交通运输系统工程与信息

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张国伍

2010, 10(4): 1-12 .

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“交通7+1论坛”第十九次会议的主题为“特大城市公共交通系统的发展趋势”. 城市公共交通具有容量大、效率高、能耗小、污染少的特点，优先发展城市公共交通是解决大城市交通问题的根本途径. 会议分别介绍了北京市奥运后交通发展的情况和措施，上海市针对世博会交通采取的一系列政策和措施，广州市应对亚运会召开的一些交通做法；探讨了轨道交通和地面公共交通对特大城市发展的主要意义；分析了小汽车交通、绿色自行车交通与公共交通的互相影响和制约关系；提出了应该把城市交通作为系统工程，从城市规划与布局开始，从源头上解决问题的思路.

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公交运行服务质量评价指标体系探讨

杨晓光,安健,刘好德,滕靖,张栋

2010, 10(4): 13-21 .

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为了从服务学的视角准确考量公交系统运行服务的质量，本文基于交通调查和系统采集数据，通过统计分析解析了公交系统运行服务的过程和出行者出行的内在特性；基于对出行策略的定义，分析了出行者出行对时间、成本与体能消耗三方面的预算对其出行决策的影响；探讨了公交运行服务质量评价的系统边界，以价值、能耗与信息为基本维度，提出了评价公交运行服务质量的三维体系架构；最后分析提出三大预算对于从公交出行生理因素和心理过程两个基础层面揭示出行行为机理，是从乘客对服务感知视角对公交运行服务质量进行评价的更为客观有效的手段.

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提升运输效率改善物流绩效的对策研究

方轮

2010, 10(4): 22-26 .

摘要 ( )

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应用物流经济学原理，从分析我国物流成本占GDP比重及物流成本构成入手，指出运输成本高企、效率低下是影响物流绩效的主要原因. 通过从体制机制、政策法规、技术管理以及从业人员素质等宏观和微观层面，对影响我国运输成本和效率的主要因素进行深入剖析，提出提升我国运输效率改善物流绩效的主要对策：（1）继续深化交通运输行业体制与机制改革，重点是制度和政策创新；（2）加快推进综合运输体系的建设，重点是发展集装箱多式联运；（3）积极引进和鼓励采用现代物流技术和运营模式，重点是提高运输行业信息化和标准化水平.

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一种新的基于传感器融合的复杂交通背景更新方法

王国林,萧德云

2010, 10(4): 27-32 .

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复杂交通场景由于背景构造困难限制了视频监控技术的应用. 为了解决这个问题，本文提出了一种新的基于传感器融合的复杂交通视频背景构造方法. 首先通过基于EM算法的高斯混合模型提高背景建模的准确性；其次，对于运动缓慢或者静止的区域，通过设定不同的采样频率来提高背景建模数据的可靠性；对来自线圈和虚拟检测线检测到的数据进行数据融合来提高虚拟线圈检测车速的精度，通过引入局部稳态最优Kalman平滑器提高了数据融合算法的自校正能力. 最后，实验结果证明了所提方法的有效性.

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基于GIS的城市轨道交通建设安全风险管理信息系统的设计与实现

王艳辉,罗俊,张晨琛

2010, 10(4): 33-37 .

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城市轨道交通建设工程是一项风险高、投资多、周期长、影响大的建设工程. 随着国内城市轨道交通的发展，施工技术、安全防护技术等方面虽然取得了显著的进步，但其信息化管理水平却仅仅停留在一个微观的数据管理层面，安全风险全局管理、安全数据的深层次利用与综合性展示已成为了城市轨道交通建设安全风险信息化管理的瓶颈. 因此，本文提出了建设基于GIS的城市轨道交通建设安全风险管理信息系统，并从系统的功能、架构与业务实现流程等方面对系统进行了阐述. 目前，系统已在天津地铁建设中得到成功应用.

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北京市快速路浮动车最小样本量研究

熊娟,刘静,关积珍,孙建平,刘雪杰,温慧敏

2010, 10(4): 38-43 .

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为确保浮动车提供信息的准确性和可靠度，首先以RTMS数据作为真值来验证当前样本量条件下浮动车数据的有效性；然后通过简单随机抽样方法来逐步减少浮动车的样本量，并计算、比较不同样本量下的浮动车数据与RTMS数据的相关系数；最后得出确保浮动车数据有效所需的最小样本量. 经验证，本文研究范围内的二、三环快速路5 min时间间隔内每千米路段上需要的浮动车最小样本量为7～9个，而当前样本量条件下的浮动车数据在时间上和空间上能达到最小样本量要求的分别占73％和87％以上.

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SPSA算法在微观交通仿真模型VISSIM参数标定中的应用

章玉,于雷,赵娜乐,朱丽颖1,陈旭梅

2010, 10(4): 44-49 .

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微观交通仿真模型在交通系统管理、控制和优化中得到了广泛的应用. 然而微观交通仿真模型参数标定是一项复杂且系统的工作，特别是对于较复杂网络，其参数标定耗时长，且不容易找到最优解. 本文选取了应用较为广泛的VISSIM仿真模型作为基础平台，针对遗传算法（GA）的不足，建立了基于同步扰动随机逼近（SPSA）算法的微观仿真模型参数标定方法，并实现了程序的自动化标定；最后将该方法应用于北京市快速路仿真模型的驾驶员行为参数标定中，以速度的相对误差平方和作为收敛函数，通过对比GA算法，SPSA算法收敛速度快1.7倍，且在标定后的流量检验中相对误差的平方和小0.16，验证了SPSA算法在VISSIM参数标定上的优越性.

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混合交通流密度测定方法研究

ARASAN V.T.,DHIVYA G

2010, 10(4): 50-61 .

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交通流密度是衡量道路服务水平的指标之一. 当交通流中车辆长度和速度变化较大时，占有率则可以更好地反映交通流密度状况. 占有率的测定能够考虑到车辆的长度和速度变化，但是其值受到测量区域长度的影响，并且在混合交通情况下测量值缺乏准确性. 对于没有车道行驶规则的混合交通流，应当以整条路段为单位进行交通流分析. 因此本文提出了“区域占有率”的概念，且利用仿真技术验证其有效性. 对混合交通流条件下的占有率和区域占有率进行比较分析，区域占有率可以更合理地描述混合交通流的密度. 同时，得出混合交通条件下的区域占有率和交通流速度关系，证明了混合交通流条件下区域占有率提出的合理性和准确性.

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基于持续时间模型的日出行时间分析

隽志才,鲜于建川

2010, 10(4): 62-67 .

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交通需求管理和控制与时间因素密切相关，对出行时耗的研究是出行行为分析的重要内容. 本文提出了用于出行时间分析的持续时间模型，讨论了通勤者日出行时间投入随出行者及其家庭社会经济属性、活动和出行特征变化的连续分布规律. 模型用已投入出行时间约束下出行结束的条件概率更准确地描述了出行的动态过程，从对活动与出行之间派生和竞争关系的分析，部分地反映了通勤者的时间分配行为. 分析表明，出行时间最小化的行为假设对大多数通勤者成立. 本研究为出行时耗的定量研究提供了更准确有效的分析工具，对于准确把握通勤者时间分配行为有重要意义.

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航班后效晚点传播时间的混沌现象及其定量分析

郑攀,胡思继,张晨

2010, 10(4): 68-72 .

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由于一些不确定的因素致使航班进入停机位晚点，而在两相邻航班中前行航班的晚点会不同程度的传播给后行航班计划进入停机位时间. 为了研究航班晚点传播时间的规律，本文提出了航班后效晚点传播时间的计算方法，并利用航班进入停机位晚点时间的分布规律，对航班进行随机延误得到航班后效晚点传播时间的时间序列；然后为了能使时间序列蕴藏的信息得以充分体现，采用Takens嵌入定理对相空间进行重构得到一系列相点，从而通过这些相点可以定量计算判别混沌现象的参数即关联维数和Lyapunov指数；最后通过G-P算法与小数据量法分别计算此混沌参数，验证了航班后效晚点传播时间的时间序列具有混沌效应.

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基于可变元胞传输模型的城市道路交通流估计方法

胡晓健,王炜,盛慧

2010, 10(4): 73-78 .

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城市道路交通流预测的可靠性、实时性是城市交通管理与控制的基础. 为提高城市道路交通流的预测能力，提出了可变元胞传输模型（VCTM模型）. 在分析元胞传输模型（CTM模型）在城市道路交通流预测方面应用不足的基础上，根据流量守恒定律，将元胞的交通流密度和元胞的长度两个参数引入CTM模型，建立了VCTM模型. VCTM模型根据路段连接、汇聚、分流等三种形式的不同特点，分别建立了元胞连接、汇聚、分流的交通流传输公式. 虽然VCTM模型引入了元胞的交通流密度和元胞的长度两个参数，增加了模型求解的运算量，但克服了元胞长度必须相等的局限性，确保VCTM模型可以应用于城市路网中的不同道路. 仿真结果表明，VCTM模型能够满足城市道路交通流预测的要求.

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基于动态信息反馈的日常出行决策模拟研究

田丽君,黄海军,刘天亮

2010, 10(4): 79-85 .

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实际道路系统中，交通个体的日常出行决策是一个长期的演化过程，出行者根据出行经验和获取的路径信息确定行驶路线. 考虑有装置和无装置两类用户，在时间反馈策略和平均速度反馈策略下对出行者的出行效率进行了讨论分析. 仿真结果表明，出行者对历史经验的依赖程度决定系统的演化效率. 两类出行者的出行效率均随出行需求增加而减小，随历史经验依赖性增加而先增加然后趋于稳定，并且随市场渗透率的增加，在不同信息策略下表现出相反的趋势. 一般来说，有装置出行者具有较少的行驶时间，且在速度反馈策略下效果明显，两类用户的出行效率差距随着时间的演化有减小的趋势.

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基于自适应规则的择路演化研究

王谱,孙会君

2010, 10(4): 86-92 .

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从研究出行者个体出行的行为特性出发，研究其择路行为有重要的意义. 在自适应规则的基础上，考虑OD（Origin and Destination，简称OD）量服从一个概率分布（本文中假设服从正态分布）的情况下，研究出行者择路的演化. 结果表明，对于固定或随机的OD量，路径流量均能收敛. 并且，当OD量是随机变量时，如果均值一定，方差越大收敛速度越慢；如果方差一定，增大均值基本不会改变收敛速度，但对收敛前路径流量在演化过程中的波动幅度有较大的影响. 此外，还考虑了多种交通方式并存下的择路模型及演化. 演化结果表明，小汽车出行的不稳定性和自主性要比公交车出行高.

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道路拥挤定价收入再分配理论研究进展及启示

赵泽斌,安实,王健

2010, 10(4): 93-100 .

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道路拥挤定价收入再分配研究是道路拥挤定价发展中迫切需要解决的实践难题和理论研究的前沿性课题. 本文综述了国内外道路拥挤定价收入再分配相关的社会福利、公众支持和收入再分配方式等方面理论研究发展历程和最新进展，并给出了我国城市道路交通推行该政策的建议. 国内外研究和实践表明，需要在优先考虑提升交通运输效率的基础上，从解决道路拥挤定价政策所产生的福利分配不公平问题和提高公共认知与支持角度出发，制定和实施合理可行的道路拥挤定价收入再分配策略和配套措施，才有助于增强道路拥挤定价政策实施的可行性和有效性，从而更好地改善道路拥挤状况，提高道路运输效率.

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机动车驾驶员自身差错事故致因模型及应用

马艳丽,娄彦江,王要武

2010, 10(4): 101-105 .

摘要 ( )

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为改进传统的驾驶员差错事故分析方法，探索机动车驾驶员差错事故致因分析的新途径. 本文基于道路交通事故案例与调研数据资料，从微观角度分析机动车驾驶员自身差错事故，建立了驾驶员自身差错交通事故致因模型；运用改进的层次分析法确定了导致驾驶员自身差错事故发生的主要影响因素权重，减少了主观因素对分析精度的影响. 结果表明，在机动车驾驶员自身差错交通事故中，驾驶员感知差错率占50.2％，判断决策差错率占38.9％，操作差错率仅占10.9％. 机动车驾驶员感知和判断能力较差是导致交通事故发生的重要因素. 研究结果可为机动车驾驶员事故预防与控制提供科学依据.

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基于分形理论的短时交通流预测算法

承向军,刘军,马敏书

2010, 10(4): 106-110 .

摘要 ( )

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城市交通诱导与控制需要短时交通流预测作为依据，当预测时间小于5 min时，常用的短时交通流预测方法往往难以满足精度要求. 为了提高短时交通流预测的精度，针对短时交通流的非线性特征，采用基于分形的方法可以缩短预测时间、提高预测精度. 在G-P算法基础上，本文利用欧式模定义相空间任意两点间的欧式距离，并采用筛选法计算备选点的欧式距离，以此提高计算速度，使预测2 min内的交通流成为可能. 以北京西直门至阜成门段一天的断面交通量为实例，应用基于分形的短时交通量预测算法，对712个有效数据点的后30点进行预测，预测精度达到92％以上.

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考虑可持续发展的交通网络设计双层模型与算法

秦进,倪玲霖,董龙云,史峰,缪立新

2010, 10(4): 111-117 .

摘要 ( )

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研究了考虑可持续发展的混合型交通网络设计问题的优化模型和算法. 利用双层规划模型描述问题，其中上层模型是以方案总投资费用和汽车废气排放量最小化为优化目标，并受占用土地规模和路段负荷度的约束，下层模型为确定型的交通网络平衡配流模型. 使用路段等级决策变量将问题离散化，并基于模拟退火算法和基于路径的梯度投影算法进行模型求解. 算例计算表明，优化后的交通网络不仅拥堵状况得到显著缓解，而且路网内汽车废气排放量下降幅度也非常明显. 这都证明本文所提出的双层规划模型和求解算法是一种研究可持续发展环境下交通网络设计问题的有效方法.

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基于组合优化模型的国家级公路网布局优化

朱诺,魏丽英,邵春福,贾斌

2010, 10(4): 118-124 .

摘要 ( )

PDF(931KB) ( )

在传统的公路网路线布局优化模型的基础上，对节点重要度、路段重要度及网络重要度模型分别进行了改进. 改进模型综合考虑了节点的社会经济情况及路网交通需求在各节点之间的空间分布情况，将节点的客、货运输量作为确定节点重要度的重要指标，同时将节点之间的OD交换量、路段长度以及与两节点直接连通的节点个数作为确定路段重要度的变量，并将改进的重要度模型引入目标函数当中，建立一种适用于国家级干线公路网的组合优化模型，并运用遗传算法对所建立的组合优化模型进行求解. 基于东北地区高速公路网规划案例进行的仿真试验表明，该模型是可行的、有效的，可以为公路网规划提供一些借鉴和参考.

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城市应急车辆调度模型优化研究

赵韩涛,翟京,毛宏燕,侯亚丽

2010, 10(4): 125-130 .

摘要 ( )

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优化应急车辆调度是降低突发事件造成重大人员伤亡和财产损失的有效手段. 在分析应急车辆调度问题、决策目标、决策变量和目标函数的基础上，构建了最小化整体损失的理想化调度模型. 针对该理想模型的参数难以确定的问题，提出以广义响应时间为基础，以实时交通量辅助决策，采用简化约束条件的方法建立了城市应急车辆调度的优化模型. 分析了路段行程时间和交叉口行程时间的计算，依据路段交通流量对城市应急车辆调度的影响划分道路服务等级. 基于威海市实际案例的分析结果表明，简化模型能够辅助优选应急车辆调度方案，验证了该方法的有效性.

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多集结点的应急交通时变疏散需求预测模型

耿彦斌,韦献兰

2010, 10(4): 131-136 .

摘要 ( )

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本文着重研究应急交通需求时空分布预测方法. 从分析应急交通需求特点入手，在总结现有研究的基础上，提出广义S型行为反应曲线的概念，并紧扣不同集结点的疏散时间要求和反应参数各异的特点，建立了广义S型需求加载曲线模型，同时给出了单位时段疏散百分比的分析方法. 应用上述方法，设计了分时段应急交通OD需求矩阵的求解算法，从而建立应急交通需求时空分布模型. 基于MATLAB软件对模型编程实现，在对给定算例进行应用后，证明模型能够准确刻画不同时刻的各集结点和整个系统的应急需求疏散比例的动态变化，并有效应用于应急交通时变需求分布的预测.

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超速驾驶行为的演化博弈

李振龙,张利国

2010, 10(4): 137-142 .

摘要 ( )

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为遏制超速驾驶，通过分析驾驶员超速的心理博弈过程，建立了交通管理者和驾驶员策略选择的决策博弈模型，应用演化博弈论分析了交通管理者检查与不检查、驾驶员超速与不超速各自2种策略选择的时间演化过程. 根据雅可比矩阵的局部稳定性对可能的演化稳定状态进行了分析，由于交通管理者和驾驶员选择不同的策略会有不同的收益，因此，演化稳定状态会有鞍点、稳定点、不稳定点等几种情况. 分析结果表明：政府部门要加强对交通管理者尽职的奖励与失职的惩罚，敦促交通管理者严格检查；同时，针对个体差异对超速的驾驶员进行严厉处罚，这样就会在一定程度上遏制超速驾驶，提高交通安全.

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基于BCC模型的常规公交线路绩效评估方法

严亚丹,过秀成,叶茂

2010, 10(4): 143-147 .

摘要 ( )

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资源的有限性和社会对公交服务需求的日益增长，决定了公交线路的绩效对于整个公交系统的运营和发展具有重要意义. 为对常规公交线路网络中的单条公交线路进行绩效评估，本文基于城市公交的属性，即公益性和经营性，构建了单条公交线路绩效评估概念框架. 将单条公交线路的服务实现过程分为两个阶段，利用数据包络分析中的面向产出的BCC模型（Banker Charnes Cooper model），计算单条公交线路的运营效率和服务效益. 从公交企业和乘客两个角度评估公交线路功能的实现程度，为公交线网的优化设计及政府决策提供参考. 最后以泰州市的10条公交线路为例进行了实践应用.

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基于面向对象的离散事件仿真的VRP问题研究

孙中悦,关忠良,何绍恩,郭志光

2010, 10(4): 148-154 .

摘要 ( )

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针对车辆路径问题（VRP）研究的复杂性，提出了一种新的解决方案. 首先对客户货物的配送过程建立离散事件仿真模型，在模型中，配送过程事件、资源等利用面向对象的方法进行描述，VRP问题涉及的各种约束条件在仿真流程中予以处理，所以该模型可以真实模拟复杂的车辆配送过程. 然后利用遗传算法对离散事件的仿真结果进行优化，得到了车辆路径问题的最优解. 这种将离散事件仿真和遗传算法相结合的方法可以有效克服精确算法和智能启发式算法较难解决多约束车辆路径问题的弊端. 实验结果验证了新方法的有效性和可行性，由于仿真结果详细记载了配送的全过程，因此该方法对车辆路径问题的实际应用具有一定的指导意义.

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经济圈交通枢纽选址模型与算法研究

张兵,邓卫

2010, 10(4): 155-160 .

摘要 ( )

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国内外对交通枢纽选址问题的相关研究已经有很多，但是在传统选址模型中很少考虑到枢纽所在城市的经济影响力因素. 本文通过研究经济圈城市经济发展与交通枢纽选址的内在关系，在以运输成本和枢纽建设成本最小的传统选址模型基础上，引入影响经济圈城市经济发展水平的6种因素，以经济圈交通枢纽所在城市的经济影响力最大，并考虑路网上交通流量的均衡分配，建立了经济圈交通枢纽选址双层规划模型. 为了快速对模型求解，提出了一种基于小生境遗传退火算法，该算法易于编程，实用性较强. 最后以长三角经济圈内交通枢纽选址作为算例，说明了该方法有效可行.

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驼峰车组溜放的动态出口定速模型研究

张红亮,杨浩,张超,魏玉光,高咏玲

2010, 10(4): 161-165 .

摘要 ( )

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从编组站驼峰解体作业中出现的问题出发，在深入分析重载大轴重货车车场内超速连挂和轻载车辆逆向大风条件下溜放不到位这一矛盾问题的基础上，指出其根本原因是驼峰自动化系统的出口定速模型在车组溜放出口定速中单位基本阻力取值不合理，和没有考虑车组溜放时环境条件变化. 基于此，提出了单位合阻力的概念，根据车组溜放过程中的能量守恒定律，建立了间隔制动出口动态定速模型. 利用模糊逻辑的不确定信息处理能力，兼以神经网络的自学习能力，建立了基于模糊神经网络的目的制动出口定速模型. 最后，通过驼峰仿真实验，验证了模型的有效性，为驼峰车组溜放速度控制提供了理论参考.

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突变理论在城市客运结构评价中的应用

吴琛,程琳

2010, 10(4): 166-171 .

摘要 ( )

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以突变理论的基本原理为出发点，从居民出行满意度、交通方式经济性、城市交通可持续性三方面，构建了适用于突变评价法的城市客运结构评价指标体系，重点探讨了定性指标的量化方法. 根据作为控制变量的子指标的个数，考虑“互补”与“非互补”原则，利用尖顶型、燕尾型和蝴蝶型三种常见的突变模型的归一公式，自下而上求出各种交通方式的隶属度函数值. 针对突变理论用于评价时具有分值偏高的缺陷，提出采用线性方程进行得分变换的方法来解决. 依据不同交通方式及其所占的比例对城市客运结构评价有不同程度的影响，通过加权计算，得到综合评价模型. 结合淮南市客运结构现状进行了实例分析，结果表明该方法可行.

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大型活动观众交通方式研究

郭继孚,孙壮志,姚广铮,刘雪杰,胡新宇

2010, 10(4): 172-178 .

摘要 ( )

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以大型活动交通组织工作最为关心的观众交通方式为研究对象. 对奥运会期间六个不同场馆之间的交通方式差异，以及同一场馆在奥运会前后交通方式的演变历程进行了调查（包括奥运公园“好运北京”测试赛、彩排、开闭幕式、比赛日等一系列调查），调查数据反映了场馆所处的位置、交通设施条件对交通方式的影响；以及，在同等交通设施条件下，采用需求管理措施和严格的交通管制措施能够大幅降低私家车、出租车的出行比例. 文中的数据及结论可为大型活动交通组织工作提供经验借鉴和参考.

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山区双车道公路横断面要素安全性研究

张铁军,唐琤琤,王蓉蓉

2010, 10(4): 179-185 .

摘要 ( )

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横断面要素指标是双车道公路的重要控制指标，上述指标的选择对于双车道公路的安全性和通行能力有很大影响，在山区尤为明显. 本文根据24条山区双车道公路的现场勘察结果和交通事故、交通组成等数据，对山区双车道公路横断面要素的安全性进行了分析研究. 研究内容包括路基宽度、车道宽度和路肩宽度指标对全部事故和不同形态事故的影响规律，并借用负二项分布模型针对路基宽度指标进行了事故预测研究. 研究结果表明，路基宽度和路肩宽度对于全部事故和各类别事故的影响整体上皆为先增加后降低的趋势；构建的追尾事故预测模型中货车比例、接入口、路基宽度的二次式几个因素将增加追尾事故，而路基宽度的增加有利于降低追尾事故.

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飞机尾涡流场的建模与仿真计算研究

魏志强,徐肖豪

2010, 10(4): 186-191 .

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飞机在飞行中形成的翼尖涡会使跟进的后机发生倾斜、滚转、失速等影响飞行安全的情况. 通过对尾涡机理的分析，本文建立了尾涡消散模型、运动模型，采用镜像涡方法，根据涡核间距加大的程度来评估地面效应影响的强弱，较好地反映地面效应对尾涡运动和消散的影响. 基于建立的模型，对尾涡流场进行仿真计算，计算结果与激光雷达实测或大涡模拟结果基本一致. 与常用的大涡模拟方法相比，文中计算模型具有形式简单、速度快的优点，可以用在机场尾涡间隔系统研究中.

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基于RNP RNAV的INS／GNSS完整性连续性分析

屈重君,卫圈虎

2010, 10(4): 192-198 .

摘要 ( )

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国际民航组织提出了未来空中新航行系统，所需导航性能技术是其中关键的技术. 文中提出了一种针对所需导航性能通用的完整性和连续性分析方法及分析过程. 分别以单套导航系统和余度配置的惯性／卫星组合导航系统为例，详细地分析了两种配置的完整性和连续性. 分析结果说明，整个组合导航系统的完整性和连续性与系统的配制结构有关，仅增加导航模块单元的数量不能改善整个系统的连续性，导航显示单元与导航计算机的配置结构同样影响到完整性和连续性的设计结果. 结果显示，三余度组合导航系统、二余度导航显示模块、二余度计算模块配置的结构能够满足RNP-0.5的完整性、连续性设计要求.

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