微观交通仿真平台的地理信息系统支持能力分析

动态交通信息服务是社会化特征显著的智能交通系统理念中的重要组成部分之一,也是提高基于位置服务可用性的核心所在。动态交通信息服务的实现,需要在实时交通信息获取与微观交通仿真技术的基础上,构造各种应用模型和算法,并与地理信息系统环境下的交通信息管理与发布平台相结合,提供满足公众需求的信息服务,为公众出行、交通管理、物流运输等应用提供有效支持。目前业界存在几十种微观交通仿真模型和对应开发的微观交通仿真平台。这些模型和平台有着各自不同的特性,对地理信息系统的支持能力也存在很大差异。本文分析了SimTraffic、CORSim、VisSim、Paramics、AIMSUN、MITSimLab和TransModeler等7种几种业界成熟的微观交通仿真平台的技术特性,评价了它们对地理信息系统的支持能力,可为动态交通信息服务应用的研发提供有效参考。     

京津冀都市圈城市区位与交通可达性评价

为加强区域内部资源整合与生产力要素合理配置,进而实现京津冀都市圈各城市间协调发展与经济腾飞,从空间格局角度,结合最新行政区划、基础地理数据库及其统计资料,运用重力模型和栅格网络分析方法,对京津冀都市圈内各城市地理区位优势和出行运输便捷程度进行定量分析。研究结果表明,京津冀都市圈内区位优势等级以天津市、北京市为中心向外逐级递减,天津市因其对各区位影响因子的均衡接近性而表现出最高的区位水平,北京市次之,而承德、张家口各县市处于劣势区位。都市圈内各城市公路交通基础设施建设发展水平相对均衡。     

重要经济发展区域间海运网络时空演变特性分析

“海上丝绸之路”沿线国家（MSR）、金砖国家（BRICS）、美日韩（AJK）是重要经济发展区域。研究其海运网络的时空演变规律有助于国家层面的贸易竞争均衡分析,对海运战略科学部署和智慧应对具有十分重要的意义。AIS（Automatic Identification System）数据具有实时性,且已基本覆盖全球港口的近海区域,能为海运网络提供及时分析的数据支撑。本文利用AIS数据挖掘MSR、BRICS、AJK的运输网络时空演变规律,结果表明,MSR散货、集装箱、油轮的内部网络结构的变化明显大于AJK和BRICS,说明“一带一路”倡议促进了MSR的内部海运贸易;MSR、AJK和BRICS的外部网络结构变化2013-2016年都较大,说明“一带一路”倡议的实施期间,MSR、AJK和BRICS 3个区域之间的海运贸易变化较大;3个区域的集装箱、油轮吞吐量加权的内外部海运网络结构2015-2016年较2013-2014年更为稳定,随着“一带一路”倡议的实施,这3个区域内部和区域之间的吞吐量加权海运网络结构变化幅度逐步减小。“一带一路”倡议对不同的经济发展区域的影响不同,对MSR的内外部海运网络结构都产生了一定影响,对BRICS散货、集装箱、油轮型海运网络的影响呈现差异化特征,对AJK内部海运网络没有影响,对AJK的外部网络产生了部分影响。提高MSR的海运贸易吞吐量,提升MSR在海运网络中的贸易地位,仍是当前的发展重点。     

一种基于遗传算法的多模式多标准路径规划方法

单一路径评价标准难以满足日益多样化的出行路径规划需求。多标准路径规划成为公众出行服务的研究热点。然而,多标准路径规划本质上是具有NP特性的多标准决策问题,且涉及多种交通出行模式。多个不同标准的权重设置将直接影响路径规划结果。因此,如何科学合理地设置不同标准的权重成为多标准路径规划中的技术瓶颈。本文提出了一种适应多模式交通网络环境的多标准路径规划方法,借鉴遗传算法在求解多标准优化问题中的优势,将其扩展到多模式多标准路径规划中。该方法避免了不同出行标准权重设置中的主观性和不确定性,能够实现更为灵活的交通出行模式自动化组合,为出行者提供满足个性化需求的、多标准的出行路径规划服务。     

交通网络旅行商路径优化的遗传禁忌搜索算法

旅行商路径优化问题是经典的网络分析问题之一。由于旅行商问题具有NP Hard特性,主要通过智能优化方法或启发式算法来获得近似最优解。然而,单一智能优化方法存在运算量过大、参数选择苛刻,对初值依赖性强等缺陷,很难快速实现全局优化。结合多种优化机制和邻域搜索结构设计混合启发式算法可在一定程度上解决这一问题。本文结合遗传算法的全局寻优能力和禁忌搜索的记忆功能,设计实现了一种基于分散集中策略的禁忌遗传算法,即采用遗传变异算子作为分散策略构造邻域,开辟新的搜索空间,有效提升获得全局最优解的概率;将禁忌搜索作为集中策略进行局部寻优,避免迂回探测,充分体现禁忌搜索较强的“爬山”能力,并通过实际交通网络和不同规模的节点集合,从求解精度、稳定性和效率三个方面对算法进行了评价。结果表明,本文提出的交通网络旅行商路径优化的禁忌遗传算法平均求解精度比禁忌搜索算法提高了9%,略优于ArcGIS;当与ArcGIS求解的TSP路径长度差异在1%以内时,禁忌搜索算法已经难以获得对应精度的TSP路径,而禁忌遗传算法效率比遗传算法提高了50%。且禁忌遗传算法具有很好的并行化潜力。     

应用遥感与GIS技术进行热带林保护区乡村混农林业规划

详细阐述了遥感与地理信息系统（ＧＩＳ）技术在热带林乡村混农林业规划项目中的应用。通过利用遥感和ＧＩＳ技术建立乡村ＧＩＳ专题数据库,结合生物生态学理论、模糊数学及多元统计分析方法建立混农林业规划模型,利用ＧＩＳ软件平台二次开发技术,进行了热带林乡村混农林业规划研究。结果表明,遥感ＧＩＳ技术能有效提高乡村混农林业规划的自动化水平,使规划结果更加科学化、合理化。     

浮动车行程速度探索性分析

城市交通系统是一个有人参与的、动态的和开放的复杂系统。传统的均值、方差等统计方法已难以直观地表达和发现城市交通流的潜在特征。而目前基于确定的交通流数学模型虽然能定量地揭示其非线性动力学特征,但存在着表达式复杂却精确度不够且灵活性欠缺和通用性不强的问题。本文探讨了城市行车速度的探索性分析方法的可行性,并以北京市四环内路段行车速度为例进行试验,结果表明,浮动车行车速度的探索性分析方法是有效的和实用的,可为交通流的特征分析特别是实时交通异常检测的研究提供参考思路。     

基于特征面向对象的地理网络模型研究

地理网络建模强调的是对逻辑网络中的节点和联线的网络拓扑和语义操作过程。而传统GIS矢量数据表达所采用的平面图原子级弧段-节点数据模型强调的是几何信息的表达。对此,作者讨论了如何将基于特征的GIS概念建模方法引入地理网络表达中,克服平面图数据模型的不足之处,发展基于特征的地理网络数据模型,并着重阐述了逻辑网络模型的特点和应用特征。在地理网络的表达方法中,作者分析了面向对象方法和数据库技术相结合的途径,比较了传统关系模型和面向对象模型在地理网络表达中的差异,以及面向对象方法在地理网络路径系统表达和动态分段及其网络连通性规则表达中的优势所在。     

互联网文本蕴含道路交通信息抽取的模式匹配方法

互联网页面和社交网络文本中蕴含丰富的道路交通信息,是其他交通信息采集平台的有效补充。然而,自然语言文本形式的交通信息多以线性参考或地标方位描述交通事件空间位置,且大量存在事件元素缺失或隐含现象,对交通信息的自动化抽取有着较大影响。考虑到交通信息的自然语言表达方式虽然自由随意,但表达模式相对固定,提出一种从互联网文本中抽取道路交通信息的模式匹配方法。首先,基于道路交通事件描述的语言特征构建模式库;然后,以特征词词性序列的形式表达互联网文本和抽取模式,利用DTW距离度量序列相似度,实现抽取模式匹配;最后,在匹配抽取模式和填补规则指导下获取结构化的道路交通信息。由上海市城市交通相关门户网站和微博客平台的实验过程显示,本文所提出的模式匹配方法,抽取道路交通信息的准确率和召回率分别达到90%和80%以上,表明该方法能有效抽取互联网文本蕴含的道路交通信息,且实现过程相对简单,易于扩展,具有可用性。     

一种支持城市路网交通关系自动化的智能模型

针对车载导航、地图网站等应用中路网要素之间交通关系维护的难题,提出一种支持路网要素交通关系自动化的智能过程模型,将路网要素交通关系自动化过程理解为由路网要素间的空间和语义关系、规则集和控制系统组成的产生式系统.该产生式系统可在路网要素空间和语义信息基础上,通过定义可扩展的交通关系规则集,自动化地生成符合应用需求的路网要素间的交通关系.此外,在该产生式系统中引入触发器概念监控和响应几何网络及其交通关系规则集的变更,实时更新逻辑网络中的连通关系信息,实现几何网络、规则集和逻辑网络三者的一致性.同时,提出路网要素交通关系处理的控制策略和关键流程,并对该智能网络模型的有效性进行了验证.

Abstract：

Maintaining the traffic connectivity relations between road features has always been a time consuming task for in-vehicle navigation, map website, and other traveling service related applications. Such a task has been commonly conducted artificially and inevitably inefficient, yet makes data quality control difficult. Considering the intrinsic rules of traffic connectivity formed by the geometrical structures, spatial and semantic relationships between road features in city road networks, an intelligent processing model is set forward in this paper for traffic connectivity automation. It is argued that traffic connectivity automation between road features is fundamentally a production system composed of the spatial and semantic relations between road features, connectivity rules and control system. With the implementation of an extendable connectivity rule set, the traffic connectivity relations between road network features are built automatically based on the spatial and semantic information of road network. The trigger concept is adopted to monitor and respond the changes in geometrical network and connectivity rules, and then dynamically updates the traffic connectivity between road network features in logical network so as to guarantee the consistence between geometrical network, connectivity rules and logical network. A series of control strategies and a conducting engine are developed to maintain the traffic connectivity relations. A case study conducted on a real road network verifies the effects of the proposed intelligent model.