2023年英文专栏

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基于手机信令数据的城市区域居民出行OD预测模型

胡宝雨, 刘学

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (6): 296-306. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.029

摘要（700）

PDF （3125KB）（439）

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为揭示城市区域居民出行规律和OD产生原理，基于手机信令数据探索城市区域居民出行目的地选择机制，考虑人口数量和POI数量两类数据建立一个地点机会选择(POS)模型。利用联通智慧足迹平台获取得到哈尔滨市居民手机信令出行数据，从交通小区和交通中区两个尺度，对哈尔滨市市二环、三环、四环不同范围展开实例研究。结果表明：地点机会选择模型预测结果在吸引能力和出行距离分布中基本符合实际数据规律，从交通小区和中区两个尺度上看，该模型预测精度分别能够达到 67%~72%、75%~83%，较机会优先选择模型预测精度分别提高了 13%~18%、9%~20%，较辐射模型预测精度分别提高了57%~60%、55%~60%。本文所提出模型的优越性在于模型简单且无待定参数，输入数据较容易获取，具有较高的预测精度，能够为城市交通规划提供理论参考。

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低碳背景下快捷货物各运输方式间临界运距研究

孙宗胜, 帅斌, 许旻昊

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (6): 11-21. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.002

摘要（388）

PDF （2176KB）（319）

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快捷货物运输需求的增加带来碳排放的激增，运输结构调整和技术进步是交通运输领域碳减排的主要方式。为分析快捷货物各运输方式间的竞争关系及临界运距，基于Logit模型构建包含经济性、时效性、稳定性、安全性、便捷性及绿色性等服务属性的市场分担率模型，基于分担率模型构建各运输方式间临界运距-高铁时速关系模型，并通过实例分析验证模型。实例结果表明：250 km·h ^-1时速下，高铁快运的绝对优势运距范围为700~1500 km，优势运输时间为2.8~6.0 h，考虑碳排放因素时，600 km及以上运距均为高铁快运的绝对优势运距区间，优势运输时间为2.4 h及以上；碳排放权重系数每增加0.1，高铁较公路的绝对优势运距区间左边界会扩大100 km; 200，250，300，350 km·h ^-1这4种时速下，250 km·h ^-1的公路-高铁临界运距提升率最大，较200 km·h ^-1提升50%；当航空快运碳排放因子降低1/2时，其优势运距范围左边界会扩展23%。

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考虑车速调控和乘车引导的公交运行优化控制策略

翁剑成, 李文杰, 林鹏飞, 邸小建, 徐立泉

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (6): 165-175. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.017

摘要（347）

PDF （1906KB）（320）

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通过有效的精准控制策略提升公交车辆的到站间隔匀整度和运行服务可靠性是改善公交服务质量，提升公交乘客出行满意度的重要途径。首先，本文考虑站点乘客上车需求波动构建公交运行模型；其次，提出基于时间偏差反馈机制的公交区间行驶速度调控策略和基于乘车选择行为模型的公交站点乘客信息引导策略；最后，以最小化乘客出行成本和车头时距偏差为目标，构建融合车速调控和乘车引导的公交运行组合优化控制策略，并设计了求解方法。以北京公交57路为例，设计4种情形的数值仿真对比实验。仿真结果表明，组合控制策略的优化效果最佳，相比于无控制策略，公交运行稳定性提升了47.70%，避免了线路的串车发生，考虑出行时间与拥挤程度的综合成本减少了18.71%。本文还比较了不同乘客收入水平和乘客引导信息服从率下策略的化效果。结果表明，随着收入水平的提升，信息引导策略对总出行成本降低效果减弱，当乘客引导信息服从率为0.7时，组合控制策略对公交运行和乘客出行的改善效果最显著。本文可以为提升公交运行可靠性和服务质量提供重要支撑。

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基于碳回收期理论的城市轨道交通碳减排效应测算

杨洋, 王雪纯, 袁振洲, 陈进杰, 那艳玲

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (5): 1-11. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.05.001

摘要（642）

PDF （2003KB）（590）

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合理量化城市轨道交通的碳减排效应，对于测算城市轨道交通外部成本、丰富交通运输领域碳交易理论体系乃至制定城市轨道交通补贴政策都具有重要的理论和现实意义。本文考虑了城市轨道交通建成后乘客出行行为的差异性，建立生命周期视角下的城市轨道交通基准线碳排放模型与项目活动碳排放模型；进而，构建碳回收期理论模型，作为城市轨道交通碳减排效应量化指标，碳回收期指通过运营期碳减排回收建设期碳排放的周期，即累计碳足迹首次由正值转向负值的时间；而后，实现城市轨道交通在基准线、项目建设及活动期的数据收集，同时，标定模型；最后，以石家庄3号线为例进行情景分析，测算其基准线碳排放量、项目建设期及项目活动期的碳排放量，并在未来发展的两大模式下测算碳回收期。结果显示，在客流量常态化增长情景、快速增长情景以及缓慢增长情景下，其碳回收期分别为27，22，29年；在能源结构和能效水平常态发展、迅速发展以及缓步发展的情景下，其碳回收期分别为25，24，29年。结论表明，大规模客运量和高效的客运强度是城市轨道交通碳减排正效应的重要支撑；能源结构调整和能效水平提升带来的系统性变革，可以对城市轨道交通碳减排带来显著正效应。

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大数据驱动下的山地城市道路条件对车辆碳排放影响研究

周涛, 李毅军, 孙琴梅, 任瀚堃, 刘怡, 张振豪

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (5): 172-183. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.05.019

摘要（337）

PDF （3529KB）（306）

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厘清城市道路与车辆碳排放的关系对于城市交通碳排放测算、城市交通建设及城市交通规划设计具有重要意义。本文基于车载自动诊断(On Board Diagnostics, OBD)大数据，以重庆市为例分析道路类型和道路坡度对车辆碳排放量的影响，探索重庆本土化的道路碳排放因子。首先，介绍OBD数据和处理方法，结合汽油燃料碳排放因子将车辆油耗换算为车辆碳排放量；然后，通过设定道路缓冲区、轨迹匹配及轨迹切割等方法建立车路匹配模型，根据车辆运行特征将车辆划分为非营运、营运及货运这 3 类；最后，采用莱文贝格－马夸尔特(Levenberg-Marquardt, LM)方法迭代拟合车辆平均速度和碳排放因子的关系。研究表明：提高城市道路平均速度至 25 km·h ^-1 以上，对减少车辆碳排放量有显著效果；道路碳排放因子排序为次干路大于主干路大于快速路，与立交化严重和开口少等本土化特征相关；车辆碳排放因子对陡坡道路最敏感，影响排序为道路坡度大于车辆类型大于道路类型。

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跨线运营模式下地铁列车运行图调整优化方法

张翕然, 陈绍宽, 赵兴东, 王卓

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (4): 164-174. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.04.017

摘要（696）

PDF （2358KB）（316）

PDF(English version) （1827KB）（35）

地铁列车跨线运营模式使列车运行调整工作更为复杂精细。为应对因故障导致的线路区间通过能力下降，采用小交路折返、暂停运行、上线运行、取消跨线和恢复跨线这5种策略对列车运行图进行调整。考虑运行安全、配线占用、车底接续和乘客出行等约束，构建以乘客出行时间和列车延误最小化为目标的列车运行图调整优化模型，结合非支配遗传算法II和跨线运营列车时刻推算算法对模型进行求解，并通过案例验证模型与算法的有效性。案例研究结果表明：与完全保留原跨线运营计划和转为独立运营模式的两种调整方案相比，本文提出的方法在多个场景下使乘客出行时间和列车运行延误分别平均减少了3.86%和21.07%；采用作业冗余时间较长的过轨方式可提高列车运行调整的抗风险能力，乘客平均换乘等待时间和列车平均延误分别进一步降低了4.06%和3.77%。

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区块链背景下的中欧班列网络配流研究

洪治潮, 张锦, 孙文杰, 申皓, 赵钢, 梁宏斌

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (4): 270-281. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.04.027

摘要（328）

PDF （2640KB）（179）

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网络流量分析是交通网络优化的基础，本文以中欧班列为研究对象，构建以总运输费用最小和运输时间最短为目标的双目标网络配流模型。其中，运输费用方面，考虑中欧班列与国际班轮和国际航空运输之间的竞争，采用两阶段博弈刻画区块链技术应用前后班列运价变化；运输时间方面，考虑区块链技术应用前后通关时间缩短比例以影响总时间。基于2020年中欧班列1周运行数据的分析结果表明，区块链技术应用对网络流量有显著影响。区块链技术应用后，东通道和中通道流量分别减少2.76%和5.12%，西通道流量增加7.88%，东通道和中通道的部分货物运输任务将向西通道转移。同时，网络总运输费用降低17.08%，总时间减少8.27%，综合运输成本降低了13.08%，有利于提升中欧班列的经济效益和对客户的吸引力。本文分析区块链技术应用前后中欧班列网络流量的变化，为班列开行方案调整和网络设施优化提供重要参考。

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基于手机信令的城市机动化方式细分双层模型研究

郭煜东, 杨飞, 周涛, 姚振兴, 张楚良, 魏胤呈

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (3): 101-109. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.03.012

摘要（384）

PDF （4267KB）（155）

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针对现阶段手机信令数据难以适用城市复杂出行环境，无法有效区分密集路网下机动化出行方式，本文提出一种考虑路径精准拟合与多维时空特征的双层识别模型。在出行路径识别层面，Savitzky-Golay(S-G)滤波能有效平滑信令数据相对实际出行路径的波动，线性插值算法能弥补信令数据时空缺失。在出行方式识别层面，探究了识别路径相似度、出行时间相似度、加速度、小波速度等关键因素，利用K-临近算法识别公交、小汽车。结果表明：本文提出方法能有效细分城市密集路网环境下的公交与小汽车出行，识别准确度分别达到88.29%和82.28%。在不同出行距离、出行时段、拥挤状态、道路等级、道路类型及识别路径相似度等角度，识别效果均优于随机森林等算法。研究支撑了基于信令数据的出行特征精准挖掘，为道路规划建设，公交线网规划等提供重要基础。

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空间一般均衡视角下的城市交通管理研究：现状与趋势

徐淑贤, 刘天亮, 王婷, 综凯, 黄海军, 马寿峰

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (3): 6-19. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.03.002

摘要（638）

PDF （8507KB）（414）

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城市交通是城市社会经济活动的关键支撑，促进城市交通与土地利用的协调发展是从根源上缓解城市交通拥堵问题，优化城市空间结构及实现城市可持续发展的关键。随着城市经济社会的发展和城镇化进程的推进，以及交通系统的低碳、绿色及智能发展趋势，传统侧重于城市交通供给或需求管理的单方策略已难以适应城市快速发展和居民美好生活的需要，城市交通管理需要更加聚焦职住行综合治理和供需动态平衡，实现与城市空间布局和土地利用等多层面的协调融合发展。本文以城市空间一般均衡理论为基础，围绕空间一般均衡视角下的城市交通出行行为分析、交通需求管理、交通基础设施供给以及供需褐合策略这4方面进行系统梳理，分析评述空间一般均衡视角下城市交通管理研究的理论模型、方法和问题。研究发现，现有模型不能刻画城市动态发展的过程和中国的现实，且依然聚焦在传统的交通管理研究问题。在城市更新、新国土空间规划、新交通技术与新模式及大数据等背景下，空间一般均衡视角下的城市交通管理研究存在巨大的发展空间，亟需在相关理论和方法上进行突破。未来可深入研究的方向包括：一是，分析城市发展进程中居民效用决策的影响因素，提出交通与城市融合发展下的居民效用决策理论与模型；二是，采用数据驱动和理论驱动相结合的方法，分析和管理城市活动/出行行为；三是，探究交通系统的新技术和新模式对城市空间结构和交通出行特征的影响，挖掘面向数智化时代的城市交通管理策略；四是，探究城市更新下交通引导城市空间重塑的理论与方法。

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降雨对城市路网交通状态的影响机理

王殿海, 黄莉莎, 曾佳棋, 蔡正义

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (3): 48-55. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.03.006

摘要（549）

PDF （4212KB）（297）

PDF(English version) （1274KB）（67）

城市道路在雨天易发生交通拥堵是人们的普遍感受。然而，降雨是否必然引发拥堵？感受是否属实？本文从理论出发，结合实际数据进行解释。通过分析认为，雨天驾驶员倾向于保守驾驶，使饱和车头时距增大。基于该假设，建立受信号影响的城市道路交通流模型，并对不同降雨场景下平均行程速度的变化情况进行理论分析。利用视频数据统计得到的各降雨等级下的饱和车头时距，验证降雨会使饱和车头时距增大的假设。选取杭州市萧山区局部路网数据进行数值模拟，并基于VISSIM路网仿真验证构建的模型。结果表明：降雨对路网平均速度的影响是负面的。在交通需求较小时，降雨的负面影响几乎可以忽略：随着降雨等级提高，交通需求大的路网更容易出现过饱和，路网平均行程速度将出现陡降，交通状态迅速恶化。在选取的模拟场景下，相比于非降雨天气，小雨情景下路网平均速度下降7.03%，中雨下降14.61%，大雨下降21.34%,暴雨下降22.82%。基于VISSIM的仿真结果与模型理论值拟合度高，验证了模型的有效性。由结论可知，由于高峰时段的交通需求远大于平峰时段，因此，高峰时段的降雨会给城市路网交通状态带来更大的负面影响，更加需要交通管理部门的重视。

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基于实际车重的重型货车比功率分布及排放模型

黄意然, 宋国华, 彭飞

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (2): 326-334. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.034

摘要（448）

PDF （2687KB）（221）

PDF(English version) （752KB）（93）

为量化重型货车车重与比功率分布关系，提高排放测算精度和效率，本文根据有限的本地车辆轨迹数据构建了基于实际车重的重型货车比功率分布及排放模型。首先，基于北京市不同车重的货车轨迹数据构建实际比功率分布。然后，利用高斯函数拟合比功率分布，基于多项式函数量化车重和高斯函数参数的关系，从而构建本文模型。最后，计算NOx排放因子以验证模型排放测算及预测精度，并与既有排放模型MOVES对比阐述车重对货车排放测算的影响。结果表明：本文构建的模型满足一定的排放测算精度，快速路和非快速路的排放测算误差分别为4.7%和7.0%；模型通过输入唯一变量车重即可实现排放预测，降低了不同车重货车轨迹数据采集成本，简化了传统排放计算流程，车重为6.7 t货车的排放预测误差为5.3%；与基于默认固定行驶周期和固定车重的MOVES相比，模型可降低16.7%的排放测算误差。

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考虑网约车竞争的机场出租车供需均衡博弈模型

黄爱玲, 刘梦寒, 李颖

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (2): 176-186. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.019

摘要（373）

PDF （2504KB）（291）

PDF(English version) （1788KB）（89）

为有效解决机场出租车供需不均衡问题，本文基于完全信息下静态非合作博弈理论提出机场出租车司机及乘客两个群体决策的纯策略博弈模型。将网约车竞争影响引入出租车司机群体决策收益函数的构建中，探讨不同竞争强度对出租车司机群体决策结果的影响。同时，考虑排队长度、上客速率、交通状况、交通费用及多交通方式分流等因素研究乘客群体决策的收益函数，反映乘客群体不同决策结果对司机的影响。以北京首都国际机场为案例进行实证分析。结果显示：在北京市网约车行业平均竞争水平下，两群体通过互馈影响达到纳什均衡时，整体供给略高于需求，其中，早晚高峰时段机场出租车呈现供大于求的状态；地铁停运后的凌晨则需求远大于供给。针对当前网约车竞争水平下达到纳什均衡时的机场出租车每日供需不均衡现象，可以适当提高出租车司机对网约车竞争影响的认知。

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社交网络信息对出行行为的影响研究综述

陈坚, 张弛, 傅志妍, 刘柯良

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (2): 1-10. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.001

摘要（806）

PDF （1616KB）（660）

PDF(English version) （478KB）（119）

为定量梳理社交网络信息对出行行为影响的研究成果，本文基于Web of Science核心数据库与CNKI知网数据库，检索并筛选2010—2022年间133篇英文文献和32篇中文文献。采用知识图谱分析和传统定性文献分析相结合的方法，量化统计文献的年度发文量、研究热点国家、关键词图谱这3类指标，并从方法模型、社交网络信息行为、社交网络信息对出行决策的影响、社交网络信息对出行活动的影响这4个方面总结现有研究成果。结果表明：数据来源上，现有研究的基础数据尚未实现特征维与决策维融合，需要进一步融合多源数据提升研究结论的鲁棒性；研究方法上，现有研究缺乏分析方法之间的相互支撑，可整合多种研究手段跨学科分析社交网络信息对出行行为的影响；研究内容上，现有研究成果无法全面反映未来出行的发展趋势，且对出行者异质性关注不足，需结合无人驾驶、共享出行等新场景，考虑出行者异质性解析社交网络信息与出行行为之间的联系模式。

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基于混合近端策略优化的交叉口信号相位与配时优化方法

陈喜群, 朱奕璋, 吕朝锋

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (1): 106-113. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.01.012

摘要（549）

PDF （2368KB）（303）

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交通信号优化控制是从供给侧缓解城市交通拥堵的重要手段，随着交通大数据技术的发展，利用深度强化学习进行信号控制成为重点研究方向。现有控制框架大多属于离散相位选择控制，相位时间通过决策间隔累积得到，可能与智能体探索更优动作相冲突。为此，本文提出基于混合近端策略优化(Hybrid Proximal Policy Optimization, HPPO)的交叉口信号相位与配时优化方法。首先在考虑相位时间实际应用边界条件约束下，将信号控制动作定义为参数化动作；然后通过提取交通流状态信息并输入到双策略网络，自适应生成下一相位及其相位持续时间，并通过执行动作后的交通状态变化，评估获得奖励值，学习相位和相位时间之间的内在联系。搭建仿真平台，以真实交通流数据为输入对新方法进行测试与算法对比。结果表明：新方法与离散控制相比具有更低的决策频率和更优的控制效果，车辆平均行程时间和车道平均排队长度分别降低了27.65%和23.65%。

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政府环境规制下港航系统减排演化博弈研究

李晓东, 匡海波, 何鸿宇

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (1): 17-29. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.01.003

摘要（592）

PDF （2913KB）（294）

PDF(English version) （1841KB）（110）

针对碳达峰目标下我国港航系统的减排问题，通过构建地方政府、港口和航运公司三方主体参与的港航系统环境规制演化博弈模型，系统分析三方主体的策略选择过程与整体演化稳定性，阐明港航系统内各主体演化趋势的驱动机理。并通过数值仿真分析，讨论三方主体初始策略和地方政府不同奖惩监管机制下港航系统的策略选择。研究结果表明，地方政府主动监管策略的选择与港口和航运公司的低积极减排意愿有关；港口和航运公司积极减排策略的演化速率与彼此的意愿成正比；地方政府在静态奖惩监管机制下，对惩罚强度的调整不影响港口和航运公司的积极减排策略，但低补贴强度会导致两者的消极减排；静态监管机制下，地方政府仅有(高补贴，无惩罚)的单一策略可以使港口和航运公司达成(积极减排、积极减排)的演化均衡；动态监管机制下，地方政府采取(低动态补贴，高静态惩罚)的混合监管策略能够以低成本实现港航系统积极减排策略的演化均衡。

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共享单车影响下接驳公交线路设计与车辆配置方法

刘路美, 刘钲可, 马昌喜, 谭二龙, 马晓磊

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (1): 165-175. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.01.018

摘要（578）

PDF （2157KB）（242）

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针对轨道交通的“第一/最后一公里”问题，接驳公交和共享单车是通勤用户最常选择的两种公共交通方式。为理解共享单车对接驳公交出行需求和线路设计等规划运营方面的影响，提出供需交互状态下的接驳公交线路设计与车辆配置模型。需求端考虑出行时间和出行费用，基于用户在共享单车和接驳公交之间的模式选择行为，动态计算接驳公交实际出行需求；供应端考虑车辆容量、数量和流平衡约束，以最小化公交运营成本和用户出行成本之和为目标，建立混合整数非线性规划模型，优化接驳公交线路设计及车辆配置。模型采用拉格朗日松弛算法进行求解。该方法应用于北京市回龙观地铁站周边出行小区接驳公交线路设计，公交及单车出行需求采用真实的IC卡数据，以及摩拜单车骑行数据，站点间行驶时长采用高德驾车路径规划 API (Application Programming Interface)数据。实验结果表明，车辆总数为10，线路数量为2时，考虑共享单车影响的接驳公交规划模型相较于只考虑单一模式可以有效避免规划需求误差。此时，各站点到地铁站的平均运行时间是15.58 min，乘客平均等待时间是3.35 min；在线路数量为4时，各站点到地铁站的平均运行时间为8.53 min，几乎减少了50%，乘客平均等待时间为3.44 min。然而，随着线路数量的增加，模型计算时间会呈指数级增长。因此，从模型计算时效性角度，线路数量设置为2或3时，均可满足0.5h更新一次线路的应用需求。

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新型混合交通交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法

孙伟, 张梦雅, 马成元, 朱际宸, 杨晓光

交通运输系统工程与信息 2023, 23 (1): 97-105. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.01.011

摘要（786）

PDF （1976KB）（402）

PDF(English version) （774KB）（99）

新型混合交通环境下的交叉口交通控制可通过信号灯控制与自动驾驶车辆的轨迹控制协同实现，能够极大地优化道路通行资源利用效率。已有研究中，信号配时与车辆轨迹集中优化的控制策略难以应用于车辆自组织控制的现实场景，且往往计算复杂度较高。本文提出一种无中心框架下基于逻辑的交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法。基于协同理论中的快慢变量主动伺服控制原理，设计一种交叉口信号配时慢变量与车辆轨迹策略快变量协同框架，并分别提出基于逻辑的信号配时优化和网联自动驾驶车辆轨迹协同控制方法。协同控制方法可以在车辆自主控制的条件下，一方面，实现交叉口信号配时动态适应交通需求；另一方面，实现网联自动驾驶车辆主动优化驾驶速度，高效通过交叉口。而且网联自动驾驶车辆在进口道可引导混合车队高效通过交叉口，降低绿灯启动损失，提高交叉口通行效率。仿真实验表明，本文的协同控制方法相较于传统控制方法可显著降低交叉口车辆平均延误，同时，基于逻辑的决策模型可实现快速求解。通过对网联自动驾驶车辆控制策略关键参数的敏感性分析，进一步讨论新型混合交通流交叉口通行公平性，并比较在不同网联自动驾驶车辆渗透率下的控制效果。

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