2021年英文专栏
为评估学区尺度下小学生通学事故风险并获取其影响因素，融合交通事故数据、道路运行数据和学区划分数据，构建学区尺度下通学事故风险评估方法，并运用随机森林模型分析其影响因素。以小学生在学区内部小学通学为原则，构建基于交通事故数据和道路长度的道路暴露度模型评估小学生通学事故风险。以深圳市中心城区为例进行验证。结果表明：深圳市中心城区高风险学区主要聚集于南山区北部和罗湖区北部，低风险学区主要分布在南山区中南部和福田中部学区；基于随机森林构建的学区尺度下小学生通学事故风险评估模型预测准确率达85.93%，能够较为准确地评估小学生通学事故风险；小学密度和学区面积是小学生通学事故风险的主要影响因素，分别能解释37.15%和22.86%通学事故风险。
为研究地铁网络的韧性演化规律，本文从网络连通性、自适应性、有效性角度构建评估地铁网络稳定性的测度指标，考虑交通网络中OD流量分布的影响，提出基于加权耦合映像格子模型的地铁网络级联失效分析方法。以北京地铁2014年和2018年两个网络为例，构建基于P空间客流加权复杂网络的动态稳定性分析模型，选取网络中重要程度不同的3个节点，对这两个地铁网络开展干扰强度不同的模拟蓄意攻击，对比分析北京地铁网络稳定性的演化规律。数值分析结果表明，随着北京地铁网络拓扑结构由小世界网络向无标度网络演化，2018年北京地铁网络的稳定性和抗毁性要显著高于2014年；对客流量大的站点攻击强度越大时，网络节点相继故障传播越显著，网络瘫痪概率也越高，瘫痪速度也越快。本文研究结果可为优化地铁线网结构和站点设置、加强安全运营管理提供科学的理论依据。
针对城市轨道交通基础设施系统组成复杂、维修任务繁多、维修资源有限的特点，在分析不同类型维修任务需求的基础上，研究资源约束下基础设施维修任务的长期安排方法。考虑作业工队、维修设备等限制条件，建立基于混合整数规划的优化模型以安排任务的开始时间和持续时间，实现任务执行费用和惩罚费用的最小化。通过引入作业时间占用约束以减少任务作业冲突并提高维修任务安排的可实施性。针对约束复杂的大规模问题，设计综合求解器和启发式方法的并行混合算法进行求解。案例研究表明：考虑维修任务作业时间对提高维修任务安排的可实施性具有重要作用，所构建模型可有效协同安排不同类型的维修任务并节省维修费用，为城市轨道交通基础设施的长期维修任务安排提供决策支持。
为选择高效安全的中欧班列运输路径、管理运输风险，针对不同类型边境口岸节点延误时间特征，以威布尔分布刻画其延误时间的概率分布，并基于期望损失理论提出一种新的风险价值测算方法。将延误风险价值作为一种运输成本，构建“风险-时间-费用”综合运输成本最小的中欧班列路径效用模型。通过深度优先遍历算法求解从成都到柏林的中欧班列运输不同价值特性货物的路径选择方案。结果表明：高价值货物对延误风险更敏感，货物贬值速率对延误成本影响更小；最优路径的平均风险延误率为0.46，边境节点延误风险较高；单位货物价值为300万元时，最优路径的边境延误成本是运输运费的1.2倍。对沿线边境站点的延误风险监测与应急处理需要引起运输企业和铁路管理部门的重视。
针对典型的海岛型城市海口市，综合考虑经济、政策、基础设施等多维度定性、定量影响因素，构建系统动力学模型，预测2020—2035年海口市对外客运需求量。预测结果显示，未来15年海口市对外客运需求呈稳步上升趋势，预计在2035年对外客运总量将突破8000万人次。GDP敏感性分析结果表明，当增速大于9%时，当前设施建设计划需要进一步加强，提前提高交通设施的供给能力；就业引进人口敏感性分析得出，人才引进规模控制在100万人左右可实现最大的经济效益，比60万人、140万人分别高出6.9%、5.1%；两种主要对外交通方式(机场和高铁)建设时序敏感性分析结果表明，机场开通相比高铁可拉动需求增长提高6.3%，这充分说明航空是海岛型城市对外出行的主要方式。
针对中欧班列国内网络节点城市间的竞争问题，本文从竞合博弈角度出发，考虑地方政府与平台公司两个层面的竞争与合作决策，地方政府作为博弈参与者根据社会福利最大目标制定对平台公司的补贴策略，平台公司在政府补贴下根据利润最大目标进行需求竞争，据此建立竞合博弈模型，对政府之间及平台公司之间的竞合关系进行博弈分析。通过比较完全竞争、平台公司主动合作、政府牵头合作3种情形下平台公司的需求、利润及社会福利，分析节点城市竞争与合作的最优策略，并进行数值分析。研究表明：政府牵头带动合作有益于地方社会福利的增加，但对平台公司来说并不是最优的；当平台公司与竞争对手主动寻求合作关系时，平台公司可以获得更高的需求与利润。数值分析结果表明，当竞争越激烈时，与政府牵头合作相比，平台公司主动寻求合作对平台公司的需求、利润及社会福利的影响更大，平台公司主动寻求合作的动力越大。本研究对于重构中欧班列生态具有参考价值。
基于已知的线路起终点和研究区域内人口分布情况，研究城市轨道交通地下线平面设计方案。以轨道交通车站的布设数量、位置及线路平面线形为决策变量，考虑实际地理条件、站间距、换乘预留及线路平面设计等约束，建立城市轨道交通地下线平面优化模型，实现客流吸引量最大，以及包括建设投资、运营支出和环境影响在内的线路综合成本最小。设计基于非支配排序遗传算法(NSGA-II)与A*算法的混合启发式算法求解模型。选取国内某城市地铁线路为研究对象，结果表明，算法可求得模型帕累托前沿，提供不同客流吸引量下线路综合成本最低的解决方案。此外，与实际平面设计方案相比，帕累托最优方案能够在不降低客流吸引量情况下减小约 4.4％的线路综合成本。
针对当前建成环境与老年人步行活动关系研究中，考虑个体主观感知嵌套于建成环境空间层次的不足，本文通过构建主观感知、建成环境与老年人步行距离效能的多阶层线性模型，以揭示各层级变量交互作用的本质和程度。结果显示：安全性、通畅性是老年人步行效能的主观敏感性因素；客观建成环境要素对不同步行距离效能存在一致性或差异性影响，其中，交叉口密度、 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)植被系数、公共服务设施密度是一致性因素，容积率、路网密度分别对300 m与远距离出行作用明显；中介效应表明容积率是影响300 m步行活动空间内交通安全性的关键性因素，社区开放形式则会通过治安安全性影响老年人远距离出行， NDVI植被系数是老年人步行环境安全性重要影响因素。
为研究照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征变化规律，选取26名驾驶人在交通状况相近的非高峰时段进行海底隧道实车试验。利用视觉仪、照度计等采集真实交通状态下照度、驾驶人眼睑闭合度、注视时长、车速及位置数据，分析驾驶人受不同照度及纵坡耦合作用下眼睑闭合度、注视时长和行车速度的变化规律，并分别建立眼睑闭合度、注视时长、车速与照度和坡度的数学模型。研究结果表明：驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时，眼睑闭合度明显降低，受照度影响作用效果显著；注视时长增加，受照度作用效果显著；注视点多分布于前方车辆；车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律，且受照度和纵坡坡度耦合作用效果显著。
为分析不同老年人比例在不同行人流量下与行人步行速度之间的关系，借助行人流量对行人服务水平分级，通过人工提取重庆市3个信号交叉口的老年人和中青年人过街的自由速度及加速度标定仿真参数，借助微观仿真平台获取不同行人服务水平下不同老年人比例与行人步行速度数据，利用主成分分析法与回归模型确定老年人过街比例与设计速度之间的关系。结果表明：在信号交叉口行人过街中老年人比例介于21%~41%，建议行人过街设计速度为0.94 m ⋅s-1；老年人比例超过41%后，行人过街设计速度应设定为0.86 m ⋅s-1，以满足老年人的过街需求。
