交通运输系统工程与信息

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扩大内需与交通基础设施的建设与发展

王庆云

2009, 9(3): 1-5 .

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为了应对全球性经济危机，我国拟通过推进基础设施建设等手段扩大内需，拉动经济增长。本文阐述了增加交通基础设施建设投资的必要性，强调交通基础设施的建设应当适度超前。分析了铁路客运与货运的发展方向，提出铁路发展的重点是客运和网络结构的合理性。结合我国国情，论述了大力建设高速客运专线并形成快速客运网络的必要性和现实条件。提出了扩大内需加快基础设施建设是各种运输方式自系统的优化和完善，也应考虑交通运输结构的调整和优化。最后，分析了铁路政企分开的利弊，指出把握市场化进程中的公益性是交通改革的关键。

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交通运输与能源消耗相关研究综述

贾顺平,彭宏勤,刘爽,张笑杰

2009, 9(3): 6-16 .

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交通运输作为能源消耗性行业，尤其是一次性石油能源消耗大户备受社会各界关注。文章从交通运输能源消耗的外部成本计算、影响因素分析、统计指标与数据比较研究，以及交通运输能源消耗与社会经济互动关系、相关规划与政策研究、交通能源需求量预测等方面，综述了国内外的相关研究成果，分析了当前研究的特点和存在的不足。提出今后要在交通运输能耗基础统计数据与可比指标、不同交通运输方式能源消耗的可比因子、交通运输能源消耗影响因素及灵敏度分析等方面展开更进一步的深入研究，以期建立相关的基础数据平台和理论方法模型。

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城市公共交通网络的复杂性分析

刘锐,严宝杰,黄志鹏

2009, 9(3): 17-22 .

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城市公共交通网络是由公交线路和停靠站点构成的复杂网络，网络的几何性质对站点间的可达性具有重要影响。本文采用Space P法对合肥市公共交通网络进行拓扑，并计算分析了节点的度、群集系数、节点介数以及平均路径长度4个指标及其分布规律。结果表明，合肥市公共交通网络具有明显的小世界网络特性。采用系统聚类分析方法将公交站点归类，并通过比较各类站点对公交网络平均换乘次数的影响，确定了各类站点的相对重要性。站点的聚类结果可为公共交通网络管理、规划方案的制定提供参考。

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基于灰色聚类的区域国防公路网节点层次划分

王海威,陆化普,蔚欣欣

2009, 9(3): 23-28 .

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区域国防公路网络节点层次划分是进行区域国防公路网络布局优化的首要工作，而国防公路网节点层次划分标准不同于国家公路网，因此在指标选取以及方法运用上应有所区别。本文首先明确了区域国防公路网节点层次划分原则，在分析常用公路网节点层次划分方法的基础上，重点提出了基于灰色聚类的区域国防公路网节点层次划分的方法，构建了区域国防公路网节点层次划分的灰色白化权函数聚类模型，并给出了实际算例。通过以上研究得出结论：灰色白化权函数聚类方法用于区域国防公路网节点层次划分的结果科学合理，计算过程简洁，容易编程实现，可在实际区域国防公路网布局规划中应用。

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公共交通出行者ATIS信息选择行为影响因素研究

杨智伟,赵胜川,张迅

2009, 9(3): 29-35 .

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公共交通出行者ATIS信息选择行为对ATIS实际实施效果存在显著影响。本文以大连市公共交通出行信息需求专项调查为基础，通过因子分析方法提取并定义ATIS信息因子，对公共交通相关ATIS信息进行合理分类，同时引入公共交通出行者年龄、职业、先进通讯技术使用情况等个人特征变量，建立公共交通出行者ATIS信息选择Binary Logit 模型，对公共交通出行者ATIS信息选择行为影响因素进行研究。研究结果显示公共交通出行者个人特征与ATIS信息内容特性对公共交通出行者ATIS信息选择行为存在不同程度的影响，城市交通信息服务系统的建设与运营应进一步面向公共交通出行者实现“以人为本”。

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基于聚类分析的城市交通路段划分研究

张心哲,关伟

2009, 9(3): 36-42 .

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根据交通流特性的相似性进行交通路段划分对城市交通管理和控制具有重要作用。交通流数据具有时间序列特征，相似性度量问题是时间序列聚类中的最基本的问题之一。本文为交通流数据聚类给出了一种基于灰色关联的相似性度量方法，通过比较试验确定了它具有较高的聚类精度。在每个时段时间序列间的相似性差异、在某一个时段的异常数据等会影响到在整个时间区间的交通流数据聚类,为此本文提出了一种基于时段划分的交通流数据聚类方法。这个方法首先对每个时段数据进行聚类，然后采用最大频繁项集方法得到最终聚类结果（即交通路段划分），实例证明了方法的有效性。

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基于功耗分析的货物列车节能运行控制方法研究

柏赟,毛保华,周方明,丁勇,董成兵

2009, 9(3): 43-50 .

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由于机车牵引能耗的巨额经济成本和气体排放引起的污染问题，列车节能运行控制与研究日益重要。本文根据机车牵引力做功与能量转换方程分析了列车运行能耗的主要作用形态，即克服列车运行阻力和调速制动导致的动能损失。基于对运行阻力功和制动动能损失的考虑，从理论分析及仿真计算的角度，探讨了调速制动前的惰行距离和途中运行速度均衡性对列车运行能耗的影响。案例分析表明：在运行时分相近的要求下，通过避免不必要的制动调速和增加停站制动前的惰行距离，可降低运行能耗9%；通过设置合理的目标速度上下限保持列车运行速度均衡性，可降低运行能耗6.8%。

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车辆“占位冲突”与速度标准差的关系研究

张芝,熊坚,秦雅琴

2009, 9(3): 51-54 .

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超车是交通流中不可避免的现象，超车和追尾，一个是正常行驶，一个是交通事故，但他们具有一个共同的原因，即都是由速度差引起的“占位冲突”。本文利用微观交通流仿真软件VISSIM，通过交通流仿真试验,研究在给定路段上车辆“占位冲突”与速度标准差的关系，论文还分析了交通流量对“占位冲突”的影响。仿真结果表明“占位冲突”与交通流速度标准差成正比关系；与交通流量成二次函数关系；最后根据以上研究提出单位时间和单位里程的占位冲突次数模型，该模型可以用来估算道路上的交通冲突问题，为评价道路安全提供一定的依据。

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机动车道的非直接左转交通措施对驾驶员行驶特性和安全的影响

陶瑞华,魏恒

2009, 9(3): 55-63 .

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鉴于直接左转机动车交通常是路口事故和延误的诱因之一，左转禁驶在许多研究中都作为一项安全措施处理，直接左转处理方式有多种，大致包括：(1) 下游路口右转后U形调头直行；(2) 当前路口右转后在下一路口前的隔离带打U形调头直行；(3) 当前路口右转后在下一路口后的隔离带打U形调头直行；(4) 在当前路口上游打“壶柄状(Jug Handle)”转行；(5) 在当前路口下游打“壶柄状”转行。这五种措施的基本原则是将直接的左转行交通转换成发生在其它地点（比如下游路口，隔离带或横向街道等）的不同形态的转向交通，可称作“非直接左转交通”。而这些“非直接左转交通”不同程度地改变了驾驶人员的驾驶行为和安全因素。根据一些州的实际例子以及作者的实践经验，本文就“非直接左转交通”措施对行驶行为和安全的影响进行研究，包括转向操作，驾驶目标，行驶速度，车速干扰，行驶时间，转向中对可接受的车流空隙感觉判断。另外，“非直接左转交通”引起冲突区域，冲突点分布和碰撞类型等方面的变化对驾驶人员的安全影响也进行了分析。最后，本文总结了“非直接左转交通”措施的主要特点以及所涉及的一些尚待解决的难点问题。

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求解连续网络设计问题的模拟退火算法灵敏度分析

杨进,徐猛,高自友

2009, 9(3): 64-70 .

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研究了求解城市交通连续网络设计问题的模拟退火算法参数选择原则。采用双层规划模型来描述固定需求下的城市交通连续网络设计问题，其中上层问题的目标函数为整个网络的总阻抗和总投资额之和，下层问题则是用户平衡配流模型。利用模拟退火算法求解上层模型，下层模型则采用基于路径的GP算法进行求解。本文首次采用了灵敏度分析方法分析参数选择对模拟退火算法求解连续网络设计问题影响，比较了各个参数对算法结果及时间的影响，确定了参数的选择原则。根据上述分析方法得到的参数选择原则来设定参数的取值，能够提高算法的执行效率和收敛精度。

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停车收费影响下的多用户多方式混合交通平衡分配模型

史峰,罗端高

2009, 9(3): 71-77 .

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考虑停车收费对城市交通分配的影响，把出行者划分为拥有自用车的出行者和无车的出行者两类。在公交优先策略实施的前提下，分析了拥有自用车出行者选择驾车或公交车出行，无车的出行者选择搭乘出租车或公交车出行的多用户多方式混合交通平衡配流问题，运用数学规划理论，建立了停车收费影响下的多用户多方式混合交通平衡分配模型，证明了模型解的等价性与唯一性。计算结果表明：当停车收费水平提高时，路网中的出行者选择驾车的出行需求显著减少，而选择出租车和公交的出行需求都明显增加。

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能力约束条件下城市道路和停车流量分配模型及算法

四兵锋,张好智,孙会君,高自友

2009, 9(3): 78-85 .

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在城市交通系统中，动态交通和静态交通之间存在着密切的关系，两者之间既相互促进又相互制约。本文对城市交通网络中的道路及停车流量分配问题进行了探讨和研究。充分考虑了影响出行者停车选择的主要因素，包括车辆行驶费用、停车费用以及步行费用等，构造了停车场广义效用函数，采用Logit模型来描述出行者的停车选择概率，并假定出行者的路径选择行为满足Wardrop平衡准则。在此基础上，综合考虑交通网络中出行者的路径选择和停车选择问题，提出了具有能力约束的城市道路及停车流量分配的用户平衡模型，并给出了求解该模型的算法。最后通过一个简单算例，对模型及算法进行了验证，分析了不同交通需求及停车收费条件下停车流量的变化情况。

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基于多目标遗传算法的枢纽航线网络的鲁棒优化方法

黄佳,王庆云

2009, 9(3): 86-92 .

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枢纽航线网络在设计的过程中，容易受到需求和成本数据发生变化带来的影响。往往造成构建出来的最优网络，在需求发生变化的条件下，与实际对应的最优解存在较大的最低成本优化偏差。为了降低这种网络优化中的不确定性带来的风险，得到在多种可能的需求和成本条件下均可获得较好效果的鲁棒最优解，文中采用了一个多目标优化的遗传算法进行研究。首先将各种不同的需求和成本条件作为需要同时优化的多个目标函数，然后采用一个遗传算法来表示所有可能的枢纽航线网路结构，并搜索多目标优化的鲁棒最优网络解。最后本文对该搜索算法的收敛性进行了证明，数值实验结果表明了算法的有效性。

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高峰期轨道交通客流的弹性“瓶颈”平衡模型

郝记秀,周伟,彭唬,王元庆

2009, 9(3): 93-97 .

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以瓶颈模型在高峰期轨道交通客流平衡中应用不足为切入点，针对具有潮汐客流特征的轨道线路，给出能够反映不同站点出行特征的弹性瓶颈概念，并以此为基准，提出弹性“瓶颈”平衡模型。首先，扩充了拥挤风险费用的定义，建立了更加符合实际的高峰期不同轨道交通站点不同时段的出行费用模型；其次，建立轨道交通高峰时段计算方程，分析不同站点的高峰时段特征；再次，结合轨道交通站点的弹性特征，构建了高峰期轨道交通客流的弹性瓶颈平衡计算模型；最后，通过模型计算求解，对比分析模型分析结果与土地价值的空间递减性之间的相似度，以验证弹性“瓶颈”模型的合理性.

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基于可靠性分析的公交出行路径启发式搜索算法

陈艳艳,王东柱

2009, 9(3): 98-102 .

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城市公交系统包含多种公交模式如地铁、轻轨、公交专用道、地面公交等，不同模式的车辆行驶速度及换乘时间差异很大，同时由于城市公交运行时间的具有较强的随机性，基于静态分析的路径选择与实际的动态最佳路径常有较大偏离。本文以公交出行链各环节为边，通过构建包含不同公交模式的多层次网络邻接关系，并对各边进行平均出行时间及时间可靠度的双重赋权，建立考虑出行各环节时间随机波动的多模式公交线网；并以通行时间较短、延误风险较小为路径寻优的双重目标，通过在路径寻优过程中对延误高发线路及换乘点进行启发式规避，实现在出行时间许可范围内有效减少延误风险的可靠路径的快速搜索。文中最后通过实例表明该算法的合理性及有效性。

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混合交通网络设计及免疫克隆退火算法求解研究

孙杨, 宋瑞,何世伟,陈强

2009, 9(3): 103-108 .

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研究混合交通网络设计问题，以交通网络总阻抗最小为目标，在建设资金的约束条件下给出了双层规划模型。将模拟退火算法中的退火策略引入到免疫克隆算法中，设计了求解模型的免疫克隆退火算法。算例验证了算法的可行性，并通过与模拟退火算法比较证明了设计算法的有效性。最后，在给定不同建设资金的约束条件下进行了灵敏度分析，并讨论了投资成本与网络总阻抗、建设资金约束与网络设计决策的关系。

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一种改进的基于多智能体的供应链协商报价模型

李义华,李夏苗

2009, 9(3): 109-113 .

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利用多智能体模拟供应链中企业自动报价协商是智能商务得以实现的关键技术之一。本文对多主体的协商过程进行了形式化描述；在分析前人出价策略模型及相关参数确定的基础上，利用不同概率密度函数模拟各主体的不同出价策略，构造了一种新的出价策略协商报价模型；对概率密度函数中各参数的有关确定和实际意义进行了分析；主体在价格协商过程中，用自身的下一步期望出价和保留价格确定自身报价策略，同时还考虑了对手报价情况，使价格协商过程与现实中的“讨价还价”现象一致。最后通过实际算例对模型的实用性和合理性进行了分析和验证。

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出行时间价值计算及应用研究

宗芳,隽志才,张慧永,贾洪飞

2009, 9(3): 114-119 .

摘要 ( )

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传统的出行时间价值计算方法无法考虑出行者主观因素对出行时间价值判断的影响以及出行时间的利用效率问题。本文综合应用生产法、收入法及非集计Probit模型，引入节省时间利用系数，建立了出行时间价值计算综合模型，对传统方法做出改进；应用已建时间价值计算模型及佛山市南海区出行调查数据计算出行者的广义出行费用，进而建立了出行频率预测Logistic模型；根据出行频率预测及敏感性分析对南海区实施拥挤收费策略的可行性进行了评价。结果表明，改进的时间价值计算方法可以充分考虑出行者主观因素对其时间价值判断的影响，解决时间价值利用率问题，并且提高时间价值计算的准确率。已建方法可为出行行为分析、预测和交通需求管理策略评价提供理论支持。

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城市公交管理的Stackelberg博弈模型

孙连菊,高自友

2009, 9(3): 121-127 .

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公交市场上运营者之间的自由竞争往往会走入“囚徒困境”，即所达到的Nash平衡不是Pareto最优。针对此，本文引入公交管理者进行宏观调控使运营者走出困境。本文首先建立了描述管理者与运营者之间的动态调整过程的Stackelberg博弈模型。鉴于该双层模型的复杂性，文中将下层广义Nash均衡博弈模型转化成变分不等式问题，并讨论了博弈均衡解的存在性，然后给出了增广Lagrange罚函数算法及其收敛性结论，最后给出具体算例。

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BRT线路公交信号优先协调与控制方法研究

郭欣蕾,张海

2009, 9(3): 128-134 .

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快速公交是解决城市交通问题的有效手段，公交信号优先对于提高快速公交运营效率具有重要作用。具备公交优先功能的快速公交沿线路口协调控制有较高的复杂性，为此，本文提出了一种关键参数抽取方案，针对快速公交全线路路口信号优先控制，给出了定周期下优先感应控制方案和优先评估体系，通过分时段遗传算法实现了信号控制参数与车辆调度参数的协调优化，达到了公交优先与社会车辆理想通行的综合最优控制效果，以北京市南中轴BRT为例，应用VISSIM交通软件进行仿真，通过与其它多种控制方案优先效果的比较，验证了本文方案良好的控制效果。

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基于动态规划的城市交通流预测与分配

李一龙

2009, 9(3): 135-139 .

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城市交通系统是一个复杂的大系统，针对交通流的不确定性，本文基于动态规划思想提出了交通流预测与分配的方法。考虑路段容量对交通分配的影响，建立了路网流量预测和分配模型。为了保持并充分利用传统网络模型的性质和特征，引入惩罚函数，将容量约束条件转换到目标函数中，使模型符合传统均衡网络流结构。将凸规划法作为一个子过程植入惩罚函数，得到模型的求解算法。控制策略上采取预测控制、反馈校正和滚动优化的方式。最后，通过算例分析，进一步阐述模型和算法的应用，验证算法的有效性。为交通流预测和分配提供一定的参考。

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基于元胞自动机模型的行人排队行为模拟

廖明军,孙剑,王凯英

2009, 9(3): 140-145 .

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排队行为模型是常态下行人交通仿真系统模型的基础。本文利用排队论、有限状态自动机原理以及元胞自动机模型对排队系统进行建模。排队行为模型以邻居方向与目标方向间的修正夹角作为主要因子构造了元胞自动机模型的转移概念率函数。利用C#对行人排队行为模型进行实现，并构造了两个不同数量的售票服务台的仿真场景。从仿真动画来看，该模型逼真地模拟行人的排队活动；从不同场景的队长与时间关系曲线可以看出，增加一个售票服务台明显可以减少队列长度，排队系统性能得到改善。由此说明该模型具有模拟行人排队行为的能力。

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考虑行人过街的两相位交叉口配时优化

冯树民,裴玉龙

2009, 9(3): 146-151 .

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分析了信号交叉口的机动车和行人的运行特性，考虑了行人过街与机动车运行的相互影响，为满足行人的安全过街，在两相位交叉口信号配时中加入行人行走的迟起、早断时间。考虑行人过街的需求，在信号配时中将行人过街的最大延误时间以及行人过街的总延误纳入到交叉口信号配时优化模型中，提出以周期、停车率、饱和度、排队长度、行人最大允许延误时间、机动车最大允许延误时间作为约束条件，以机动车和行人的总延误最小为优化目标，建立交叉口信号配时的优化模型，给出求解方法，为信号交叉口的优化配时提出新的思路。

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铁路集装箱站作业流程及平面配置方案设计研究

王利

2009, 9(3): 152-156 .

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铁路集装箱运输对于降低综合物流成本，提高国内和国际供应链的效率和效能发挥着重要作用。针对我国铁路集装箱运输发展现状，本文分析了集装箱作业、中心站站内作业以及装卸作业的流程，从提高中心站作业效率的角度出发，根据中心站主要功能区如主箱区、辅助箱区和集卡走行区的特点探讨了铁路集装箱中心站平面配置的箱区设置以及道路布置问题，并在考虑中心站持续发展的基础上提出了中心站平面布置应遵循的主要原则，为集装箱中心站的建设与改造提供设计依据。

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无线传感网络QoS保障关键技术研究与应用

冯云梅,沈海燕,史天运

2009, 9(3): 157-160 .

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结合传统数据通信网络的QoS保障机制研究成果及无线传感器网络自身特点，针对青藏冻土地温自动监测的应用特点，提出能量的高效利用、数据的可靠传输和网络生存周期的有效延长是其QoS保障的主要需求和关键点。并以此关键点为目标，研究了青藏冻土地温监测的无线传感器网络QoS保障机制的能量优化策略，提出了非均匀分簇路由算法并进行了深入分析。最后，通过仿真验证及在青藏冻土地温自动监测的试点应用，验证非均匀分簇路由算法能有效提高网络的生命周期和数据传输可靠性。研究成果将为建立无线传感器网络相关应用系统提供理论支撑和模型参考。

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北京市道路指路系统研究与奥运实践

张庆,李洋,李威,赵恩强

2009, 9(3): 161-165 .

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道路指路标志是一种交通语言，成为千万交通参与者的“出行指南”。它在规范城市交通行为，减少交通拥堵，确保道路的安全和畅通方面，正在发挥着越来越大的作用。通过对北京市的道路指路标志系统的发展和存在的问题进行研究和分析，提出了道路指路标志规划和建设的新理念，同时强调了规划和设计的统一性。对北京奥运会期间的专用道路指路标志系统的设计及应用实践进行相关介绍，实践结果表明，奥运中心区指路标志的引入使车辆和观众的进出场时间节省了约20%，有效避免了奥运周边地区因人员密集、疏导困难造成的拥堵。

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