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此項(xiàng)目具有面向城市交通信號(hào)控制裝備的“軟件和信息服務(wù)業(yè)”特征的技術(shù)屬性。即城市交通信號(hào)自組織控制理論與裝備開發(fā)技術(shù)。 為解決傳統(tǒng)自上而下的城市交通信號(hào)控制方法帶來的理論難題（如圖所示）: (1)動(dòng)態(tài)特性的非線性、 (2)狀態(tài)參數(shù)的時(shí)變性、(3)系統(tǒng)邊界的開放性、(4)動(dòng)力系統(tǒng)的高階性、(5)相鄰路口的耦合性、 (6)信號(hào)控制的實(shí)時(shí)性等系統(tǒng)屬性，造成的無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性控制的難題。 為此，針對(duì)具有復(fù)雜系統(tǒng)特征的城市交通信號(hào)控制問題，項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次提出“城市交通信號(hào)自下而上自組織控制理論”（如圖2所示）。即通過賦于相鄰路口的自組織屬性，可大幅度減少其控制系統(tǒng)自由度和復(fù)雜性。在快速、實(shí)時(shí)控制的假設(shè)前提下，使其信號(hào)控制由原來的開放性、大自由度、不確定性問題，改變?yōu)榉情_放性、小自由度、確定性問題。

本發(fā)明提供一種基于出行者預(yù)算限制的交通分配方法，包括步驟：S1：獲取一目標(biāo)交通網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)信息，并建立一抽象交通網(wǎng)絡(luò)；S2：利用所述抽象交通網(wǎng)絡(luò)確定所述目標(biāo)交通網(wǎng)絡(luò)的交通需求；S3：根據(jù)所述交通需求建立所述目標(biāo)交通網(wǎng)絡(luò)的一預(yù)算限制約束模型；S4：根據(jù)所述預(yù)算限制約束模型建立一交通分配模型；S5：對(duì)所述交通分配模型求解計(jì)算獲得所述目標(biāo)交通網(wǎng)絡(luò)的分配結(jié)果。

我國(guó)高速公路建設(shè)已歷 20 年。目前的設(shè)計(jì)理論借鑒了國(guó)外的思想，其實(shí)質(zhì)是輕交 通路面設(shè)計(jì)思想的簡(jiǎn)單外延。我國(guó)道路的特點(diǎn)是交通量大，重車比例高，如外環(huán)線的重 車高達(dá) 65%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)外約 10%；超載嚴(yán)重，載重車超限比例達(dá) 51%。這導(dǎo)致路面壽命 僅 5-8 年，許多公路通車 1-2 年即大量損壞，遠(yuǎn)小于國(guó)外 20 年以上的壽命。 本研究集 17 年研究積累，創(chuàng)建了重交通瀝青路面的完整設(shè)計(jì)理論。首先，通過實(shí) 地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了路面損壞的新類型；首次測(cè)定了動(dòng)水壓力，發(fā)現(xiàn)了瀝青的遷移現(xiàn)象；首 次揭示了非均布重載下的路面力學(xué)響應(yīng)和 Top-Down 損壞的必然性；系統(tǒng)闡明了路面損 壞的新機(jī)理和新模式，提出了設(shè)計(jì)新指標(biāo)，為新理論構(gòu)建打下了基礎(chǔ)。其次，根據(jù) 17 年來積累的海量數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了路面全壽命結(jié)構(gòu)行為方程；提出了等效結(jié)構(gòu)變換法，統(tǒng)一 了國(guó)際路面核心設(shè)計(jì)理論；發(fā)現(xiàn)了影響路面溫度的新因素，建立了實(shí)用預(yù)測(cè)方法；首次 考慮了剪切疲勞效應(yīng)，建立了永久變形預(yù)估模型；建立了材料 5 面體控制標(biāo)準(zhǔn)；提出了 "按性能設(shè)計(jì)，按力學(xué)驗(yàn)算"的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了使用性能與力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料 設(shè)計(jì)的并軌。其三，發(fā)明了普適改性瀝青系列技術(shù)，綜合性能優(yōu)于國(guó)際產(chǎn)品，打破了壟 斷；提出了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，研制了生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。最后，研發(fā)了系列實(shí) 驗(yàn)設(shè)備，為結(jié)構(gòu)和材料評(píng)價(jià)提供了新手段。 成果在瀝青路面的損壞機(jī)理、溫度場(chǎng)預(yù)估、抗剪試驗(yàn)以及設(shè)計(jì)思想、方法方面具有 突破和原始創(chuàng)新，核心設(shè)計(jì)理論的統(tǒng)一和"按性能設(shè)計(jì)、按力學(xué)驗(yàn)算"的提出，是路面領(lǐng) 域的重大理論突破。申請(qǐng)專利 14 項(xiàng)，出版專著 2 部，論文 177 篇，EI 檢索 65 篇，部分 被引 749 次。近 5 年應(yīng)邀在全國(guó)講座 45 次。成果在國(guó)際最繁重的深港西部通道等 20 條 重交道路上直接使用，最長(zhǎng)已用 13 年依然完好，節(jié)約路面建設(shè)資金 15-30%；已在北京、 廣東、山東、江蘇等省市全面使用，其他省市間接使用，部分成果已被 2007 年規(guī)范所 采納，累計(jì)節(jié)約投資 2 億 8 千多萬元。

TJSIG 系統(tǒng)軟件是我國(guó)第一套自行研制開發(fā)的用于城市道路交通設(shè)計(jì)和交叉口信號(hào) 配時(shí)優(yōu)化并給出完備數(shù)據(jù)分析的軟件。該系統(tǒng)基于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目研究成果，集 交通設(shè)計(jì)理論、交通信號(hào)控制理論和交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)理論于一體，既適用于新建道路交叉 口的交通設(shè)計(jì)、通行能力和服務(wù)水平的評(píng)估與分析；又可對(duì)既有交叉口進(jìn)行評(píng)價(jià)和改善， 為城建設(shè)計(jì)和交通管理部門提供必要的決策支持，徹底改變傳統(tǒng)交通設(shè)計(jì)和信號(hào)配時(shí)工 作的枯燥繁瑣。 TJSIG 能夠動(dòng)態(tài)生成交叉口交通設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖和信號(hào)配時(shí)相位相序參數(shù)圖，具有空間設(shè) 計(jì)與時(shí)間設(shè)計(jì)雙重優(yōu)化與互反饋功能；支持“相位搭接嵌套”并允許用戶根據(jù)交通需求 定制相序；充分考慮我國(guó)混合交通條件下自行車與行人的通行安全與效率；預(yù)留了公交 優(yōu)先與控制模塊接口；兼具方案優(yōu)化生成和既定方案評(píng)價(jià)的雙重功能；提供六種優(yōu)化目 標(biāo)函數(shù)；提供多達(dá)九種交叉口設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分析報(bào)表。

1. 痛點(diǎn)問題 城軌交通是城市最大耗電行業(yè)之一，截止2020年底全國(guó)有45個(gè)城市開通了城軌交通線路244條，線路總長(zhǎng)度7969.7公里,年耗電量172.4億千瓦時(shí)，其中牽引能耗占比高，達(dá)到84億千瓦時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)城軌交通行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，必須從現(xiàn)有的城軌牽引供電系統(tǒng)給出解決方案，以應(yīng)對(duì)城軌交通面臨的行車密度大、節(jié)能減碳任務(wù)重、供電可靠性要求高等諸多挑戰(zhàn)。 城軌牽引供電系統(tǒng)的核心裝備是連接城市交流配電網(wǎng)與城軌直流牽引網(wǎng)的“交流-直流”電力電子變流器及其運(yùn)行控制系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外仍主要采用基于二極管整流機(jī)組變流器和以運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)監(jiān)視為主的電力監(jiān)控。這種傳統(tǒng)技術(shù)方案因缺乏管控能力對(duì)城市配電網(wǎng)依賴性強(qiáng)，存在外電源布點(diǎn)密集和選址困難問題，而外電源建設(shè)導(dǎo)致一次性投資劇增（7000~10000萬元/個(gè)），并且會(huì)占用大量城市用地和空間；因?yàn)榱熊囶l繁啟停沖擊導(dǎo)致配電網(wǎng)和牽引系統(tǒng)設(shè)備利用率低，存在依靠高成本的過度裕量來換取系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行問題；因?yàn)槿鄙賹?duì)系統(tǒng)能效的主動(dòng)調(diào)度控制、牽引供電電壓波動(dòng)劇烈、牽引網(wǎng)能量粗放式分布，導(dǎo)致列車再生制動(dòng)能量無法在牽引系統(tǒng)內(nèi)部高比例利用、大規(guī)模光伏接入和消納困難，存在牽引供電系統(tǒng)內(nèi)部降耗減碳困難問題。 2. 解決方案 基于全控型雙向變流器和智能協(xié)同控制的柔性直流新一代牽引供電技術(shù)，具有靈活調(diào)控牽引供電系統(tǒng)能量、主動(dòng)響應(yīng)城市配電網(wǎng)需求的能力，從根本上改變牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制，為系統(tǒng)性解決牽引供電系統(tǒng)痼疾、牽引供電系統(tǒng)和城市配電網(wǎng)互聯(lián)互動(dòng)提供了基礎(chǔ)和平臺(tái)。

本發(fā)明公開了一種高速公路網(wǎng)交通流量分布的預(yù)測(cè)方法，假設(shè)已經(jīng)預(yù)測(cè)了高速公路網(wǎng)在某一時(shí)間標(biāo)度下各入口站的未來產(chǎn)生量和各出口站的未來吸引量，通過站點(diǎn)的歷史流量分布來計(jì)算現(xiàn)狀流量分布和現(xiàn)狀效用系數(shù)，之后計(jì)算預(yù)測(cè)流量分布，得到預(yù)測(cè)結(jié)果。本發(fā)明的有益效果在于：（1）對(duì)高速公路流量分布預(yù)測(cè)具有較高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率；（2）算法收斂速度快；（3）采用滑動(dòng)窗口技術(shù)，能夠充分利用歷史流量數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確、有效的修正分布預(yù)測(cè)模型中的參數(shù)，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度；（4）具有較好的普遍適用性，不局限于某一特定高速路段。

本發(fā)明涉及一種軌道交通列流圖自動(dòng)編制理論及方法。

本成果來自有重大應(yīng)用前景的橫向項(xiàng)目。城市軌道交通列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng)已應(yīng)用于中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司交通規(guī)劃研究院，且作為生產(chǎn)系統(tǒng)在蘇州、哈爾濱地鐵運(yùn)營(yíng)中采用。該系統(tǒng)主要由列車運(yùn)行圖數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)、列車運(yùn)行圖及車底交路圖編制調(diào)整子系統(tǒng)、列車運(yùn)行圖及車底交路圖繪制子系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)鋪畫城市軌道交通列車運(yùn)行圖和城市軌道交通列車運(yùn)行組織方案設(shè)計(jì)，能有效提高編圖的質(zhì)量和效率。

學(xué)校堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，全面推動(dòng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，秉承“教育啟發(fā)思維、實(shí)踐強(qiáng)化能力、大創(chuàng)訓(xùn)練素質(zhì)、競(jìng)賽激發(fā)熱情、創(chuàng)業(yè)成就夢(mèng)想”的育人理念，致力于培養(yǎng)具備健全人格和社會(huì)責(zé)任感，基礎(chǔ)扎實(shí)，實(shí)踐能力強(qiáng)，具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和國(guó)際視野的高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。