检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道运输与经济 2024年第2期46卷 167-175页

作者：张阳陈燕玲福建工程学院交通运输学院福建福州350118 福建工程学院智能交通系统研究中心福建福州350118

挖掘地铁站点间的客流时空关联性是实现高精度地铁实时客流预测的关键。由于地铁网络中站点间客流的空间关联强弱性较为复杂且难以量化,从而导致客流预测过分依赖时间关联性。为克服该缺陷,提出一种多头图注意机制的深度学习地铁客流预... 详细信息

挖掘地铁站点间的客流时空关联性是实现高精度地铁实时客流预测的关键。由于地铁网络中站点间客流的空间关联强弱性较为复杂且难以量化,从而导致客流预测过分依赖时间关联性。为克服该缺陷,提出一种多头图注意机制的深度学习地铁客流预测方法,通过构建面向地铁网络的多头图注意机制对多个关联站点间的客流空间关联性进行学习,得出差异化权重值,量化目标站点与关联站点群之间的客流空间关联强弱性;同时,将多头图注意机制融入长短时记忆学习模型,以量化后的空间关联性数据为输入,结合地铁客流量的时间关联性实现客流预测。实验结果表明,所提出的方法可行、有效,能够提升地铁客流预测精度且预测结果优于经典预测方法。

关键词：地铁客流预测图注意机制长短时记忆神经网络客流时空关联性

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基于时空超图卷积模型的城市轨道站点客流预测

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铁道科学与工程学报 2023年第12期20卷 4506-4516页

作者：王金水欧雪雯陈俊岩唐郑熠廖律超福建工程学院计算机科学与数学学院福建福州350118 福建工程学院智能交通系统研究中心福建福州350118 福建省大数据挖掘与应用重点实验室福建福州350118

城市轨道客流预测是智能交通系统的重要环节,准确的短时客流量预测有助于缓解城市轨道运营压力并提升地铁系统的服务质量。为挖掘交通系统中的时空交互特性并实现客流的精确预测,提出一种基于时空超图卷积模型(Spatio-Temporal Hypergra... 详细信息

城市轨道客流预测是智能交通系统的重要环节,准确的短时客流量预测有助于缓解城市轨道运营压力并提升地铁系统的服务质量。为挖掘交通系统中的时空交互特性并实现客流的精确预测,提出一种基于时空超图卷积模型(Spatio-Temporal Hypergraph Convolutional,ST-HConv)的短时进站客流预测方法。门控卷积层用于提取客流的时间特征,双层超图卷积用于获取站点间的近邻性和路网中的全局性,实现空间特征的提取;时空交互模块由时间门控卷积和空间超图卷积组成,将时空特征融合进而获取时空交互信息。以杭州地铁自动检票系统(AFC)采集的乘客刷卡数据为例,对模型的有效性进行检验。研究结果表明,与传统机器学习模型、传统深度学习模型和图网络模型相比,ST-HConv模型同时考虑时间特征和空间特征,并实现了时空特征的有效融合,使得ST-HConv模型的平均绝对误差和均方根误差都低于其他模型。在图结构性能方面,与时空图卷积模型(Spatio-Temporal Graph Convolutional,ST-GConv)相比,ST-HConv模型中的超图卷积层获得了路网中的局部特征和全局特征,有效地降低了预测误差。在不同的时间间隔(15 min/30 min/45 min/60 min)下,ST-HConv相较于ST-GConv,平均绝对误差分别降低了1.3,1.05,1.51和2.29,均方根误差分别降低了2,1.44,2.48和2.89。由此可见,ST-HConv模型综合考虑了时空交互信息,能够提高客流预测的准确性。

关键词：城市轨道交通客流预测耦合时空特征超图卷积门控卷积

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船舶编队控制综述

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交通运输工程学报 2022年第4期22卷 10-27页

作者：柳晨光贺治卜初秀民吴文祥李松龙谢朔武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学重庆研究院重庆401120 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 闽江学院福建福州350108

研究了船舶编队控制的特点,从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析;介绍了船舶编队控制原理,描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法... 详细信息

研究了船舶编队控制的特点,从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析;介绍了船舶编队控制原理,描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法及应用场景;针对船舶编队路径规划,总结了编队环境建模、全局路径规划和局部避碰规划等最新方法及其特点,展示了基于粒子群优化算法的船舶编队局部避碰效果;针对船舶编队控制运动建模,构建了考虑干扰、控制时延和约束的船舶编队水动力模型,并将该模型在船舶编队过闸控制场景中进行了验证;针对船舶编队运动控制,归纳了典型集中式、分散式和分布式编队控制器特点,指出分布式编队控制器具有更好的鲁棒性和可扩展性,设计了基于分布式模型预测控制的编队航行控制器。研究结果表明:目前船舶编队控制技术瓶颈主要体现在有人/无人编队共融、岸端驾控为主的内河船舶编队控制、不确定干扰下的船舶编队控制、通信受限下船舶编队鲁棒控制、特殊水域船舶编队控制和船舶编队控制一致性等方面;在未来船舶编队发展中,应重点解决船舶编队分布式协同控制、船舶编队任务多元化控制、基于生物群体机制的船舶编队控制、特殊水域船舶编队控制、人工智能技术在船舶编队控制中的应用等问题。

关键词：船舶编队编队控制结构编队路径规划编队运动模型分布式控制人机共融

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船舶列队协同控制方法研究综述

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中国舰船研究 2023年第1期18卷 13-28页

作者：初秀民吴文祥柳晨光雷超凡贺治卜李松龙国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 闽江学院福建福州350108 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学重庆研究院重庆401120

船舶列队是未来水路运输的重要方式。分析船舶列队协同控制的特点和原理;从船−岸协同交互、列队控制模型、列队运动控制、列队典型应用等4个方面分别进行现状分析与梳理。总结当前船舶列队控制技术瓶颈,包括人机共驾控制、列队控制运动... 详细信息

船舶列队是未来水路运输的重要方式。分析船舶列队协同控制的特点和原理;从船−岸协同交互、列队控制模型、列队运动控制、列队典型应用等4个方面分别进行现状分析与梳理。总结当前船舶列队控制技术瓶颈,包括人机共驾控制、列队控制运动不确定性建模、列队协同控制一致性、通信受限下船舶列队鲁棒控制及一致性控制等。最后,指出未来的船舶列队协同控制发展,应重点解决基于数据驱动与机理融合的列队运动建模、基于生物群体机制的船舶列队控制、基于分层控制的船舶列队控制等关键问题。

关键词：船舶列队协同控制船−岸协同一致性控制船舶间距模型

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基于复杂网络的水上交通风险辨识及事故演化机理研究

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中国安全生产科学技术 2023年第8期19卷 165-171页

作者：万程鹏刘翼飞吴兵余庆武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 广东省内河港航产业研究有限公司广东韶关512000 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 集美大学航海学院福建厦门361021

为探索水上交通事故风险演化机理,基于水上交通事故调查报告,采用“2-4模型”提取事故致因链,结合复杂网络分析理论构建水上交通事故风险演化网络模型。从事故潜伏、扩散、发生阶段辨识水上交通事故关键致因因素,并开展案例研究。研究... 详细信息

为探索水上交通事故风险演化机理,基于水上交通事故调查报告,采用“2-4模型”提取事故致因链,结合复杂网络分析理论构建水上交通事故风险演化网络模型。从事故潜伏、扩散、发生阶段辨识水上交通事故关键致因因素,并开展案例研究。研究结果表明:船舶碰撞为该辖区主要水上交通事故类型,碰撞事故的关键致因因素包括船员操作不当、应急处置不当等;碰撞事故在风险演化网络中具有传递路径短、随机性强的特征,且风险因素间相互依赖关系紧密。研究结果可为海事监管部门精准管控水上交通安全风险提供理论依据。

关键词：安全工程风险演化复杂网络水上交通事故事故致因

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船舶编队过闸航行三维实时仿真

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中国航海 2022年第3期45卷 129-136页

作者：李松龙柳晨光初秀民贺治卜武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 闽江学院福建福州350108

多船编队自动协同过闸是一种能深入挖掘船闸通航潜能、保障航行安全的航运新模式。为评估和验证船舶编队过闸航行控制效果,研发了一种船舶编队过闸航行三维实时仿真系统。首先,设计了船舶编队过闸航行三维仿真系统分布式架构,结合船闸... 详细信息

多船编队自动协同过闸是一种能深入挖掘船闸通航潜能、保障航行安全的航运新模式。为评估和验证船舶编队过闸航行控制效果,研发了一种船舶编队过闸航行三维实时仿真系统。首先,设计了船舶编队过闸航行三维仿真系统分布式架构,结合船闸水域卫星图并利用映射技术构建了船闸水域场景地形,制作了基于Unity的船闸水域三维仿真静态和动态场景。其次,采用动态和静态模型相结合方式构建了船闸运行系统,并根据船舶自身尺度和船闸宽度等条件实时计算船舶编队状态,实现了船舶纵向、横向编队全过程三维实时动态仿真。最后,以船舶自适应巡航编队航行和多船双向编队过闸航行为验证实例,对船舶编队过闸航行三维实时仿真系统分别进行了验证,结果表明本系统能实时动态模拟船舶编队过闸全过程,并准确计算船舶编队过闸航行状态,可为未来实现船闸水域船舶编队航行提供重要的基础平台支撑。

关键词：船闸水域三维仿真船舶编队协同过闸 Unity

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考虑船间效应和操纵性能的内河船舶追越风险模型及应用

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中国航海 2024年第1期47卷 1-8,17页

作者：刘欧宋国宾袁小亮吴兵武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 日照引航站山东日照276800 中华人民共和国泉州海事局福建泉州362014 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 广东省内河港航产业研究有限公司广东韶关512000

针对内河在航船舶追越过程中碰撞事故频发的问题,构建考虑船间效应和操纵性能的内河船舶追越风险模型。对内河在航船舶追越过程进行情景分析,从纵向和横向距离两个方面综合考虑船舶追越风险。引入船舶纵向安全距离模型和紧急转舵距离,... 详细信息

针对内河在航船舶追越过程中碰撞事故频发的问题,构建考虑船间效应和操纵性能的内河船舶追越风险模型。对内河在航船舶追越过程进行情景分析,从纵向和横向距离两个方面综合考虑船舶追越风险。引入船舶纵向安全距离模型和紧急转舵距离,提出不同危险局面下的纵向距离计算方法。考虑船间效应和船舶保向性,根据力和力矩方程,提出不同会遇时刻的横向距离计算方法。构建基于模糊逻辑的内河船舶追越风险模型,选取100组长江典型追越案例验证模型的可行性。

关键词：水路运输船舶碰撞船舶操纵性能船间效应追越风险

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