- 姚志洪;郝慧君;巫雪梅;赵斌;蒋阳升;
为解决未来自动驾驶专用车道的规划设计问题,本文提出了一种自动驾驶车与人工驾驶车混合交通流路段阻抗函数模型。首先,分析了自动驾驶专用车道的设置对混合交通流中车辆跟驰模式的影响;其次,在此基础上,引入微观跟驰驾驶模型,推导了不同自动驾驶车辆渗透率条件下的路段通行能力函数,分析了自动驾驶车辆对路段通行能力的影响;然后,将混合交通流通行能力引入经典的BPR函数,推导了考虑自动驾驶的混合交通流路段阻抗函数模型;最后,设计了数值实验讨论了自由流速度(自由流行程时间)、自动驾驶车辆的渗透率和安全车头时距对路段阻抗的影响。结果表明:(1)当路段流量较小时,自动驾驶车辆的引入对路段阻抗行程时间的影响较小;(2)当自动驾驶车的渗透率为30%时,设置自动驾驶专用车道对行程时间的改善最为明显;(3)当流量较小时,自动驾驶车辆渗透率对路段阻抗行程时间的影响较小,而随着路段流量的增大,自由流速度和自动驾驶车辆渗透率将共同决定路段的行程时间。相关成果可为未来自动驾驶专用车道的规划与设计提供理论支撑。
2021年04期 v.19;No.74 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 10126K] [下载次数：1462 ] |[引用频次：49 ] - 沈悦;陈璟;周子涵;杨达;
车路协同和车联网的发展为车辆群体之间的协作控制提供了可能。本文关注的是在车联网环境下,自动驾驶车辆群体避让动态障碍物的问题,目标是实现在不损失车辆个体效益的同时,可以达到车辆群体系统最优。本文提出了一种基于深度强化学习算法(DQN)的自动驾驶车辆群体协作避让动态障碍物的模型。模型在学习过程中考虑了车辆的安全性、单个车辆和车辆群体的行驶效率,并加入了车辆的换道协作机制。仿真验证结果表明,与现有的非协作避障模型相比,该模型可以显著地提高整体交通效率,在非常拥堵、比较拥堵和自由流三种给定的不同交通流状态下,车辆行驶效率(车辆平均速度)分别提高5.26%、21.44%、10.38%,整体车流量分别提高8.22%、34.47%、0%。
2021年04期 v.19;No.74 13-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 10391K] [下载次数：985 ] |[引用频次：6 ] - 李浩;陈浩;陆续;涂辉招;
随着电动汽车的推广和使用,电动汽车与燃油汽车在路网中交互运行,形成了混行交通环境。本文构建考虑排放约束和途中充电的电动汽车混行交通路网均衡模型。首先,分别定义了电动汽车用户与燃油汽车用户的出行成本函数,其中电动汽车用户出行成本包含行驶时间、充电排队时间及充电时长。其次,构建了考虑排放约束的混行交通路网均衡模型,证明了解的唯一性,推导了模型对应的KKT条件,且与Wardrop第一原理等价。然后,将均衡模型表述为包括用户均衡条件、排放约束、守恒约束的互补性条件形式,通过引入间隙函数,进一步将其转化为等价的无约束最优化问题,并利用基于梯度的算法进行求解。最后,通过算例验证了均衡模型及算法的有效性,结果表明:(1)考虑路网排放约束将影响混行交通量和充电站充电流量空间分布;(2)总需求和电动汽车渗透率不变的条件下,提高减排力度会导致路网总行程时间的增加;(3)给定减排力度时,可以确定路网总行程时间最小时对应的电动汽车最优渗透率。
2021年04期 v.19;No.74 24-35+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1134K] [下载次数：611 ] |[引用频次：14 ] - 祁宏生;应雨燕;林俊山;姚志洪;
为解决城市道路拥挤状态下车辆可行换道间隙少、换道时间长,进而导致停车等待、堵塞后续车流等问题,本文基于智能网联环境下车辆之间的交互协同,提出了一种混合自动驾驶场景多换道需求下的主动间隙适配和换道序列规划模型。首先,采用多项式和三角函数分别描述了换道过程中的空间轨迹和速度曲线,得出了换道间隙可行性判别依据。在此基础上,构造了换道启动可行状态集合,并构建了单个换道请求下的间隙适配和协同换道的最优控制模型。然后,考虑多换道需求,构建了主动间隙适配和换道序列规划模型,对换道序列进行整体优化。最后,设计了数值仿真实验,验证了本文模型可对多换道需求进行时空优化。仿真实验结果表明,本文模型能够降低换道行为对城市道路通行能力的影响,且适用于不同的交通需求,模型可提升24%的道路通过量。
2021年04期 v.19;No.74 36-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 12505K] [下载次数：776 ] |[引用频次：19 ] - 慈玉生;韩应轩;吴丽娜;
为了提高快速路出口匝道与地面衔接区的通行效率,提出了一种车联网环境下出口匝道与地面衔接区多阶段控制方法。首先,根据速度特性将出口匝道与地面衔接区划分为调整区、缓冲区和排队区。然后,针对衔接区车辆冲突频繁问题,提出了一种考虑相位优先级的车道变换策略。最后,在此基础上设计了三阶段快速路出口匝道与地面衔接区控制方法,并基于MATLAB和VISSIM搭建了车联网仿真环境。仿真结果表明:文中方法控制下衔接区路段间速度波动更小,平均速度提高了5%;与车联网速度控制相比,衔接区、排队区和缓冲区的延误分别降低了4%、6%和4%。此外,敏感性分析可知:当衔接区交通需求处于中等饱和度和渗透率大于70%时,本文方法控制效果优势最为明显。相关成果可为车联网环境下出口匝道与地面衔接区控制提供理论支持。
2021年04期 v.19;No.74 52-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 9424K] [下载次数：583 ] |[引用频次：13 ]
- 李路遥;沈一帆;夏俊;沈海辉;
车辆路径问题是物流和交通运输领域的研究热点。近年来,为应对激烈的市场竞争,越来越多的企业开始关注如何在降低成本的同时保证服务效率和服务质量。实践表明提高车辆路径方案的一致性不仅可以提高服务效率,还能显著提高客户满意度。因此,考虑一致性约束的车辆路径问题(又称一致性车辆路径问题)应运而生。一致性车辆路径问题是相对较新的车辆路径问题变种,相关成果具有重要的实践和学术价值。随着多样化一致性约束的提出以及相关数学模型和优化方法的迭代更新,目前针对一致性车辆路径问题已有一定数量的研究积累。本文从车辆路径问题的分类、一致性车辆路径问题的背景介绍、模型、求解算法等方面对该问题进行了综述。在一致性车辆路径问题中,一致性约束主要有时间一致性、人员一致性和路线一致性要求。时间一致性和人员一致性约束较为常见,路线一致性约束则相对更为新颖。一致性车辆路径问题的求解方法以启发式算法为主,尤其是大、中型实例(时间周期5d,客户数量50以上)的求解;而部分精确式算法对中小型实例(时间周期3～5d,客户数量50及以下)也展现了良好的性能。
2021年04期 v.19;No.74 62-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 12316K] [下载次数：1051 ] |[引用频次：14 ] - 苏欣欣;伊廷刚;秦虎;
本文研究了带时间窗和人力分配的车辆路径问题,并提出用分支定价割平面法来求其最优解。分支定价割平面法首先根据Dantzig-Wolfe分解技术将问题的数学模型分解为基于路径的主问题模型和求最短路径的子问题模型,然后利用列生成和标签算法在主问题和子问题之间进行迭代,并使用割平面法调整可行区域来求得主问题的最优松弛解,最后采用基于车辆数目和弧的分支策略获取原问题的整数解。算法中加入了两种加速策略:双向标签算法和递减搜索空间法。通过对多组算例进行测试,验证了模型和算法的准确性,并分析了患者数目和车辆数目对结果的影响,也说明了割平面法具有提高算法效率的作用。最后,对大规模算例进行测试的结果也为实际应用提供了理论依据。
2021年04期 v.19;No.74 75-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 8595K] [下载次数：1267 ] |[引用频次：26 ] - 马俊;张纪会;郭乙运;
针对带有随机旅行时间、随机服务时间及时间窗约束的车辆路径问题,建立了带修正策略的随机规划模型,并给出了两阶段求解方法。第一阶段运用改进遗传算法获取先验路径,第二阶段采用两种混合修正策略(分别记为A、B)调整"失败"的先验路径。混合修正策略A(B)通过随机模拟实验判断对当前顾客的延迟服务(对下一顾客的服务)是否会对该路径后续顾客造成大规模延迟服务,并采取相应的调整措施。基于Solomon算例进行了仿真实验,对小规模算例将仿真结果同CPLEX求解结果作对比;对大规模算例将仿真结果同已知最优解作对比。结果表明:所给算法可获得小规模算例的精确解,大规模算例的近似最优解。同时,对比不同策略下的仿真结果表明两种混合修正策略具有优越性,研究结果对随机车辆路径问题的求解具有一定的参考意义。
2021年04期 v.19;No.74 87-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 9092K] [下载次数：444 ] |[引用频次：10 ]
- 张勤宇;帅斌;吕敏;
《国家综合立体交通网规划纲要》中提出要加快建设高效率国家综合立体交通网主骨架。本文借助复杂网络相关理论,以L空间方法构建了国家综合立体交通网主骨架区域网络与城市网络,分析了区域与城市之间的连接情况。结果表明:在由21个重点区域构成的区域网络中,每个重点区域与其他区域至少有2条路径相连接,且区域网络具有小世界的特点,说明重点区域之间连接紧密,可靠性强。在由116个节点构成的城市网络中,城市间连边以极、组群、组团等不同类型重点区域城市之间的连边为主;在考虑城市空间距离的加权网络中,重庆、西安等节点重要度较高,建议重点关注各种交通方式在这些节点的相互衔接情况以提升运输效率。在鲁棒性分析中,发现加权网络对随机攻击和基于接近度中心性的蓄意攻击鲁棒性较好,而对基于介数中心性和PageRank中心性的蓄意攻击鲁棒性较差。通过对主骨架的网络特性进行分析并识别其重要节点,本文研究结果不仅证实了主骨架规划的合理性,还可为重点区域及城市的综合交通运输规划提供其连接情况、支撑作用与拓扑重要性等理论层面的参考。
2021年04期 v.19;No.74 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 6376K] [下载次数：1096 ] |[引用频次：23 ] - 邱乐侠;胡启洲;吴翊恺;吴啸宇;
以高速磁浮的设计理念、技术背景和应用场景为基础,利用包含多粒度粗糙集的多级可拓评价法对高速磁浮系统进行综合评判,直观反映高速磁浮系统的综合优良等级。首先从运行速度、舒适性、安全性、可靠性、经济性以及社会战略性6个角度对影响高速磁浮系统的因素进行分析,确立15个特征评判指标,并且建立高速磁浮系统的综合评判指标体系;其次利用层次分析法和多粒度粗糙集对高速磁浮不同评判指标进行综合赋权,弥补单一主观或客观赋权方法的不足;最后将多级可拓评价法以及模糊评价法分别运用到高速磁浮的系统综合评判中。理论分析和计算结果表明:高速磁浮系统的综合评判等级为"良好"。同时相较于模糊评价法,包含多粒度粗糙集的多级可拓评价法在高速磁浮系统综合评判中更加精确客观,有较好的可行性和实用前景。
2021年04期 v.19;No.74 106-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 8812K] [下载次数：172 ] |[引用频次：2 ] - 李振华;王开云;王超;凌亮;
基于车辆系统动力学理论,建立160 km/h快捷货车动力学模型,仿真分析了抗蛇行减振器的节点刚度、阻尼系数和卸荷速度对快捷货车动力学性能的影响。研究结果表明,适当增大减振器的阻尼系数可显著提高快捷货车的临界速度,并改善快捷货车的横向平稳性;随着减振器节点刚度的增加,快捷货车的临界速度先增大后减小,在节点刚度约为12 MN/m时,临界速度达到最大值;快捷货车的临界速度随减振器卸荷速度的增加而降低;抗蛇行减振器性能参数对轮轨相互作用的影响是有限的。
2021年04期 v.19;No.74 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 5865K] [下载次数：188 ] |[引用频次：2 ] - 邹佳铭;朱志强;郭峤枫;冯果;刘君喜;杜敏齐;史磊;
为准确划分CTC调度台的繁忙程度,提出了一种通过CTC调度台的基础数据对调度台进行划分的方法。参照工作负荷研究中常用的方法,即主观评价法和任务分析法,结合统计学方法中的聚类分析,对某铁路集团有限公司中的17个CTC调度台进行繁忙程度划分。为有效地划分繁忙度,首先,在任务分析法详细分析工作内容的基础上,通过相关分析和回归分析探讨基础数据和工作负荷的关系;然后,基于调度台的基础数据,采用聚类分析中的K-means聚类算法对CTC调度台的工作负荷进行繁忙度划分;最后通过对CTC调度员心理负荷和工作压力的主观评价数据的方差分析来验证聚类划分调度台繁忙度的科学合理性。结果表明:聚类分析后的繁忙、普通和轻松台之间在主观评价工作负荷上都有显著差异。
2021年04期 v.19;No.74 126-133+145页 [查看摘要][在线阅读][下载 7296K] [下载次数：222 ] |[引用频次：3 ] - 蒋鑫
;姜金
;姚康
;吴朝阳
;古含焱
;邱延峻
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选取两款用于沥青路面结构分析的典型轴对称非线性有限元软件MICH-PAVE和ILLI-PAVE,从应用层面对二者开展横向比较,并以级配碎石柔性基层沥青路面结构为算例,分析二者关键力学响应结果的差异性。结果表明:两款软件在前处理、计算求解、后处理等方面均存在差异,需根据实际情况合理选用;二者均可考虑粒料和细粒土回弹模量对应力状态的依赖性;两款软件计算所得路表弯沉、沥青面层底径向应变及土基顶面竖向应变的分布形态相似,MICH-PAVE所获结果较ILLI-PAVE总体偏大,二者所获沥青面层底径向应变、土基顶面竖向应变的吻合程度高于路表弯沉。
2021年04期 v.19;No.74 134-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 8253K] [下载次数：314 ] |[引用频次：3 ]