大会特邀报告大会特邀报告

2023年12月24日发(作者：海南高考数学试卷含答案)

第二届交通科学与计算专题研讨会报告摘要

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大会特邀报告：

Numerical Methods for Traffic Flow Models

Chi-Wang Shu

Division of Applied Mathematics

Brown University

Traffic flow models, including vehicle flow models and pedestrian flow models,

often involve complicated, coupled systems of hyperbolic partial differential

equations, including hyperbolic conservation laws and Hamilton-Jacobi equations. In

this talk we discuss several issues encountered in numerical simulations of these

traffic flow models. Topics to be covered include:

(1) Conservation laws involving discontinuous fluxes;

(2) Lax-Wendroff type boundary treatment for fast sweeping method solving static

Hamilton-Jacobi equations using high order WENO schemes;

(3) Numerical solutions coupled systems of forward-in-time conservation laws and

backward-in-time Hamilton-Jacobi equations.

Simulation results will also be presented to demonstrate the performance of the

numerical algorithms.

大会特邀报告：

Present, Future and New Transportation

Keechoo Choi

TOD-based Sustainable City Transportation Research Center

Department of Transportation Systems Engineering

Ajou University

Opening with the concept of transportation, author will present the current status

quo of transportation together with future vision of transportation in our society. More

specifically, in this presentation, new forms of technologies and paradigms to combat

congestion, accident, and environmental degradation will be featured with some

concrete examples from pedestrian walking to high speed rail. The integration of

humanities and social science, governance and institutional issues, and technology

into the realm of transportation to improve the safety, convenience and comfort will

be highlighted.

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第二届交通科学与计算专题研讨会报告摘要

大会邀请报告：

智能化的视觉系统在交通流量检测中的应用

张 健

悉尼科技大学 信息工程学院高级分析研究所

识别和检测确定的目标（如：行人，车辆和船）是许多计算机视觉应用--视频监控的一个关键的步骤。在这次演讲中，我将汇报一下我们的研究成果，我将全面地概述计算机视觉和机器学习对确定的目标识别和检测。我们研究和使用了先进的局部特征提取和支持向量机（SVM）的分类技术来展示行人检测中的实验。研究行人的局部特征的提取包括区域的协方差，梯度方向直方图（HOG）和局部的二元模式特征描述来进行实验评估。我们的实验是基于两个标准的视频数据集和我们内部为研究项目而录制的视频数据集。基于我们行人检测和识别的结果，我将介绍使用简单的组合特征和协方差特征的一些快速和有效的行人识别和检测的算法。不同与其他的参考文献，那里的特征选择和弱分类训练都在黎曼流形空间上进行，我们选择的特征和训练弱分类器是在欧氏空间上，这样的计算是既简单又快捷。通过我的一套完整的视频演示，我将展示出我们的研究可链接到许多实际的应用中，包括汽车，船和人的识别和检测。作为结论，我将与大家一起来共享一些可用于在实时监视系统中的实用算法。最后，我将介绍我的其他的主要研究项目。

大会邀请报告：

基于GPS数据的城市交通预测

胡煜成

清华大学 周培源应用数学研究中心

交通问题是制约大城市发展的瓶颈之一。合理的人工干预有可能大幅度提高城市交通的效率，但首先我们需要对城市交通这样一个复杂系统本身有充 分的理解。伴随大数据和互联网的发展，车载GPS数据为我们提供了理解交通的新途径。相比传统的断面或出入口计数的交通数据采集方式，车载GPS 数据具有廉价、实时、覆盖面广的优势，非常适合大中型城市的交通分析和实时预报。与北京交通信息管理中心合作，我们运用北京市出租车GPS数据尝 试对北京市交通进行建模和预测。我报告的主要内容如下：首先是数据的预处理和可视化。其次是从数据中得到的交通动力学统计行为分析。最后，作为将 大数据与计算数学结合的一个尝试，我将介绍基于GPS数据模拟和预测城市交通的删格模型。

第二届交通科学与计算专题研讨会报告摘要

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大会邀请报告：

中长时北京城市主干路交通状况预测

孙弋涵

普林斯顿大学

随着城市经济的不断发展和私家车的急速增多，传统的交通模式在现代交通中遇到了越来越多的问题，如交通拥堵、空气污染、交通事故等。采用不断修建新道路的方法来缓解巨大的交通压力已不切实际。智能交通系统，作为目前解决交通问题的一个行之有效的方法，得到了快速的发展。而在智能交通系统中，交通流预测是实现交通流实时诱导控制，解决一系列交通问题的关键和基础。有效的道路交通预测与判别，可以提高控制与诱导的效果，为道路交通系统的交通信息服务、交通诱导、交通管制以及交通拥堵问题的缓解提供强有力的技术支持。

本研究主要内容包括：

1. 由北京市出租车GPS数据提取出车辆在北京各主干道的行驶情况，并建立历史交通数据库。

2. 改进了非参数预测方法，通过欧式距离、动态时间弯曲距离（DTW）等方法进行历史数据相似度匹配。从实际应用出发，结合k邻近与小波分析，在正常路况及包括极端天气等非正常路况条件下，实现了未来4个15min车速情况的预测。

量化天气情况、星期及出行政策，实现基于历史数据的，考虑天气情况的未来一天每小时的城市主干道车辆速度情况。

大会邀请报告：

海事运输决策问题中的运筹学模型

葛颖恩

上海海事大学

本报告讨论海事运输决策问题中战略、战术及运行等层面传统规划运筹学模型，包括问题描述、模型和求解方法，涉及班轮、不定期船及货主船等；但不涉及危险品的运输以及码头的运行等。针对战略问题，将讨论市场和贸易选择、网络及运输系统设计、船队优化、港口选址及设计等；针对战术问题，将讨论船队规模的调整、船的路径优化及时间安排、泊位安排、集装箱堆场管理、集装箱储藏空间规划、船队管理以及空集装箱调运问题等；针对运行层面的问题，将讨论行驶速度选择、船装载以及环保型路径优化等。尽管分不同层面讨论，但不同层面之间的相互作用也给予相应讨论。其次，还将讨论规划中的稳定性问题。最后，讨论基于优化的海事运输系统的应用以及有待进一步研究的相关问题。

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第二届交通科学与计算专题研讨会报告摘要

大会邀请报告：

私车额度管制绩效：一个系统分析框架

冯苏苇

上海财经大学 公共经济与管理学院

中国目前已有多个大中城市对机动车实施限购或限行，这些政策措施的绩效亟待进行系统分析和科学评估。本文以上海私车额度拍卖政策为研究对象，以政府管制理论为基础，从宏观、中观和微观三个层次出发，提出一个系统分析和评估政策绩效的理论框架。在宏观层次上，运用弹性分析、回归分析、差中差等方法对政策绩效进行界定；在中观层次上，采用博弈论进行利益相关者分析；以及在微观层次上采用SVAR、主成份分析、神经网络等方法对拍卖市场动力行为进行刻画和预测。系统分析表明，随着私车和额度的需求日趋刚性，通过额度管制进行私车拥有权干预的难度愈发加大，一些短期激励或限制手段（比如增加额度投放量、价格上限等）会对拍卖市场产生长期、复杂的诱发效应，建议引入更为有效的交通需求管理策略组合，对机动车的拥有和使用行为进行综合治理，以兼顾社会发展的效率和公平目标。

大会邀请报告：

基于有限理性的驾驶行为研究

唐铁桥

北京航空航天大学

本文提出了一个考虑驾驶员有限理性的跟车模型，并利用该模型研究启动过程和小扰动演化过程等两种典型交通情形下，驾驶员的有限理性对其驾驶行为、油耗、CO、HC和NOX的影响。数值计算结果表明，考虑驾驶员的有限理性会降低启动过程中的车流速度和提高车流稳定性，而且还可以降低车辆油耗、CO、HC和NOX。

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一般报告：

控制演化交通流的可交易电子路票策略

郭仁拥a, 黄海军b, 杨 海c

a bc内蒙古大学 计算机学院

北京航空航天大学 经济管理学院

香港科技大学 土木与环境工程系

考虑交通流从非稳定状态向稳定状态的演化过程，我们提出了一个控制该演化过程的动态可交易电子路票策略。交通流调整和路票收取演化相互影响，这个调整演化过程被刻画作一个离散动态系统模型。这个系统模型的两个性质被推导，即稳定状态与系统最优状态的等价性、演化调整过程的收敛性。另外，路票收取和发放方式对出行者收益的影响被分析，一个演化过程中路票分配规则被提出。最后，利用数值算例，我们展现了该动态可交易电子路票策略的应用和说明了该动态系统的性质。

一般报告：

多车型交通需求均值和协方差估计

邵 虎

中国矿业大学 理学院数学系

本文给出一个通过观测路段交通流量估计多车型交通需求均值和协方差的模型。在传统的交通需求估计模型中通常假设每一种车型的交通需求都是确定性的，没有关注多车型之间的交通需求的统计性质，车型交通需求之间的相互关系也被忽略。鉴于此，我们建立一个基于LASSO估计方法的模型，用于估计一年之中同一个时段(例如早高峰)不同车型交通需求之间的均值和协方差，这种协方差可以反应不同车型交通需求的统计相关性。该模型归结为一个非线性约束优化问题，可以通过外罚函数方法求解。数值实验结果展示了模型的应用性。

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第二届交通科学与计算专题研讨会报告摘要

一般报告：

在曼哈顿型的路网上采用含时最短路径减少交通排放

胡茂彬a，姜 锐a,c，丁中俊b，贾 斌c

ab中国科学技术大学 工程科学学院

合肥工业大学 交通运输工程学院

c北京交通大学 交通运输学院

我们建立了考虑车辆尾气排放的 Manhattan 型道路网络上的元胞自动机交通流模拟模型，并统计分析了车辆分别采用地理最短路径和含时最短路径时整个系统的通行能力和交通尾气排放量，我们发现采用含时最短路径不但可以提高网络交通容量，而且可以减少尾气排放。本研究证明，在未来智能交通系统中实现含时最短路径，将对交通系统的顺畅运行和交通环境保护具有重要意义和价值。

关键词：城市交通，尾气排放，地理最短路径，含时最短路径

一般报告：

城市交叉口交通排放的时空分布及影响因素研究

何红弟，丁 一

上海海事大学 物流研究中心

城市道路交叉口是城市空气污染的重灾区，机动车在交叉口行驶过程中，频繁的减速、怠速和加速，往往会产生比其他路段更多的排放。本论文选取上海典型城市交叉口为研究对象，首先，搭建利用便携设备测量空气污染的可行性平台，以此设计交叉口污染监测的外场实验进行数据采集；其次，基于多场景实测数据，研究交叉口颗粒物浓度的时空变化规律，并分析交通对交叉口及周边环境污染的贡献；再者，利用统计模型解析多重因素对颗粒物浓度变化的影响，同时研究不同颗粒物与交通状况的相互关系；最后，针对交叉口微环境的颗粒物污染特征，构建一种优化改进的非线性预测模型，通过模型输入变量的敏感性测试进一步解析影响污染预测的关键因素。研究成果对交叉口人群暴露风险评估具有重要的现实意义。

关键词：交叉口；交通排放；颗粒物

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一般报告：

城市系统中尾气排放的宏观模拟方法

蒋艳群a，周述光b

ab西南科技大学 理学院

中国空气动力研究与发展中心

本文将瞬时的VT-Micro排放模型融入到城市网络交通流的宏观动态交通分配模型中，用于预测轻型类车辆的尾气排放量。宏观动态交通分配模型可以刻画交通流速度和加速度的动态特性。模型中，交通用户基于从无线电广播服务或路径诱导系统获取瞬时交通信息，倾向于选择耗费最小的路径到达旅行目的地。本文采用非结构网格的Runge-Kutta Discontinuous Galerkin方法求解该模型。此外，为验证模型的实用性和算法的有效性，我们设计了相应的算例用于研究城市网络交通流的宏观、动态特性和城市区域内交通相关的尾气排放量。

关键词： 宏观动态交通分配模型；VT-Micro 模型；城市网络交通流；交通排放量； Discontinuous Galerkin 方法

一般报告：

两类含时滞跟驰模型的稳定性和孤立波分析

张 芳，化存才

云南师范大学 数学学院

基于多速度差(MVD)模型，考虑时滞的影响，提出了含时滞的MVD模型. 通过线性稳定性理论分析，得到了改进模型的稳定性条件. 首先，运用约化摄动法分析该模型的非线性动力学特征:在稳定区域、亚稳定区域和不稳定区域中，分别推导出Burgers方程、mKdv方程和Kdv方程来描述相应的交通流孤立波现象. 其次，引入含两个时滞多速度差(MVD)模型，运用约化摄动法推导出非线性密度波方程,更好地刻画此模型的非线性动力学特征。

关键词：时滞多速度差模型，Burgers方程，KdV方程，mKdV方程

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第二届交通科学与计算专题研讨会报告摘要

一般报告：

空间句法在相关交通工程中的应用

邝 华

广西师范大学 物理科学与技术学院

空间句法是一种通过对空间结构的量化描述，来研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法，为目前复杂城市交通系统的研究提供了崭新的视角。本文首先简介空间句法的研究背景、核心理论和模型的构建方法，并详细介绍了空间句法在轨道交通可达性评价、复杂建筑物中的人群应急疏散研究、地铁站内的空间结构合理性分析等相关交通工程中的应用，最后对其在城市交通规划等领域的应用前景进行了展望。

关键词：空间句法，应急疏散，自主体模型，交通规划

一般报告：

基于改进BCA的自行车流建模

贾 斌

北京交通大学

作为一种节能、环保和健康的交通方式，自行车交通开始受到了越来越多的政府部门、交通规划者和研究人员的关注。为了更好地促进自行车交通基础设施的设计和交通管理就需要我们深入地掌握自行车交通流的演化规律和动态特性。本文采用了一种改进的EBCA1模型来对自行车流进行微观建模。通过引入主动移动和跟随移动的机制，改进的EBCA1模型使得自行车的运动更加稳定和流畅，特别是对于自行车成群运动的现象。我们使用了单车道自行车运动实验的数据对新模型进行了校正，然后将其拓展到了多车道的情形并和现场观测的数据进行了对比分析。模拟和分析的结果表明我们提出的新模型能够更好地描述自行车交通流的动态特性。

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一般报告：

大型复杂场所行人流仿真及智能监控与预警系统

张 鹏，林志阳

上海大学 上海市应用数学和力学研究所

报告主要包括两个部分：大型复杂场所行人流仿真及智能监控与预警系统。

行人流仿真是指结合数据采集和行人流动力学模型对行人的运动和分布进行模拟。根据仿真情况可以对大型复杂场所（如车站、地铁站和机场等）进行辅助设计和优化。同时，对紧急状况下的行人流仿真有利于制定有效的行人疏散策略，提高场所设施的运营效率和安全性。我们给出上海市延长路地铁站的行人流仿真实例。

由于车站、地铁站和机场等大型场所人流密集，实时视频监控对保障行人安全至关重要。但是，依靠人工监控很难及时发现异常情况。我们采用视频光流场分析技术和行人流动力学设计实时智能监控和预警系统。该系统拟对行人异常行为（如打架、奔跑、逆行）、扶梯故障（如逆行）和客流密度进行实时监控和预警。我们给出该系统的框架和初步结果。