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应急车路径与专用道协同优化的双层规划方法
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作者 龙科军 邹道兴 +2 位作者 刘洋 马昌喜 马璐 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第1期202-211,共10页
已有应急车辆路径规划的研究中,专用车道布设方案通常被视为已知条件,因此,本文提出一种同时优化应急车路径及专用车道的双层规划模型。在规划应急车路径时,将是否设置应急专用车道定义为模型的决策变量,并引入前景理论来衡量设置专用... 已有应急车辆路径规划的研究中,专用车道布设方案通常被视为已知条件,因此,本文提出一种同时优化应急车路径及专用车道的双层规划模型。在规划应急车路径时,将是否设置应急专用车道定义为模型的决策变量,并引入前景理论来衡量设置专用车道对交通流的影响。上层模型目标函数包含应急车行程时间和顺畅通行前景值两部分,其中前景值作为部署应急专用车道的决策依据;下层模型基于Wardrop均衡原理进行交通分配。结合遗传算法和禁忌搜索算法,提出GA-TS(Genetic Algorithm-Tabu Search)算法求解模型。通过在Nguyen-Dupuis仿真网络上进行数值实验,验证了模型和算法的有效性。实验结果表明:与不部署应急专用车道相比,在不增加路径交通饱和度的情况下,本文模型能将应急车辆的行程时间缩短10.69%。敏感性分析结果表明,在不同交通需求下,本文模型均能有效缩短应急车辆行程时间,并且随着交通需求增大,应急车辆行程时间缩短越明显。此外,相比于暴力搜索算法,本文设计的算法在求解模型时的平均耗时降低了87.02%,显著提高了模型的求解效率。 展开更多
关键词 城市交通 应急车辆优先 遗传算法 路径优化 前景理论
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城市道路应急车辆借道通行与信号协同优化模型 被引量:4
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作者 龙科军 张仲根 +1 位作者 刘洋 高志波 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期194-201,226,共9页
考虑单一的信号优先策略无法保证应急车辆不停车通过交叉口,因此,本文提出应急车辆借用逆向左转车道与交叉口信号协同优化模型。首先,在路段上通过应急车辆速度引导与逆向左转车道预信号配时的协同控制,优化应急车辆路段行驶速度,实现... 考虑单一的信号优先策略无法保证应急车辆不停车通过交叉口,因此,本文提出应急车辆借用逆向左转车道与交叉口信号协同优化模型。首先,在路段上通过应急车辆速度引导与逆向左转车道预信号配时的协同控制,优化应急车辆路段行驶速度,实现借用逆向左转车道通行;其次,增设应急相位保证应急车辆优先通过交叉口,以社会车辆出行总时间最小为目标,相位开启时间和绿灯持续时间为决策变量,考虑交叉口相位间的冲突、预信号开启和持续时间等约束条件,建立混合整数线性规划模型;并通过AMPL(A Mathematical Programming Language)编译并调用求解器求解,最后,以主干道和次干道相交的交叉口为例,对所提模型进行验证。结果表明:与绿灯延长模型相比,协同优化模型能显著降低应急车辆在交叉口区域的出行时间,减少社会车辆出行总时间。通过对流量和车道长度等参数的敏感性分析发现,随着流量和车道长度的增加,协同优化模型具有更好的优化效果。 展开更多
关键词 智能交通 应急车辆优先 协同控制 逆向左转车道 信号优化
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智能网联车环境下交叉口车流轨迹优化模型 被引量:12
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作者 高志波 吴志周 +3 位作者 郝威 杨玥 龙科军 邹清全 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期91-97,共7页
在智能网联环境下,车辆可通过相互穿插和协作通过交叉口,无需信号灯控制。为保证车辆安全高效运行,建立车辆到达时序和速度协同优化的交叉口车流轨迹优化模型。提出车辆到达时序优化模型和车辆速度优化模型,建立车辆到达时刻与速度的函... 在智能网联环境下,车辆可通过相互穿插和协作通过交叉口,无需信号灯控制。为保证车辆安全高效运行,建立车辆到达时序和速度协同优化的交叉口车流轨迹优化模型。提出车辆到达时序优化模型和车辆速度优化模型,建立车辆到达时刻与速度的函数关系;在此基础上,模型以所有车辆在控制区域的行程时间与油耗加权最小为目标,车辆路径、到达时刻和速度等关键参数为决策变量,设计迭代式算法求解,实现同时优化车辆到达时刻和速度且交叉口运行效益最大的目的。实验结果表明,与车辆时序和轨迹分别优化的两阶段模型相比,本文模型降低车均延误32.1%,减少车均油耗9.9%,说明该模型具有良好的主动性和适应性,在降低车辆延误的同时也节省了油耗。 展开更多
关键词 城市交通 智能网联车 交叉口 时序优化 轨迹优化
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智慧道路系统架构研究 被引量:5
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作者 罗玉林 《公路与汽运》 2019年第4期24-27,51,共5页
为推动智慧道路建设,增强道路网络运行的整体感知能力,实现道路网络管理、车辆道路协调和旅行信息服务智能化,全面提高道路网络运行效率和交通安全水平,文中考虑车路协同的需求,提出智慧道路系统框架,揭示智能道路的外部配置和内部机制... 为推动智慧道路建设,增强道路网络运行的整体感知能力,实现道路网络管理、车辆道路协调和旅行信息服务智能化,全面提高道路网络运行效率和交通安全水平,文中考虑车路协同的需求,提出智慧道路系统框架,揭示智能道路的外部配置和内部机制,为智能道路研究和施工提供参考。 展开更多
关键词 公路交通 智慧道路 道路协调 智能车辆
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考虑配送紧迫度与公平的应急车辆调度模型 被引量:1
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作者 龙科军 刘嘉 +2 位作者 高志波 陈夙乾 张仲根 《中外公路》 2024年第6期251-258,共8页
突发事件下的应急车辆调度,既要优先考虑需求紧迫度高的关键节点,又要避免其他节点配送延时过大产生次生影响。基于此,该文建立了考虑需求紧迫度与配送延时公平的应急车辆调度模型。首先,采用熵权-TOPSIS法计算节点需求紧迫度,并引入配... 突发事件下的应急车辆调度,既要优先考虑需求紧迫度高的关键节点,又要避免其他节点配送延时过大产生次生影响。基于此,该文建立了考虑需求紧迫度与配送延时公平的应急车辆调度模型。首先,采用熵权-TOPSIS法计算节点需求紧迫度,并引入配送延时均衡指标避免节点之间的配送延时差异过大;其次,以配送的总时间、总成本和配送延时均衡度为多目标函数,配送中心库存量、路径连续性等为约束条件,建立优化模型;最后,通过K-Means算法和CW节约算法划分子路网,结合可变邻域局部搜索算法改进蚁群算法。结果表明:相比于基本模型,所提模型下,需求紧迫度高的节点的平均配送延时和最大配送延时分别降低25.26%、22.98%,配送延时方差增加34.30%;相比于仅考虑需求紧迫度的模型,所提模型下,需求紧迫度高节点的平均配送延时、最大配送延时和配送延时方差分别降低10.79%、20.26%和40.57%。这表明所提模型能更好地兼顾关键节点的优先和普通节点的公平。 展开更多
关键词 智慧交通 应急车辆调度 配送延时均衡 需求紧迫度 改进蚁群算法
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基于LSTM-多头混合注意力的可解释换道意图预测
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作者 高凯 刘健 +3 位作者 刘林鸿 刘欣宇 张金来 杜荣华 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期763-773,共11页
为了使自动驾驶汽车准确地预测其周围车辆的换道意图,提出了一种基于长短期记忆神经网络(LSTM)-多头混合注意力的可解释换道意图预测模型。该模型可以充分提取目标车辆与其周围车辆之间的时空交互关系,并且提出了一种基于最大熵的Shaple... 为了使自动驾驶汽车准确地预测其周围车辆的换道意图,提出了一种基于长短期记忆神经网络(LSTM)-多头混合注意力的可解释换道意图预测模型。该模型可以充分提取目标车辆与其周围车辆之间的时空交互关系,并且提出了一种基于最大熵的Shapley加性解释方法(SHAP)来解释各个特征在特定时间步对模型输出的影响程度,在HighD数据集上进行了实验。并通过SHAP值的可视化,直观解释了换道预测模型在特定时刻的目标车辆的换道行为。结果表明:该换道预测模型在换道前3 s的综合准确率,分别比LSTM、卷积神经网络(CNN)、多头注意力高出4.03%、9.51%、5.16%,这证明了模型在长时域预测的有效性;错误预测样本归因于模型缺陷或样本稀疏。该换道预测模型可为用户进行模型优化提供指导。 展开更多
关键词 自动驾驶汽车 换道意图预测 注意力机制 长短期记忆神经网络(LSTM) Shapley加性解释方法(SHAP)
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基于车辆轨迹的信号交叉口机非冲突判别 被引量:9
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作者 龙科军 张燕 +2 位作者 邹志云 谷健 郝威 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期69-74,共6页
选取长沙市中心区4个典型信号交叉口,利用视频轨迹追踪软件,提取右转机动车与直行非机动车的冲突交通流轨迹数据。以减速、换道等避险行为与可能发生碰撞(距离碰撞点时间小于2 s)为依据,采集机非冲突样本;选择距离碰撞最大时间(MTTC)和... 选取长沙市中心区4个典型信号交叉口,利用视频轨迹追踪软件,提取右转机动车与直行非机动车的冲突交通流轨迹数据。以减速、换道等避险行为与可能发生碰撞(距离碰撞点时间小于2 s)为依据,采集机非冲突样本;选择距离碰撞最大时间(MTTC)和冲突时间差(TDTC)作为评价指标,提出一种基于交通流运行轨迹的改进型TTC(Time to Collision)法的机非冲突判别方法。选择某实例交叉口,分别采用TTC法、改进型TTC法和后侵入时间(PET)法,评估得到右转机动车与直行非机动车的冲突数,分别为7,24,22次。结果表明,传统的TTC法低估了交叉口的机非冲突水平,改进型TTC法的判别准确率提高了2.14倍,证明了方法的可行性。 展开更多
关键词 交通工程 冲突时间差 距离碰撞最大时间 机非冲突 车辆轨迹
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碳税政策下绿色物流发展的三方演化博弈 被引量:7
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作者 李利华 王瑶 +1 位作者 邓亚军 南天杰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3715-3726,共12页
各行为主体的博弈均衡是绿色物流发展需要解决的关键问题。基于碳税政策导向,以政府、企业、第三方监查方为利益主体,从基础成本、声誉损益、奖励补贴、惩罚损失、税收收入、基准收益、其他支撑等7个方面定义各变量与参数,构造了绿色物... 各行为主体的博弈均衡是绿色物流发展需要解决的关键问题。基于碳税政策导向,以政府、企业、第三方监查方为利益主体,从基础成本、声誉损益、奖励补贴、惩罚损失、税收收入、基准收益、其他支撑等7个方面定义各变量与参数,构造了绿色物流发展三方博弈系统。设计不同策略组合下的收益矩阵,并通过其与策略选择概率的相互关系确定各方的期望收益。运用Malthusian原理,建立碳税政策下绿色物流发展的复制动态方程,分析策略行为的博弈演化规律。数值分析与系统仿真结果表明:1)三方博弈对绿色物流发展的行为特征、主体责任、利益导向明确,分别表现为政府引导、企业落实与第三方监查;监管、减排与督察;碳税税额、减排补贴与上报奖励。2)政府、企业、第三方监查方等均支撑绿色物流的稳定发展,其利益参数正向积极作用于各主体的策略组合与选择,效果上,对第三方监查方的作用要弱于政府与企业方。3)碳税税额、超额碳排量、减排补贴、上报奖励等对绿色物流发展积极有效,各参数均能支撑政府引导方的加强监管策略,且完成演化到稳态;对物流企业落实方的严格减排策略有积极正向作用,其中碳税税额与超额碳排量相较上报奖励效果更好、稳定性更强;对第三方监查方的策略选择表现为正向且相对弱水平,概率变化区间较小。研究结果可为碳税政策下绿色物流利益主体的策略行为选择服务,支撑其高质量发展。 展开更多
关键词 碳税政策 绿色物流 演化博弈 利益主体 动态方程 稳定性
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多分区响应型接驳公交路径与发车时间的协调优化 被引量:4
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作者 王正武 谭笑 +1 位作者 高愿 程向昕 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1316-1324,共9页
为进一步提升响应型接驳公交的整体性能,提出了一种同时考虑分区间与分区内预约需求的车辆路径与发车时间协调优化方法,并构建多目标协调优化模型来分配边界上的预约需求、安排车辆路径和发车时间。优化模型中,优化目标是尽量使存在冲... 为进一步提升响应型接驳公交的整体性能,提出了一种同时考虑分区间与分区内预约需求的车辆路径与发车时间协调优化方法,并构建多目标协调优化模型来分配边界上的预约需求、安排车辆路径和发车时间。优化模型中,优化目标是尽量使存在冲突的运营商利润和乘客满意度同时达到最大;考虑的约束包括接驳车辆容量限制、最大行程时间限制等。采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法求解多目标协调优化模型,算例表明:与发车时间固定下的路径优化相比,发车时间与路径的协调优化能显著提升系统性能。若追求运营商0利润最大,与固定分配相比,边界上的需求协调分配时,系统利润增加7.4%,但满意度有所降低;若追求满意度最大,与25座的相比,采用容量15座的接驳车时,系统利润增加了0.8%,满意度也增加了0.06,协调分配和车辆容量的影响显著。 展开更多
关键词 交通工程 多分区协调 多目标优化 车辆路径 响应型接驳公交
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