城市智能交通系统技术发展现状及趋势

城市化的快速发展带来一系列的交通问题,智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)是解决交通问题的有效途径之一。本文主要介绍了智能交通系统的概念与内涵、我国城市智能交通系统技术发展与智能交通管控系统应用现状,在上述内容的基础上,总结了我国城市智能交通系统未来的发展趋势。     

一种具有情感和记忆机制的迷宫机器人认知模型

情感作为人类的高级认知,在环境学习和环境理解方面具有重要意义.将情感引入机器人搜索任务,同时结合记忆机理,提出一种具有情感和记忆机制的认知模型,由内部状态、感受器、环境状态系统、情感系统、动态知识库、行为决策系统以及执行器7部分组成.情感系统包含情感生成、情感状态以及情感记忆3个模块,其中,情感记忆用于提供内部奖励.记忆功能在动态知识库中实现.基于强化学习理论框架,将情感内部奖励与记忆进行融合,形成新的奖励机制,并设计相关认知学习算法.以需要“能量补给”的迷宫机器人搜索任务对所提出认知模型进行验证,结果发现,当面对不同情境时,机器人会产生不同的情感.结合前期记忆,机器人所作决策更“拟人”,表明情感和记忆机制设计的有效性.将所提出认知模型、无情感决策认知模型、基于ε-greedy策略的Q学习算法进行对比,结果表明,情感和记忆的引入,能够提高机器人的学习效率,同时学习过程更稳定.     

基于路网可达性的交通控制子区划分方法研究

为了提高子区划分的效率,保证子区划分结果的合理性,提出了一种基于路网可达性的子区划分方法。以路口为顶点,路段为边,修正的路段阻抗为边权得到路网加权网络,通过权系数开关化转为非加权网络;采用[K]步可达矩阵来分析网络的可达性,以可达性最好的顶点为核心顶点,求解核心顶点的[K]步可达顶点群得到子区划分结果;以子区路网路段占有率方差为评价指标,对子区划分结果进行优化。以北京市亦庄林肯公园地区路网为例的仿真结果表明：基于路网可达性的子区划分,可以找到路网中关联最为紧密的顶点群,且以子区内部路段的占有率方差作为评价指标可以保证子区内部路段状态的相似性,为子区划分的优化提供指导。     

基于视频的人体异常行为识别与检测方法综述

作为计算机视觉的重要分支,异常行为识别与检测技术已在智能安防、医疗监护、交通管控等领域获得了广泛应用.对异常行为的界定及判别方法与场景因素紧密相关,针对不同应用场景特点,适当选择特征提取及异常行为识别与检测方法,进而保证预警准确率,在实际应用中至关重要.基于此,对基于视频的人体异常行为识别与检测方法进行综述,首先给出人体异常行为的定义、特点及分类;其次,对特征提取方法进行总结,特征提取方法的选取及提取特征的好坏直接影响后续判别结果;再次,从异常行为识别和异常行为检测两个角度对异常行为判别方法进行分析和讨论,给出常用异常行为检测数据集及相关算法表现;最后,对本领域未来研究方向提出展望.     

基于节点状态一致的路网边界控制

针对路网车流分布不均衡的问题,本文提出基于一致性思想的路网边界流量控制策略.首先,基于车辆守恒宏观模型,描述了区域边界车流的动态演化;以区域内路段占有率一致作为控制目标,边界交叉口配时参数为控制输入,进行区域边界反馈控制设计,并推导出边界车流输入与内部路段放行比例的解析关系;最后,通过路网实测数据验证了边界控制策略的适用性.结果表明:边界控制策略不仅能够有效改善路网交通流分布不均衡的状况,还能够有效降低路网的平均延误、排队长度等指标,提高路网运行效率.     

切换服务系统的稳定性及交叉口信号配时

当缓冲器内工作量较大时,服务器的“固定顺序清空切换”服务策略使得清空缓冲器内工作量需要较长时间,从而其他缓冲器未能及时得到服务.为此本文提出服务器“带服务时间上限的固定顺序切换”服务策略,服务器在该服务策略下分配给每个缓冲器服务时间上限,以保证各缓冲器公平地得到服务.在满足缓冲器总负荷小于各缓冲器服务时间调整因子的最小值与最大值之比的条件下,证明了所提出服务器服务策略下的切换服务系统是周期稳定的.进一步将交叉口信号配时建模为切换服务系统,并应用所提出的服务器服务策略研究了交叉口信号配时策略.通过对交叉口实际数据的仿真验证了本文方法的有效性.     

基于多智能体分群同步的城市路网交通控制

在城市交通网络中,经常出现某些路段较为拥堵,而其它路段内仍有空间未被充分利用.为了解决该问题,本文提出一种路网分群一致算法.首先,以路段的空间占有率为状态,建立交通网络状态空间模型,描述路网中车流的传递关系;进一步,将路网中的各条路段抽象为智能体,提出路网多智能体分群一致算法,将路段集划分为若干个非空不交子集,每个子集内的路段状态可达一致,不同子集的一致状态不同.从而,该算法可使各路段的空间占有率达到均衡,减轻局部拥堵,减少车辆延误时间.最后,采用VISSIM交通仿真软件对北京市望京地区的实际网络进行仿真,仿真结果说明了本文方法的可行性和有效性.     

城市交通网络正系统模型与稳态信号控制

城市路网内车流分布不均衡为交通拥堵原因之一,且交通控制系统为典型正系统．为此,本文采用Compartment正系统对网络交通流演化建模,以网络均衡为控制目标,提出稳态信号控制方法．首先,建立网络交通流Compartment正系统模型,可描述具有任意控制结构网络的过饱和特征;进一步,给定网络车流输入,由非负矩阵理论可得网络存在唯一稳定平衡点,给出平衡点解析计算公式．由此,提出网络稳态信号控制律,为路段状态反馈控制律．最后,以北京市奥林匹克公园区域拓扑路网为例,在VISSIM软件中建立仿真环境,比较稳态信号控制方法与定时控制方法,仿真结果表明在高需求网络条件下,稳态信号控制方法可改善网络整体性能和缓解局部拥堵．