基于改进遗传算法的路网应急疏散多目标优化

基于路网应急疏散问题的实际需求,提出以路径流量为决策变量,以疏散流量最大、疏散路线最短和可靠性最高为目标的多目标优化模型,综合考虑了应急疏散的时效性、经济性和安全性,并设计自适应小生境Pareto遗传算法对模型进行求解。以某地区实际路网为例进行模拟分析,验证了算法的有效性和可行性。     

一种基于时空拥挤度的应急疏散路径优化方法

提出时空拥挤度的概念来描述时间与空间维上的移动对象的拥挤程度,并以此提出一种基于拥挤度的应急疏散路径优化方法,该方法能够为大型公共场所的人员疏散提供从建筑物内部经由路网离开危险区域的一个完整疏散路径方案。分析在疏散路径分配的过程中以最短路径为基础的疏散路径分配方案的拥堵情形,然后以缓解拥堵、减少疏散总时间为目标,设计疏散路径分配方案的优化方法。试验结果表明优化后的方案能够减轻整个疏散方案的拥堵程度,同时能够为每个疏散个体提供一条相对合理的疏散路径。     

考虑实时路况反馈的动态路径规划算法研究

针对现有的路径规划算法在应对突发事件人员车辆疏散过程中没有考虑实时交通拥堵路况反馈因素,降低了疏散路径方案的有效性问题,该文提出了一种引入实时路况的动态疏散路径规划算法。首先将动态路网中的实时路况信息建模和量化,构建实时动态的旅行时间矩阵,然后利用交通预测模型改进的动态蚁群算法求解全局疏散时间最小化、道路网利用率最大化的最优路径。采用改进的动态蚁群算法构建的动态路径规划方法,能在交通拥堵区和动态路网阻抗变化后快速更新路线,较好地平衡了疏散过程中的全局疏散时间与局部拥堵间的矛盾。实验结果表明,当交通拥堵级别增加时,相比现有的路径规划算法,本文的方法分别减少18%的平均疏散时间和11%的总旅行时间,增加26%的路网利用率。     

基于Dial分流的陆上交通应急疏散模型的优化和实现

针对08年各大自然灾害造成大量人群滞留的状况,提出了基于陆上交通的Dial分流优化模型,该模型对Dial分流模型的路径选择运用最短路径进行优化,根据交通网络的复杂性和交通状况的随即性的特点对交通量进行宏观分配。并以此优化模型为基础,基于陆上交通网络数据库,利用C#和GIS组件supermap开发实现广州市雪灾应急疏散系统。该模型可为应急决策部门提供可靠的规划设计和实时应急管理。     

利用低频时空GPS轨迹进行交叉口通行时间探测

交叉口是城市交通网络中各向交通流汇聚和转向的核心部位,往往形成城市交通的"瓶颈"和"堵点",其通行时间具有很大的不确定性。利用低频时空GPS轨迹数据,本文分析了交叉口的不同通行模式,动态确定不同通行模式下的交叉口范围,建立了交叉口通行时间的模糊回归模型,实现了交叉口通行时间的准确探测。以武汉市路网和GPS轨迹数据为例进行了实验验证,结果表明本文方法能够有效探测交叉口通行时间。     

基于浮动车轨迹数据的路口车道结构求解

文章针对道路交叉口处车道转向信息变化快、采集困难的问题,提出了利用浮动车轨迹数据自动提取道路交叉口处车道结构及转向的方法.首先根据选取规则对研究区域轨迹点进行约束选取,并依据预处理策略对研究区轨迹点序列进行去噪与优化;其次运用混合高斯密度模型对交叉口处道路的细部车道结构进行建模,利用贪心EM算法解算高斯混合密度模型参数,求得车道数目和车道结构特征;然后给出通过轨迹相关性计算车道转向的计算思路;最后选取一组真实路口数据进行实验,结果验证了该方法的有效性:该方法为车道信息更新提供了参考,亦可应用于精细化导航以提高出行者的服务体验.     

大型网络中容量受限的疏散路径规划方法

针对启发式算法利用Dijkstra算法求解大型动态网络中疏散路径规划问题时,存在疏散时间长、稳定性差等不足,该文提出了一种改进CCRP的方法,即用蚁群算法替代Dijkstra算法求解最优路径,进而减少疏散时间,增加估算疏散时间的精确性。实验表明,该方法能够在大型动态网络下实现路网容量受限的疏散路径规划有效求解,具有疏散时间短、疏散路径少、线性关系强等特点,相比原有CCRP算法更能满足实际疏散的需要。在寻找最优路径上采用蚁群算法求解,相比贪心算法更能支持全局最优、并行计算、疏散效率更高,在支持路况信息实时更新、大规模人群快速疏散、及时调整疏散路线等方面更具优势。     

出租车经验知识建模与路径规划算法

以出租车采集的浮动车数据,研究出租车司机道路选择的经验和规律,建立出租车司机道路寻径的经验知识模型,将城市交通道路网按该知识模型分成不同等级的经验路网;在此基础上提出基于经验知识的交通道路寻径算法,并以武汉市交通路网和浮动车为实验数据,将本文提出的道路寻径算法与传统的最短路径规划算法进行比较,实验结果表明在起止点相同的情况下,本文选择的路径较好地保持了道路等级的一致性和连贯性,明显减少通行时间,更符合自主出行的认知.     

改进A?的高层建筑逃生路径规划算法研究

针对高层建筑内部结构复杂,发生火灾时没有疏散引导情况,逃生通道极易发生拥堵导致疏散效率降低的问题,本文基于对A*算法的改进,提出了高层建筑逃生路径规划算法。该算法以高层建筑内部路网节点为关键要素,综合火灾发生位置、人员密度、人员数量等因素,从逃生终点优化分配、节点扩展优化、权值优化3个方面进行改进,实现了火灾发生时高层建筑内部的逃生路径规划,并以某高层建筑为例,验证了本文算法的可行性。     

室内楼层平面导航路网模型的自动生成

室内路网模型作为室内导航研究的基础,如何自动生成室内路网模型成为近年的研究热点。对于目前自动路网模型研究中出现的复杂环境适应度不够的问题,本文提出了一种室内楼层平面路网模型的自动提取方法。它将室内空间分为公共空间和专属空间两类,从而形成公共空间路径和专属空间路径,并用转换点将两类路径进行衔接;最终利用提取的公共空间路径、专属空间路径和连接路径构成楼层平面导航路网模型。基于此方法,将某学校教学楼一层建筑平面图生成平面自动路网模型,并从路径完整度、准确度及寻路情况3个方面与手动路网模型进行了对比分析,其表现良好。     

Travel time estimation at intersections based on low-frequency spatial-temporal GPS trajectory big data

ABSTRACT

Intersections are the critical parts where different traffic flows converge and change directions, forming “bottlenecks” and “clog points” in urban traffic. Intersection travel time is an important parameter for public route planning, traffic management, and engineering optimization. Based on low-frequency spatial-temporal Global Positioning System (GPS) trace data, this article presents a novel method for estimating intersection travel time. The proposed method first analyzes the different travel patterns of vehicles through an intersection, then determines the range of an intersection dynamically and reasonably, and obtains traffic flow speed and delay at the intersection under different travel patterns using a fuzzy fitting approach. Finally, the average intersection travel time is estimated from traffic flow speed and delay and intersection range in different travel patterns. Wuhan road network data and GPS trace data from taxicabs were tested in the experiments and the results show that the proposed method can improve the accuracy of travel time estimation at city intersections.     

一种改进元胞自动机的人员疏散模型

为使人员疏散离散模型更好描述行人微观特性,提出一种改进元胞自动机的人员疏散模型。在传统模型基础上,将空间划分为更细小网格,令单个行人占据多个网格以便展现行人间微观行为。引入社会力模型中自身驱动力、排斥力、摩擦力的运算规则改进模型,以模拟行人间碰撞现象。通过建立行人出口选择机制并改进移动规则,真实模拟行人动态出口选择过程。疏散过程中考虑了速度因素,能更加具体展现行人不同的移动方式。模拟结果显示,改进的模型能够真实地反映人员疏散的具体过程。     

车辆轨迹数据提取道路交叉口特征的决策树模型

众源车辆轨迹数据隐含最新的道路分布信息,研究利用轨迹数据提取道路特征有益于基础路网数据的快速建库与更新。道路网由交叉口和连接交叉口的道路线构成,其中交叉口特征识别是整个道路网生成的关键。由于缺乏精细的交叉口识别模型,轨迹数据生成的道路网容易出现路口遗漏、结构失真等现象。针对这一问题,本文提出一种利用轨迹数据提取道路交叉口的方法。首先,分析车辆在交叉口与非交叉口区域移动轨迹几何形态及隐含动力学特征的变化情形;然后,利用决策树方法构建轨迹片段分类模型,并结合移动开窗式的轨迹线剖分模型建立交叉口区域变道轨迹片段提取方法;最后,依据Hausdorff距离对交叉口区域轨迹片段进行聚类,并提取中心线获得完整的道路交叉口结构。采用真实的车辆轨迹线作为测试数据,验证了本文提出方法的有效性。     

高分辨率卫星影像车辆检测的抗体网络

将车辆检测的过程视为一种“抗体”检测“危险抗原”的过程, 其中车辆是“危险抗原”, 车辆检测模板是“抗体”。利用一些车辆图像作为训练样本, 建立一种抗体网络学习并获取一组优化的“抗体”。这些“抗体”经过与待测影像的匹配, 实现对道路车辆目标的有效提取。采用0.6m分辨率的QuickBird全色数据进行实验, 实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

Mapping Apeldoorn

Abstract

Navigation around urban areas is often constraining for the mobility-impaired due to the fabric of the urban landscape, and there is a need to provide maps tailored to individual abilities. Barriers to effective navigation, such as slope, surface type and dropped kerbs, differ for able-bodied pedestrians and wheelchair users. This study identifies and quantifies such differences, and develops a Geographical Information Systems (GIS) network model for the creation of accessibility maps for wheelchair users. The measurement of barriers uses Digital Elevation Models, calculation of rolling resistance, and surveys in the field using hand-held GIS. A spatial database has been constructed which contains the pedestrian route network and barriers to navigation. A GIS application runs the model, providing a user-friendly interface to define and calculate routes through the pedestrian route network that take account of impedances to accessibility. The model, application and interface has been tested with wheelchair users and the route selection provides a good correspondence with patterns of route finding already established through experience. The interface and individually tailored maps generated, provide a tool suitable to assist wheelchair users new to an area; to enable better navigation for existing users, and a means for planners to consider the way in which access is restricted for wheelchair users in their designs for more inclusive urban environments.     

基于众源轨迹数据的行人路网提取

目前,导航位置服务应用提供的路线大多基于机动车道路网数据,难以满足行人导航的需求,有无完备的行人道路网络成为制约行人导航应用的重要因素,因此,本文提出了一种基于莫尔斯理论的行人路网提取方法。首先对轨迹进行预处理,清除轨迹数据中的冗余和噪声,并对原始轨迹进行合理分割,形成清晰的轨迹集合;然后利用莫尔斯理论,对步行轨迹密度图中的“山脊线”进行提取,并重构步行道路网。试验分析时采用深圳大学校园步行GPS轨迹数据进行行人路网提取,通过将提取的行人路网结果与OpenStreetMap（OSM）数据进行定性和定量比较,验证本文方法的有效性;同时通过与当前典型的路网提取方法进行对比分析发现,本文方法能提取出高质量的行人路网。     

利用浮动车GPS轨迹识别与提取城市道路交叉口

道路交叉口作为道路交汇的枢纽,是路网的重要组成部分,也是最重要的基础地理信息数据之一。浮动车GPS数据具有易获取、低成本和数据量大等优点,但工作同时伴随不少噪点。为了降低噪点对交叉口提取过程的影响,提高计算效率,本文运用KNN算法建立空间索引;计算向量夹角,判定道路出入口,粗筛取交叉口附近点;分别采用K-means算法、DBSCAN算法和层次算法进行聚类分析,进一步确定交叉口位置。最后以成都某区域浮动车GPS数据为例,提取道路交叉口并进行了对比分析,进一步表明本文方法可以服务于智能交通研究与应用。     

基于多智能体与GIS集成的体育场人群疏散模拟方法

研究了基于多智能体与GIS集成的体育场所人群疏散模拟的方法,推演、提出了模拟模型的总体框架与数学表达式,讨论了移动人群智能体移动决策的表达与实现技术,设计并开发了模拟原型系统。以上海体育场主体育中心为案例实现了对观众离场的全过程模拟,为应急情况下的决策处理提供了一个有用的可参考范例。     

基于加速度量测幅值零速检测的计步算法研究

准确的步数统计是进行人员航位推算的关键,通过分析行人运动模型及步行姿态,设计了一种基于零速检测的加速度量测幅值计步算法,实现了载体坐标系和行人地理坐标系的转换,剔除了伪零速现象,在室内模拟环境下采用低成本的微机电机械系统（micro electro mechanical system,MEMS）惯性测量元件对人员行走进行检测,实现了行人运动姿态的有效识别和步数的精确统计。实验结果表明,该计步方法准确性高,对不同的运动环境（走廊、拐角和楼梯）具有良好的适应性,计步正确率均达到98%以上,并且所用的测量元件功耗低,便于携带,适合室内复杂环境。