基于O-D矩阵估计的路网交通流量仿真模型

为了将交通出行需求对路网交通流量的影响进行动态的量化分析,提出了一个基于O-D矩阵估计的路网交通流量仿真模型。利用O-D矩阵估计的重力模型计算方法、复杂网络理论和路段阻抗模型,构建了路网模型;在人们出行总是选择路段阻抗最小路径的假定下,设计了出行需求的路网流量映射算法;基于离散事件仿真,在PC系统上实现了路网流量仿真系统。仿真结果表明：该仿真系统可以根据各交通子区域出行需求的变化,精确模拟路网流量和交通状态的动态演进。     

基于多学科设计优化的路网交通分布式协同控制

城市路网交通控制直接影响着交通运行效率,对其优化研究已成为缓解城市交通拥堵问题的热点之一.鉴于此,针对高峰交通路网将其分为过饱和区域与过饱和关联区域,在采用灰色关联分析-谱聚类方法对关联区域划分的基础上,构建路网交通分布式协同控制模型,进一步提出基于多学科设计优化的过饱和区域及其关联区域协同优化求解方法.通过搭建实例路网模型分析算法优化效果,结果表明所提出方法能够明显改善路网交通运行效率,有助于缓解城市通勤高峰时段的交通拥堵和扩散问题.     

多视角融合的时空动态图卷积网络城市交通流量预测

城市交通流量预测是构建绿色低碳、安全高效的智能交通系统的重要组成部分.时空图神经网络由于具有强大的时空数据表征能力,被广泛应用于城市交通流量预测.当前时空图神经网络在城市交通流量预测中仍存在以下两方面局限性:1)直接构建静态路网拓扑图对城市空间相关性进行表示,忽略了节点的动态交通模式,难以表达节点流量之间的时序相似性,无法捕获路网节点之间在时序上的动态关联.2)只考虑路网节点的局部空间相关性,忽略节点的全局空间相关性,无法建模交通路网中局部区域和全局空间之间的依赖关系.为打破上述局限性,本文提出了一种多视角融合的时空动态图卷积模型用于预测交通流量.首先,从静态空间拓扑和动态流量模式视角出发,构建路网空间结构图和动态流量关联图,并使用动态图卷积学习节点在两种视角下的特征,全面捕获城市路网中多元的空间相关性.其次,从局部视角和全局视角出发,计算路网的全局表示,将全局特征与局部特征融合,增强路网节点特征的表现力,发掘城市交通流量的整体结构特征.接下来,设计了局部卷积多头自注意力机制来获取交通数据的动态时间相关性,实现在多种时间窗口下的准确流量预测.最后,在四种真实交通数据上的实验结果证明了本文模型的有效性和准确性.     

基于云网格集成调度的防拥堵车辆路径规划算法

在道路交通路网中,车辆拥堵问题是流量与路网结构之间相互作用的一个复杂动态过程,通过车辆路径规划,实现对路网网格集成调度,从而提高路网通行吞吐量。传统方法采用并行微观交通动态负载平衡预测算法实现车辆拥堵调度和车辆路径规划,不能准确判断路面上的车辆密度,路径规划效益不好。提出一种基于云网格集成调度的防拥堵车辆路径规划算法,即构建基于Small-World模型的云网格路网模型,采用RFID标签信息进行路况信息采集,实现交通网络拥堵评估信息特征的提取,采用固有模态函数加权平均求得各车道的车辆拥塞状态函数,对所有车道内车辆密度取统计平均可获得簇内的车辆密度。设计交通路网拥堵检测算法来对当前个体道路信息进行一维邻域搜索,从而实现车辆路径规划控制目标函数最佳寻优。通过动态博弈的方式求得车辆防拥堵路径的近似最优轨迹,实现路径规划算法的改进。仿真结果表明,该算法能准确规划车辆路径,实现最优路径控制,从而提高严重拥堵路段的车流速度和路网吞吐性能,性能优越。     

车辆行驶最优路径优化算法设计

针对实际交通路网的特点,对道路网络模型、路网数据库的结构建设、最优路径优化算法等问题进行了研究.建立了体现城市道路交通的方向性及交叉口延误和限制的新城市路网模型,该模型利用交叉口、路段等基本构成要素描述道路网络,利用节点--弧段联合结构描述路段特性,再用图论中的有向图思想将路网抽象成数学模型描述;基于经典高效的狄杰斯特拉(Dijkstra)算法,设计了一种可应用于实际道路网络中的最优路径算法--改进的狄杰斯特拉算法,采用该算法可求解带有转向延误和限制的最优路径问题.     

城市交通网元胞自动机全局流量预测方法*

面对城市交通的日益拥堵,针对交通管理中全局流量预测难的问题,通过将路口的各个方向的车流以不同的边表示,将双向道路的两侧分别拆分为两个端点。并提出了精准描述进入和离开交通道路各方向负载的方法,以节点作为元胞自动机的元胞,以边关系作为元胞的邻域,利用阻塞-转移方法,建立元胞自动机的局部规则,并采用递归算法计算每一时刻交通网中各个节点元胞上的交通流量,构建城市交通网络流量预测模型。最后以某市交通主干道的实测流量数据为例,验证了该预测模型的准确性和高效性,从而证实了该模型对于城市的交通管理能力有一定的提升的作用。     

考虑路网OD路径的交叉口群动态划分方法

交叉口群是关联性较强的若干交叉口的集合,是路网交通流协调控制的基本单元,其动态范围划分与路网协调控制效益直接相关。在对经典Whitson路段关联性模型进行改进的基础上,考虑路网上交通流OD路径分布建立了相邻交叉口之间的路径关联性模型;基于路段或路径关联性模型计算结果,应用层次聚类方法对信号控制交叉口群进行动态划分。最后对基于路段和路径关联性的交叉口群动态划分方法进行了仿真验证和对比分析。研究结果表明,考虑路网OD路径分布动态划分交叉口群可以减少对主要OD路径的分割,从而降低路网交通流的总停车延误和停车次数。     

基于邻近数据查询算法的街区路网规划仿真

城市街区路网的规划主要受到交通密度、主干路间隔的影响,由于交通环境的动态性,对路网的规划也需持续更新,因此通过路网规划获取最优出行路线难度较大。现提出基于邻近数据查询算法的街区路网规划方法。获取Voronoi图对街区路网空间数据集划分后的多个空间单元,并将其存储在路网结构中。基于空间均分法,将街区路网空间区域划分成不同的区域,利用邻近数据查询算法,查询路网目标节点。确定街区各个层次路网的规划拓展等级,建立街区路网拓扑树,通过对拓扑树获取街区路网最优路径节点序列,实现街区路网的规划。实验结果表明,研究方法完成路网规划时其最优路径查询时间、CPU开销以及路网规划耗时指标均优于对比方法,以此验证了提出方法具有更理想的实用性。     

基于网络演算的智能交通流量分配研究

精确的交通流量分配计算模型,能为实际的交通工程应用提供具体的流量出入速率或者信号灯控制时间方案,具有重大价值。首次将动态交通流量分配拟化为网络负载均衡问题,使用漏桶理论和网络演算方法,将交通的流量分配与路径时延转换为一系列极值运算,结合贪婪算法,以均衡网络延时为优化目标,得到交通配流。仿真结果表明,本模型在化解拥堵的同时,使分流后的道路平均延时普遍降低,能提升整体路网的通行能力。     

负载流量碰撞检测算法在动态交通调度中的应用

随着复杂的环状路段,交叉路段、立交路段拥堵情况的不断增加,传统的交通拥堵调控策略为静态控制策略,调节的效率不高,容易出现调度冲突的问题;为了提高交通运行效率,提出一种用于解决动态交通调度的三级碰撞概率检测算法;根据交通流量的动态变化情况,通过计算流量时域内的动态流量偏差,计算三级路径之间可能存在的流量冲突概率;根据计算不同级之间的冲突概率反映动态交通拥堵的可能,确定控制的方案;实验表明,三级流量碰撞概率算法有效地降低了车辆平均延误时间,该算法有效。     

智能交通动态调度优化模型与评价方法

为了降低大城市市民出行成本,缓解公交企业运力压力,提出一种智能交通出行OD(Origin Destination,出行地和目的地)的公交调度优化算法,以公交出行OD客流预测和计划排班发车时间间隔为出发点,运用公交出行OD客流推导理论,构建智能交通出行OD的公交调度优化模型。通过获取个人OD数据,利用单条线路公交OD方法,实现全市公交OD矩阵推算。根据全市公交出行OD推算结果,求解公交调度模型,解决智能交通调度多目标规划和公交线网优化问题。通过仿真模拟试验,分析智能公交排班计划评价指标,计算车辆营运效率占比:自动排班仿真数据为79%,实际运营数据为73%;统计车辆高峰时段与全天营运车次占比:自动排班仿真数据为36.75%,实际运营数据为37.37%,满足智能公交计划排班评价指标的要求,实例证明模型和算法具有实用性和可靠性。     

基于分块路径缓存的在线路径搜索算法

为建立一个高效的互联网在线地图服务路径搜索引擎,提出一种基于分块路径缓存的最短路径算法。对路网重采样得到路网密集度图像,提出路网分块算法ISODATA。根据路网子块构建路径缓存设计缓存路径索引算法,提出基于子块缓存路径与节点间动态路径结合的双向路径搜索算法。实验结果表明,该算法可将城市级在线路径搜索时间控制在0.2 s以内,降低网络地图服务路径计算服务器负荷。     

基于负载均衡的电动汽车充电路径优化方法

Under the premise that the remaining electricity is sufficient, the path planning problem of electric vehicles to the target charging pile is the key to the optimization of charging strategies. Normally, when the system is recommended to the user, the sys- tem will make some or a few road sections which have been recommended to different users many times. When a large number of us- ers choose overlapping road sections, they will reduce the current recommendation. The traffic capacity of the road segment makes these charging paths into optimal paths only in a mathematical sense, resulting in local optimization issues. This paper proposes a global path planning method based on load balancing, takes into account the degree of congestion of the section and the user's driv- ing time, to suggest the user a shorter and smooth charging path. Finally, through the simulation experiment, the short-time predic- tion of the traffic flow can reduce the average waiting time of the charging queuing, and the global optimal charging path method based on load balancing can improve the utilization of charging piles and avoid traffic congestion issues.     

基于SDN的混合分段路由概率流调度机制

针对数据中心网络流量路径分配不均匀、易造成大流碰撞,以及控制器流表开销大等问题,提出了一种基于SDN的混合分段路由概率流调度机制SRPFS（segment routing probability flow scheduling）。利用SDN集中控制与全局视图特性,首先采用混合分段路由完成流量初始转发;然后选用粒子群优化算法,重定义粒子群内部寻优过程来对流量进行筛选;最后构造全局节点概率矩阵,设计概率调度算法选举出流量转发最优路径。实验结果表明混合分段路由转发技术在流表开销方面优势较大,并且SRPFS相比于其他较典型的流传输机制,在平均网络吞吐量、链路利用率、标准网络吞吐率等方面有明显优势,能够有效减轻控制器的流表负载,保证了较好的网络性能。     

基于变结构离散动态BN的最优交通路径规划

为了确保城市路网交通流平稳运行和各路段交通流量合理分配,提出了一种基于变结构动态BN的最优交通路径规划方法。该方法考虑驾驶员偏好,按时间序列建立适用于交通路径规划的变结构离散动态BN模型,采用最大似然估计算法和参数的自适应产生算法学习网络参数,用基于时间窗的动态BN近似推理算法中固定窗口宽度方法进行在线推理。结合实例对算法进行仿真,并与Dijkstra算法所得结果进行比较。实验结果表明变结构离散动态BN能利用实时采集到的信息对最优路径进行实时更新,在线决策。     

“互联网+”下城市路网的最优路径选择

在"互联网+"的时代下,结合计算机数据采集以及系统仿真技术,对车辆在城市路网环境下,进行全局路径最优规划。将出发点与目的地连线所成对角线的矩形区域,作为路径限制搜索区域。不同时间段的车流量和不变的道路距离对道路阻抗产生影响的主要原因。在此基础上,建立城市路网的限制搜索区域时变权重有向图模型,并采用蚁群算法求解全局规划最优路径。最后进行MATLAB软件编程,仿真验证了算法的可行性以及有效性。     

智慧交通管理系统的设计与应用

智慧城市交通系统建设,能够提高城市交通管理与服务的信息化水平和决策支持能力,是解决交通拥堵,减少交通事故,提高人民生活质量的有效途径。文中结合了交通管理信息、实时定位系统、智能路径规划功能和智能化交通信息分析功能,以出行者的方便和舒适为目的,同时结合GIS空间分析功能,对城市道路信息、公交信息、停车场信息、城市中的各种点位信息进行智能管理,解决了城市道路出现的交通问题。以乐山市为实例进行验证和测试,对实现的系统进行功能性测试,针对智能出行、智能公交、智能路径、智能停车、路径导航、路况信息等功能进行了详细的测试,测试功能实现效果好,系统智能程度高。该智慧交通管理系统具有一定的实用性和技术参考性。     

基于数据库的城市道路中最短路径搜索

根据城市交通路网建设的实际 ,研究了描述城市交通网络图的城市道路数据库的组织结构 ,在此数据结构的基础上依靠 GIS技术的支持 ,采集了大量具体道路信息 ,采用 Dijkstra算法实现了快速最短路径搜索。根据城市的交通状况对交通网络图的边值赋予不同的权值可实现最优路径搜寻 ,给出了一个搜索实例——一个包含 6 1个交通路口的最短路径搜索结果的搜索时间约为 1.1s