的适应性.使用统计对其进行降维,获得最终33个维度的文本特征项,确定了船舶碰撞风险致因因素.通过实验验证了文本挖掘得出的船舶碰撞致因因素置信率达到了81%.以碰撞过程中的4个步骤为主线,构建基于"人-船-环境-管理"系统的船舶碰撞风险贝叶斯网络结构,计算贝叶斯网络结构中各节点的条件概率表,进行船舶碰撞风险建模.结合贝叶斯网络实现内河船舶碰撞事故的风险预测,并通过反向推理确定了人为因素是船舶碰撞事故致因中的首要因素.
基于驾驶员心率变化的山区旅游公路线形安全性研究
王清洲, 陈佳梦, 范鑫, 国腾飞
2018, 36(3): 19-26. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.003
摘要(564) PDF(3)
摘要:
为研究山区旅游公路密集复杂线形及突破规范极限值的部分线形带来的行车安全问题,选用多名驾驶员进行实车实验,采集行车过程中驾驶员的心率增长率N,路线线形指标(纵坡坡度i,圆曲线半径r)和运行速度v等数据,运用SPSS和Matlab软件分析i,r,v对心率增长率的影响规律,建立N(i),N(r),N(i,r,v)关系模型.实验结果表明,随着半径减小、纵坡增大,心率增长率整体上升,大部分心率增长率在25% ~45% 之间,且速度对心率增长率的影响高于半径和纵坡;建议山区旅游公路圆曲线极限最小半径≥20 m,最大纵坡≤8.5%,圆曲线半径≤15 m时,限速值不应超过20 km/h.根据心率增长率及速度差等指标,提出敏感路段具有的特征,及敏感路段应采取的限速值和安全防护措施.
基于TAN分类算法的交通事件检测
凃强, 李大韦, 程琳
2018, 36(3): 27-32. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.004
摘要(538) PDF(7)
摘要:
事件检测算法是交通事件管理系统的关键技术之一,提出一种基于树增强朴素贝叶斯(TAN)分类算法对交通事件进行检测,它的网络结构和参数通过数据学习确定,相比贝叶斯网络算法,对专家经验依赖较小.采用小波去噪、标准化和基于熵的离散化方法对原始交通数据进行预处理,将交通事件作为"0-1"分类变量,交通特征参数作为属性变量,构建TAN分类器.采用新加坡艾耶尔国王高速公路(AYE)的数据集对该算法进行了实例验证,实验结果表明TAN分类算法与多层前馈神经网络(MLF)算法的检测性能相当,它们的检测率分别为95.97% 和98.8%,但TAN分类算法在模型训练和标定的速度上具有显著优势,且相比MLF算法,TAN分类算法的原理更加简单易懂,因此TAN分类算法具有更广泛的应用前景.
交通信息工程与控制
信号交叉口环保驾驶仿真评估
姜慧夫, 安实, 王健
2018, 36(3): 33-40. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.005
摘要(500) PDF(2)
摘要:
为验证信号交叉口环保驾驶的应用价值,并分析不同因素对环保驾驶效果的影响,构建了环保驾驶车辆与非环保驾驶车辆混行环境下的驾驶仿真平台,并制定了合理的仿真驾驶测试方案.测试过程中采集了不同驾驶员所驾车辆的运动数据,并利用VT-Micro微观车辆燃油消耗与污染物排放模型实时计算车辆的燃油消耗与污染物排放.结果表明,环保驾驶能有效降低10% 以上的车辆燃油消耗与污染物排放;驾驶员性别、年龄对车辆环保驾驶效果无影响;驾驶员接受环保驾驶的最佳驾龄为4~6年;驾驶员环保驾驶训练时长与车辆环保驾驶收益呈显著的正相关关系,且不应低于60 min;信息系统界面宜采用车辆速度曲线表形式;非环保驾驶车辆通过跟驰环保驾驶车辆可获得一定的环保收益;系统整体的环保驾驶收益随环保驾驶车辆的占比上升而增高.
基于实时三线标定的车辆视觉定位方法
李玉婷, 胡钊政, 黄刚, 刘国忠
2018, 36(3): 41-47. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.006
摘要(517) PDF(1)
摘要:
车辆在行驶过程中车路状况复杂多变,车载摄像机外参数会发生较大的变化,针对采用传统的基于预先标定外参数的方法进行车辆位姿计算会带来较大误差的问题,研究了一种基于实时三线标定的车辆视觉定位方法.基于三线标定法实时标定车载摄像机外参数,降低了其受到车辆震荡和路面环境的影响.然后利用外参数的实时标定结果,结合射影几何和消失点原理对车辆进行位姿计算,获取车道偏离距离和车辆偏转角度信息,从而实现对车辆的定位.通过在不同的路段架设不同高度的车载摄像机进行真实道路实验,计算车辆的位姿.结果表明,在不同路况下,车辆偏离车道线距离的平均误差为7.3cm,偏转角度平均误差为1.5°.该算法通过实时标定车载摄像机外参数,可以有效提高车辆位姿计算的精准性与适应性,对车载摄像机外参数的标定性能明显优于传统的预先标定法.
高速公路隧道入口段照明动态阈值区间研究
崔洪军, 由婷婷, 李霞, 朱敏清, 闫寒
2018, 36(3): 48-55,78. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.007
摘要(531) PDF(3)
摘要:
为满足隧道智能调光技术的发展要求,提高隧道入口段驾驶员安全舒适性,利用眼动仪进行实车试验,研究公路隧道入口段驾驶员视觉特性.采用瞳孔面积变化率和反应时间表征驾驶员行车舒适性及安全性,建立与亮度折减系数、车速2项指标的回归模型,并以此基于确定高速公路隧道入口段照明动态阈值区间.以张承高速(张家口—承德)小三岔口隧道为例计算隧道入口段照明动态阈值,求解得到满足小三岔口隧道行车安全舒适性的亮度折减系数区间为[0.033,0.050],对调光方案进行节能计算,方案实施后预计隧道半幅在24 h内约节能20%.该模型可保证各时段隧道入口段照明环境满足驾驶员视觉需求.
基于车头灯光斑特征稳定性与轨迹相似度的夜间交通流量检测
林培群, 黄子敬, 陈丽甜
2018, 36(3): 56-63. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.008
摘要(549) PDF(0)
摘要:
为了解决计算机视觉在夜间低亮度、多干扰的光环境下交通流检测精度低、稳定性差等问题,研究了一种基于车头灯光斑特征稳定性与轨迹相似度的夜间交通流量检测方法.针对静态检测方法难以在多干扰的条件下高精度地识别车灯的问题,提出了在跟踪过程中根据目标跟踪窗口的亮度与几何特征稳定性动态消除干扰光斑的车灯识别方法;针对静态配对方法稳定性较差、计算开销较大的问题,提出基于车灯跟踪轨迹相似度与位置关系的配对规则、辅以配对逻辑来实现车灯配对的方法.实验结果表明,该算法在常见检测环境下的正检率约为90%,漏检率可低于10%.算法在应对路面反射特性较强的环境时的漏检率有待优化.
基于间隙接受理论的信号控制环形交叉口通行能力计算
贾洪飞, 李泊霖
2018, 36(3): 64-71. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.009
摘要(588) PDF(5)
摘要:
城市环形交叉口多已实施了信号控制,然而信号控制环形交叉口通行能力计算方法仍存在不足之处.在基于间隙接受理论计算通行能力时,临界间隙的确定方法多运用实际数据回归分析或假定临界间隙分布以概率论估计,与实际存在较大偏差,因而提出了一种考虑驾驶员行为、车辆行驶特征与入口几何特征的临界间隙计算方法.并运用该方法建立了信号控制环形交叉口入口单车道的通行能力计算模型,在模型中给出了信号控制时环形车道车流量的通用计算公式,该公式可描述不同相位控制时的环形交叉口环形车道车流量.给出了环形交叉口运行稳定时通行能力计算的迭代方法,确定了输入值与输出值.最后以长春市新民广场为例进行了计算,模型计算值为7916 pcu/h,仿真值为7582 pcu/h,误差为4.2%.与其他计算方法相比,模型计算值误差最小.
交通规划与管理
基于AIS船舶数据的港口交通流量预测模型研究
李晋, 钟鸣, 李扬威
2018, 36(3): 72-78. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.010
摘要(408) PDF(6)
摘要:
针对当前船舶交通流量预测手段落后,精度不高的问题,利用宝船网A PI数据接口提取船舶A IS数据,依托该数据构建基因算法优化神经网络的船舶交通流量预测模型,K近邻回归预测模型、时间序列预测模型和灰色预测模型的组合预测模型.通过自编程序采集了天津港某时段的船舶交通流量数据,在剔除错误和不可用数据后,对船舶交通流量数据进行统计,分析得到了进出天津港的船舶航行特性.同时为了更直观的验证所提出的预测模型效果,与利用K近邻回归、时间序列和灰色预测模型3种方法预测的结果进行对比.组合模型进港预测的平均绝对误差、均方误差和平均相对误差分别是0.5595,1.0119和12.98%,出港分别是0.6726,1.3155和15.23%,以上指标均优于上述的传统3种模型.相比于组合模型,优化的BP神经网络模型预测结果更优,进港和出港预测的平均相对误差分别降低了3.23% 和4.76%,结论证明,组合模型和优化的BP神经网络模型具有较高的预测精度.
基于平均车头时距的城市道路PCE算法
李红伟, 陆键
2018, 36(3): 79-83,111. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.011
摘要(367) PDF(4)
摘要:
为得到一种反映交通流运行情况,适用于各种交通流状态的车辆换算系数(PCE)计算方法,结合车头时距特性分析结论,基于等效车头时距原理,对车头时距法进行改进.通过分析车头时距数据发现,小型车与大型车跟车状态数量差距较大,路段总流量平均车头时距不能体现路段中与大型车有关车辆的平均车头时距,应分跟车状态统计平均车头时距;同一路段不同交通流状态下,同一跟车状态数量相差较大,应分交通流状态分析路段PC E值.因此,用跟车状态平均车头时距代替路段总流量平均车头时距,对车头时距法进行改进.与经典的容量法对比,所提方法在各交通流状态下计算得出的PC E值与容量法计算得出的PC E值差距最大为6.40%,最小为1.57%,证明所提方法适用于各种交通状态.分析PC E影响因素发现,PC E值与大型车比例呈U型曲线关系;公交专用道路段的PC E值在各个时段均高于未设置公交专用道路段相应时段的PC E值.
基于实测轴载谱的沥青路面轴载换算系数细化研究
谭红霞, 谢森
2018, 36(3): 84-91. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.012
摘要(312) PDF(2)
摘要:
为了应对货运车辆重载化和路面结构组合多样化对沥青路面结构设计的影响,如何得到较为准确的轴载换算系数显得尤为重要.采用动态称重系统(WIM),收集了3个监测断面的交通流数据,通过轴载谱分析,得到了监测断面的载重率远大于规范标准值.以实测轴载数据为基础,将轴载研究范围扩大至500 kN.以新规范中4项设计指标取代旧规范中的2项指标,通过有限元软件An-sys对不同基层路面结构相应的轴载换算系数进行了细化研究,并采用Origin对相关数据进行拟合.结果表明基于沥青混合料层疲劳等效的轴载换算系数,对半刚性基层和刚性基层路面,宜采用与轴载大小相关的线性函数;对沥青层永久变形量的轴载换算系数,上面层宜取3.0,中面层宜取3.5,下面层取宜4.0.
城市公交线路模态行驶工况构建研究——以西安市公交线路为例
李耀华, 苟琦智, 任田园, 邵攀登, 宋伟萍
2018, 36(3): 92-98. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.013
摘要(328) PDF(2)
摘要:
模态行驶工况是公交车运行和排放的基础研究之一.从线路代表性和覆盖面角度出发,统计市区和市郊线路强度并排序,确定测试公交线路.采用GPS设备对测试线路公交车实际运行状态进行试验,提出以线路强度比为基础的线路耦合方法,以西安市为例建立样本数据库.基于参考模型设置优化变量,通过分析样本特征值确定模型目标函数和约束条件,采用多目标优化理论优化模型关键数据点参数,建立西安市区和市郊公交线路模态行驶工况.经工况验证可知,市区和市郊模态工况与验证样本的特征值误差分别为8.54% 和2.77%,比功率分布误差分别为0.37% 和0.78%.结果表明,建立的模态工况在数理分析和比功率分布2个维度均能更准确地反映西安市公交车实际运行状态和排放相关特征.
热点、观点、实践
驾驶员异常驾驶行为与人格类型调查研究
范双双, 张梦洁, 漆书林
2018, 36(3): 99-104. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.014
摘要(317) PDF(2)
摘要:
为了研究驾驶员的异常驾驶行为与人格类型的关系,以及导致道路交通事故的可能性,采用驾驶行为问卷(DBQ)形式,将次任务从注意力流失中细化出来,与注意力流失、错误和违规构成异常驾驶行为四因子.人格类型的调查问卷采用菲尔人格测试.利用SPSS统计软件进行试调查问卷的信效度分析以及正式调查的数据分析,得到试调查问卷是可靠的,异常驾驶行为四因子两两之间具有相关性,"穿高跟鞋驾驶"的女性驾驶员易出现异常驾驶行为;大多数被调查者属于人格3与人格4,人格3中有近1/3的驾驶员易发生次任务,人格4中近1/4的驾驶员易发生次任务;通过回归分析可知异常驾驶行为与人格类型会在不同程度上诱导交通事故的发生.
基于多源文本挖掘的城市交通舆情分析——以苏州为例
何梦娇, 吴戈, 梁华, 唐倩
2018, 36(3): 105-111. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.015
摘要(376) PDF(4)
摘要:
通过多媒体收集的各类交通信息构成了丰富的交通舆情,充分挖掘舆情中所蕴含的信息对宏观掌控交通问题的发展变化、制定全面的交通解决方案具有重大意义.基于网络论坛、热线电话及交通广播听众路况播报的文本数据,采用多种文本挖掘方法研究交通舆情价值.文本数据预处理后,利用SVM模型进行交通舆情主题自动分类,并通过对应分析探究不同数据源的舆情特点及其差异,基于Apriori算法利用关联规则分析关键词隐含的交通现象,另外,使用共现网络分析方法深入挖掘舆情所反映的交通问题及其随时间的变化.通过对姑苏区投诉数据和苏州交通广播微信路况数据的实证研究发现:姑苏区交通基础设施相关的投诉最多;通过不同渠道反映的舆情内容有明显差异;道路改造后,实施新的交通管理方案时会引发较多的争议和抱怨.此外,通过文本挖掘还发现了苏州市早高峰由西向东方向拥堵严重,晚高峰时各方向均较为拥堵的规律.
城区桥梁施工期交通组织设计与优化——以浦南运河桥为例
张诗雯, 蔡晓男, 陆键, 张红军
2018, 36(3): 112-117. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.016
摘要(374) PDF(2)
摘要:
以上海市奉贤区浦南运河桥为例,分析桥梁施工对城区交通运营的影响.采用Synchro仿真软件、信号配时优化算法评价交通组织方案.根据仿真结果对路网服务水平及延误时间进行评价.结果表明,公交车不绕行社会车辆绕行方案相对于公交车半绕行社会车辆绕行方案,早晚高峰平均延误较少,道路服务水平降低值较小,并据此建立动态综合安全评价模型.最终建议选取对周围路网服务水平影响较小、延误水平较低的公交车辆不绕行社会车辆绕行方案.
山区双车道公路相邻作业区间距研究
乔建刚, 陈春燕, 吴琼
2018, 36(3): 118-120. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2018.03.017
摘要(309) PDF(1)
摘要:
在山区双车道公路作业中,道路经常进行大范围大中修,为了减少交通拥堵及交通延误,减少由于道路瓶颈带来的交通事故,对山区双车道公路长期作业区的间距进行分析,以期减少由于道路作业带来的交通制约.通过对山区双车道道路大中修过程中作业区分布间距进行调查统计,根据车辆在相邻作业区行驶的加减速过程,分成5不同段的行驶距离,构建相邻作业区合理间距的模型.根据实测车速得出山区双车道相邻作业区的合理间距,并用Vissim仿真进行验证,得出理论计算值大于临界值800 m,确定了相邻作业区间距为850 m.

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