摘要：为了高效地进行道路设施信息采集与数字化建模,利用车载激光点云数据构建了一种自动化提取道路几何信息的方法框架。针对激光数据的无序性和冗余性,通过网格降采样和半径滤波精简点云规模、去除噪音点;通过栅格单元划分进行点云组织和索引,合理利用点云的空间局部性、缩减运算规模;利用道路要素在高程上的层次性与路面结构的连续性、光滑性,设计了高程滤波、基于主成分分析框架的局部法向量滤波、DBSCAN聚类等方法,实现从原始点云到路面点云的精确分割;利用采集车辆的行驶轨迹信息获取道路走向,利用其方向向量与法向量进行道路横截面的划分;切取横截面后投影至二维平面,并通过滑动窗口、最小二乘等算法提取道路宽度与平纵横参数。通过提取算法与人工测量的结果对比,在复杂街区和郊区公路两个实验数据集,点云分割准确性均超过87%,完整性均超过97%,提取质量均超过86%,几何信息的平均相对误差较小,说明算法具有良好的提取质量。有限算力条件下,两个数据集中点云处理时间分别是6.864与10.078 s/km,几何信息提取时间分别是1.732和0.843 s/km。提出的方法能够很好的兼顾提取效率与精度,在复杂街区和郊区公路环境下具有良好的适用性,可为道路设施的健康评定和三维重建提供参考。

摘要：为高效准确地获取道路附属设施运营现状,提出了一种考虑点云邻域特征的道路附属设施检测方法.首先,结合点云邻域特征和行车轨迹点,构建基于最近行车轨迹点的数据索引和伪坐标;其次,利用主成分分析法和网格化搜索法,设计从下部杆状物提取到上方点补全的两阶段法,实.现路侧杆状附属设施检测;然后,结合道路边界和行车轨迹高程基准进行路内上方附属设施提取,通过最小二乘法开展净空分析.结果表明,数据集中路侧杆状的检测精确率和召回率分别超过91%和90%,路内上方附属设施检测精确率和召回率分别超过93%和92%,且计算时间不超过20 s,满足工程需求.由于下部杆状物体被遮挡,部分路侧杆状附属设施的检测存在误差.采用所提方法计算得到的道路净空误差均小于0.1 m,具有较高的可行性和精确性,能够满足附属设施提取、检测和管理的需求.

摘要：为实现快速、自动化的道路几何信息提取和数字化建模,基于激光雷达点云提出了一套从道路语义分割、几何线形提取到集成化建模的通用框架。首先,基于空间上下文特征基础框架,将局部特征的最大值和邻域均值进行聚合以作为局部特征,使用径向分布参数与三维坐标描述全局上下文特征,构建道路语义分割网络。其次,基于道路场景分割结果,通过体素降采样和半径滤波法减少点云数据量、去除离群点,并利用可变半径Alpha Shapes(VA-Shapes)算法提取道路边线,结合获取的边线横纵坐标,计算路段几何信息(路宽、纵坡、横坡等),使用inshape函数和插值法构建交叉口的数字高程模型。最后,采用Dynamo for Revit将道路几何信息导入并生成道路路线,通过Revit软件设计道路自适应族构件及不同类别基础设施族构件,实现精细化道路数字建模。利用开源数据集Semantic3D进行训练和测试,分析与评价道路几何信息提取效果。研究结果表明:所提出的算法总体准确度为95%,路面的单类交并比为97.9%,能够很好地实现道路点云场景的自动化语义分割;相比于传统的固定半径Alpha Shapes算法,VA-Shapes算法的时间复杂性较低,可以较好地提取道路边线;通过提取算法与手动测量结果的对比,显示不同几何信息的平均绝对误差较小,说明算法具有可靠的精度。提出的“点云语义分割-几何信息提取-BIM数字建模”过程实现了逆向构建数字化道路模型,对现役道路基础设施智能管理具有重要意义。

摘要：为深入研究自动驾驶条件下的车道宽度,从车辆宽度、车辆速度和特殊考虑因素三个角度,构建自动驾驶专用车道宽度模型。基于自动驾驶汽车横向控制理论研究自动驾驶车道宽度的因素。统计有无侧镜的自动驾驶汽车宽度,计算车辆宽度系数;分析天气情况和道路线形对行驶速度的影响,确定影响因子;讨论特殊考虑因素,建立双层分级系统表征不同因素重要程度。利用MATLAB的"Automated Driving Toolbox"工具箱和Simulink模块进行车辆控制仿真,结合构建的自动驾驶专用车道宽度模型定义"laneWidthDeterminer"函数,使用CARLA软件进行不同恶劣天气和行驶环境的模拟。参数分析结果表明,车道宽度随着车辆宽度的增加呈比例增长。天气和道路情况等环境参数对车道宽度产生不同程度的间接影响。自动驾驶汽车在不同模拟场景下的横向偏差结果表明,现有的车道宽度由3.6 m减少到3.00~3.30 m,仍能在相同速度下容纳同等的车辆宽度。高速公路情况类似,车道宽度可减小约11%。在此情况下,采用Pure Pursuit横向控制器的自动驾驶汽车均能保持安全的横向距离。该模型能够为自动驾驶专用车道宽度的设计提供参考,更好地保障自动驾驶汽车的安全行驶,满足节省用地的需求。

摘要：为缓解交通拥堵的问题,构建满足供需平衡的城市道路等级配置模型.从出行链的特征出发,对道路等级进行分层,结合交通功能进行分类,将城市道路等级划分为三层四类道路.在交通供需平衡、道路总里程、道路用地面积的约束下,以出行总时耗最小为优化目标构建模型,并通过改进的遗传算法求解得各等级道路的级配比.以南京市的城市道路为例进行应用,得到快速路、干路、支路、巷道四类道路的理想级配比为1:4.8:6:7.2.结果表明,该方法对我国城市道路的等级配置有较好的理论借鉴意义.

摘要：利用EXODUS建立隧道的仿真场景,确定疏散人群仿真参数,并将出口工效OPS作为评价疏散效率的指标,分析不同火灾发生位置对疏散时间的影响。采用K-means算法分别对火灾发生位置和人群疏散通道位置进行聚类,并建立基于两者影响下的出口工效模型,通过对该模型求偏导,得出隧道火灾发生位置和人群疏散通道选择之间的关系。研究结果表明:火灾发生位置越接近人行横通道,疏散时间波动越大,人行横通道和隧道入口的疏散时间随人群疏散区域分界线变化,当火灾发生距人行横通道20~110m时,变化明显,当距140~350m时,变化平稳;出口工效OPS总体呈现不稳定的阶梯状变化趋势;火灾发生位置和人群疏散通道的最优位置呈线性递减关系。研究结果可应用于隧道应急指挥中心管理人员制定有效疏散路径和采取诱导分流人群措施。

摘要：为了有效提高驾驶过程中高速公路隧道绿化景观的视线诱导作用,从交通安全的角度,提出隧道入口段路侧绿化设计理论及利用三维仿真软件UC win/road对绿化设计方案建模分析过程。以茅山隧道为例,提出茅山隧道入口段路侧绿化方案并构建隧道入口段三维模型。为了探究茅山隧道入口段路侧绿化方案的合理性,利用驾驶模拟仪、Tobii Glass2眼动仪及无线生理模块开展模拟驾驶试验,实验对象模拟驾驶过程的注视比例较未设计方案提高约12%;平均心率较未设计方案降低6. 49%～18. 60%。研究结果表明,隧道入口段路侧绿化方案设计合理,对驾驶人的视线引导效果明显,利用UC win/road可实现道路绿化景观设计。