交通运输系统工程与信息

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综合交通基础理论与基础平台建设
——“交通7+1”论坛第十二次会议暨北京交通大学中国综合交通研究中心成立会议记实

张国伍

2008, 8(5): 1-9 .

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以北京交通大学中国综合交通研究中心的成立为契机，围绕“综合交通基础理论与基础平台建设”主题，阐述了交通发展的综合化、一体化趋势，以及交通与经济、能源、环境以及科技创新的关系。指出不仅要对交通技术进行综合，也要对行政管理进行综合。分析了系统科学对智能交通研究的启示，以及综合交通中的相关影响因素。结合铁路、水运、公路、航空、管道不同运输方式的综合，交通枢纽内部不同换乘方式的综合，城市交通中不同出行方式的综合等，探讨了复杂大系统理论在综合交通研究中的应用前景，以及建设综合交通基础平台的重要意义。

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现代都市生活消费性物流探析

申金升

2008, 8(5): 10-14 .

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近年来，随着现代都市规模扩大和人口增长，生活消费总量和规模不断扩大，而生活消费品的稳定持续供应关系着居民的日常生活、城市的正常运行和社会的稳定团结，因此发展都市生活消费性物流意义重大。本文首先分析了都市生活消费性物流的内涵、特点、意义；再从系统的观点出发，架构了由设施支撑平台、政策保障平台和信息推动平台有机组成的都市生活消费性物流系统结构，并分析生活消费物流系统的运作流程，包括外部流通、内部流通和末端配送三个环节的流通；最后提出促进现代都市生活消费性物流发展的相关建议。

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交通运输与城市发育的关系

徐东云,张雷,刘紫玉

2008, 8(5): 15-20 .

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对城市、城市化以及城市发育作以简要概述，着重探讨了交通运输与城市发育两者的相互作用和影响。分别从四个方面进行阐述：区位论强调交通运输的重要作用，交通方式与城市发育的相互影响，交通网的完善与城市体系网络的相互影响，城市化的不同阶段对交通运输的影响。不同时期对城市交通运输的认识是不同的，交通的地位逐渐从被动向能动转化。随着城市化的发展，交通运输由稚嫩走向混乱，最后趋于成熟和完善。逐渐趋好的交通也会增加城市的吸引力，促进城市发育。总之，交通运输与城市发育两者相互作用互为影响。因此，解决城市交通问题有必要从城市的良好发育、合理的空间扩展上寻求答案。

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快递企业与专业运输企业合作战略的稳定性分析

匡旭娟,荣朝和

2008, 8(5): 21-25 .

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对于快递企业而言，快递过程总是与快捷运输工具的使用紧密联系的。因此，获取相适应的运力资源是其生存发展的基础。现实中，没有一家快递企业可以做到运力资源的完全内部化。这也就表明，快递企业与掌握各种运力资源的专业运输企业之间的合作似乎是必须的。社会经济系统中，存在大量的不确定性，且决策主体是有限理性的。快递企业与专业运输企业之间相互交往的规则或制度安排不是唯一的。本文试图用演化博弈模型来分析快递企业和专业运输企业的交互演进的过程中，通过对众多的参与者（多家快递企业和多家专业运输企业）的战略选择和调整的过程的动态分析，指出快递企业——专业运输企业动态合作过程的存在两个局部均衡点，也就是说，快递企业和专业运输企业合作模式的博弈有两个演进方向，既可以采取股权合作策略，也可以采取契约合作策略，这两种策略都是演化稳定策略。

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HMI—城市快速路交通拥堵的一个预警指标

关伟,何蜀燕,马继辉

2008, 8(5): 26-31 .

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借鉴定性推理中描述参数的相关方法，首先提出了描述城市快速路各车道交通流同态程度的概念——同态度量指数（Homogeneous Measure Index ，HMI)，大量对快速路的实证研究得到的HMI指数反应了不同情况下交通流状态的定性差异。通过对北京环路交通拥堵发生与消散过程的观察和分析，本文发现当交通拥堵发生或消散的过程被触发时，不同车道交通流的同态度量指数HMI会发生定性跃迁变化，并且各车道交通流的同态性变化将是一个“同态 非同态同态”的过程，因此可以利用这一性质，将HMI作为一个指标来对城市快速路交通拥堵是否可能发生进行预警。

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基于神经网络和SARIMA组合模型的短期交通流预测

孙湘海,刘潭秋

2008, 8(5): 32-37 .

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为了更精确地预测短期交通流，提出由季节自回归求和移动平均模型(SARIMA)和广义回归神经网络(GRNN)模型所构成的组合模型(SARIMA-GRNN模型)，该模型结合了时间序列模型和神经网络模型进行时间序列预测的优点。构造该组合模型的两个组成模型，即SARIMA模型和GRNN模型，也被用于预测研究以便于验证该组合模型在预测上的优势。实证研究结果表明，组合模型的预测精度高于SARIMA模型，但是却并不必然高于GRNN模型。然而，合理选择组合模型中神经网络部分的输入变量以及输出变量将显著地改善模型的预测精度，本文所构造的这个组合模型不仅具有很好的预测表现而且结构简单，非常适合城市道路短期交通流的实时预测。

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面向数据挖掘的城市交通信息集成三维模型

王振华,侯忠生,许辉,孙国萍

2008, 8(5): 38-43 .

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经过规范化的发展，已经涌现出不少成熟的企业信息集成(EII)模型，而城市交通信息集成（UTII）方面还缺乏规范、成熟的模型。基于此，本文从流程再造、数据交互以及数据挖掘三个方面，提出了一种城市交通信息集成三维模型（3D-UTII)。这三个维度的集成即为：基于流程再造的交通信息系统内部的深度集成（DDII），基于异构数据库技术的交通信息系统间的广度集成（EDII），以及基于数据挖掘技术的分析式集成（ADII）。本文对这三个维度的实施框架和具体实现技术分别做出了进一步阐述，最后使用北京市奥运交通应急系统的信息集成方案为实例对模型的实施做出了说明和验证。

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非集计模型在交通方式结构预测中的应用

张浩然,任刚,王炜

2008, 8(5): 44-49 .

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建立出行者基本属性与交通方式选择的关系模型，研究影响和引导城市交通方式结构的有效措施。采用非集计模型建立出行者个人属性、家庭属性和出行属性与个体出行方式选择的函数关系，从城市统计资料中获取城市居民个人属性、家庭属性和出行属性数据，应用非集计模型来推算和预测交通方式结构。居民出行交通方式选择与个人属性、家庭属性和出行属性之间有较稳定的关系，其随着时间的推移变化甚微。非集计模型所推算的交通方式结构较为精确，用于交通方式结构的预测是可行的。所建立的模型亦用于研究影响交通方式选择的关键因素。非集计模型可用于交通方式结构的调整和优化，通过对可控影响因素的引导和调整，达到优化交通方式结构的目的。

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基于新型集成模型的发展中城市可持续发展城市形态研究

冯雪松,藤原章正,张峻屹

2008, 8(5): 50-60 .

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为了准确地反映城市交通网络布局、人口分布和职业分布等因素与交通行为之间的相互影响机制，同时考虑到发展中城市交通调查数据的完整性和准确性相对较差，首先建立了一种新的交通需求反馈模型，并对其进行改进，进而形成了一种新型集成模型。通过基于同一套发展中城市交通调查数据对不同模型进行参数标定以及对标定结果进行比较分析，本文得出结论：与被广泛应用的传统四阶段模型相比较，新的反馈和集成模型的标定结果的准确性有了明显提高。随后，根据新型集成模型的标定结果，本文又以富有代表性的发展中城市区域，即印度尼西亚的雅加达首都城市圈作为研究对象，对该区域将来的城市和交通可持续发展政策进行了探究。研究结果表明：随着对城市人口增长的控制、城市道路的建设、公共交通设施的不断完善，多副都心发展模式将成为该地区未来可持续发展的城市形态。

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快速公交车辆调度组合及发车间隔优化研究

孙传姣,周伟,王元庆

2008, 8(5): 61-67 .

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快速公交的运营调度灵活性是其与普通公交区别中很重要的一个方面。为了提高快速公交的运营调度质量，研究了优化快速公交的发车间隔和车辆形式组合，通过建立乘客出行时间成本和公交车辆出行时间成本最低的参数优化模型，考虑了全程车、区间车和大站快车三种不同车辆调度形式的组合，以及在乘客人数、时间和发车频率方面的约束条件。给出了基于可变长度编码的遗传算法的模型求解算法，并给出数值算例。结果表明：优化结果最多可以节省69.92%的成本，敏感性分析表明在出行量增加并且出行速度减小的情况下，都可以通过合理的配置车辆的形式，减少整个系统的出行成本。具有良好的科学性和可操作性。

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基于混沌时间序列分析法的短时交通流预测研究

薛洁妮,史忠科

2008, 8(5): 68-72 .

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交通流预测分析已成为智能交通的核心研究内容之一。依据混沌时间序列分析方法，建立了短时交通流的预测模型。在对实测的交通流数据进行相空间重构的基础上，综合考虑欧氏距离和均等系数，提出了最邻近点的两步优化选择方法,并采用了局部多项式拟合方法对所选取的最邻近点进行逼近以求得预测公式。本文将此方法运用于东莞东江大道流量预测，比较预测流量和实测流量，得出最大相对误差为0.445％，最小相对误差为0.038％，且单步预测时间仅为38.52秒。结果表明，该预测模型具有较高的精度，同时也能够满足实时性的要求。

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路段人行横道信号控制优化

冯树民

2008, 8(5): 73-76 .

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为使路段人行横道信号设置最优，提高交通运行效率，对路段人行横道信号控制进行深入研究，寻找最优的信号配时方案。分析了路段信号控制下的行人与机动车的运行特征，将信号周期分成了6个时段，描述了各个时段下行人与机动车的运动状态；以行人延误与机动车延误的加权和最小为目标，考虑行人过街最大信号周期限制，建立路段信号优化配时模型；分析模型中各变量之间的关系，给出了信号配时优化的计算流程，通过实例进行验证。实例证明,研究成果可有效用于路段人行横道信号控制优化配时。

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基于公平和优先考虑的网络设计问题

张国强,陆键,项乔君

2008, 8(5): 77-82 .

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网络设计问题通常以最小化系统的总出行费用作为优化的唯一目标，所求得的最优解往往不能满足交通工程的实际要求。本文分析了在道路交通规划的工程实践中普遍存在的公平性和优先性问题，以网络设计问题的经典数学模型为基础建立了考虑公平和优先的网络设计问题数学模型，针对模型的特征设计了求解模型的遗传算法。最后，以一个实验道路网的分析为例，说明了数学模型和遗传算法的具体应用。该实例表明，论文所提出的模型和计算方法是非常有效的，能够为交通规划提供非常丰富的信息，协助决策者做出科学明智的选择。

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基于模式的城市交通状态分类与性质研究

李志恒,孙东,靳雪翔,于迪,张佐

2008, 8(5): 83-87 .

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首先选用较多的交通参数，设计提出了基于聚类方法的细粒度交通模式划分算法，将交通模式划分为较多的类别。结合实际数据，进行了实验，在四个路段参数的基础上，划分得到了十类交通模式。这其中都用到了模糊集合划分和定性推理。使用状态核确定一系列模式，随后系统状态被划分成若干个模式。提出了模式转移方程来描述在定性推理基础之上的状态转移，并从模式转移的角度进一步研究了系统的稳定性。一个城市交通系统的应用实例显示了本文提出方法的有效性，可以看出细粒度交通模式划分要比粗粒度有更多的优势，同时得出了聚类算法在细粒度交通模式划分中的劣势。

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基于出行方式的城市道路级配研究

贺娟,邓卫,胡启洲,刘志明

2008, 8(5): 88-93 .

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城市道路等级级配即为不同等级道路的长度之比，其合理与否关系到城市道路功能能否充分发挥。本文利用平衡机理从出行方式的角度探讨了城市道路等级配置，提出了基于出行时耗概率的城市道路级配确定方法。首先从交通方式出行时耗概率分布出发，根据不同等级道路承担着各种交通方式一定的出行时耗范围，得出不同等级道路所应承担的交通量；其次，根据时空消耗理论给出道路容量，并利用供需平衡得到各等级道路的理论适宜长度，即得合理的道路等级配置，本文对方法中关键参数的标定也进行了探讨；最后，应用本文提出的方法对常州道路进行分析，取得了满意的结果。

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双车道公路线形一致性评价模型

涂圣文,过秀成,何建明

2008, 8(5): 94-100 .

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公路线形设计的一致性水平与交通安全有很大的关联性，然而国内还缺少对双车道公路路段线形质量的评价方法和评价标准。在国内外关于运行速度及运行速度差值研究的基础上，构建了一个评价双车道公路路段线形一致性的综合模型。该模型以运行车速图中第85%位车速与平均车速所围成的相对面积和路段各相邻单元运行车速差值的平均值为参数，融合了整条路段的运行速度及其差值的分布信息。通过灵敏度分析，标定了模型的参数，建立了评价标准和阈值。多个双车道公路路段的事故调查数据表明，模型建立的线形一致性评价指标与交通事故有较好的相关性，初步验证了模型的适用性和有效性。

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基于企业内部运输的机车运用优化仿真研究

张可,陈军华

2008, 8(5): 101-106 .

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企业内部运输组织是服务模式复杂的随机服务系统，机车在运行中受到系统组织者（站调）不断调整，机车的单机走行时间和作业走行时间受到多种因素的干扰影响，具有很强的随机性。针对此类问题的特点，本文建立了机车调度仿真系统的仿真模型，在分析实际机车生产规律和调度原则的基础上，抽象出了机车状态转移函数；采用软件工程方法，对系统进行总体和详细设计，开发了仿真软件系统。并以某钢铁企业为实例进行仿真实验，通过仿真分析，提出三项优化措施：(1）机车需配合站区设备进行优化整合，使机车利用与设备利用能够协调均衡使用；(2）机车运用应采取分区运用和固定专用相结合，分工负责与灵活运用相结合的方式；(3）提高小运转的利用率，减少机车的单机空走率。

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公交优先技术方案选择的博弈模型

王晨,陈峻

2008, 8(5): 107-113 .

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公共交通是城市交通的重要组成部分，合理选择公交优先技术是提高公共交通效率最为有效的手段。对于多属性方案的选择问题，目前常用的比选方法基于AHP理论讨论权重具有较大不精确性和复杂性。本文采用了博弈论的理论，通过对公交优先系统中参与者集合N、战略集合S和收益函数u的确定，建立了一种基于博弈论的公交优先技术方案选择博弈模型来量化方案选择问题；在此基础上分析了NASH均衡的存在性，并且给出了一般情况下的重复剔除劣战略和特殊情况下的混合策略两种模型求解方法以及公交优先技术方案选择博弈模型的流程图；最后通过算例分析，验证了博弈模型应用于公交优先技术方案选择的可行性。

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公交停靠站泊位数确定方法研究

任其亮

2008, 8(5): 114-117 .

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停靠站泊位设计合理性是衡量停靠站设计合理与否的重要标志之一，合理的公交停靠站泊位数对于提高道路通行能力、减少交通拥堵具有重要意义。以公交车辆到达服从柏松分布、车辆停靠时间服从正态分布为前提，分析了公交车辆停靠过程，给出了停靠时间、清空时间、运营时间裕量的计算方法，根据停靠站通行能力计算模型给出了有效泊位数和设计泊位数的计算方法，并对南坪公交停靠站分别按港湾式停靠站和直接式停靠站两种方式进行了泊位设计，得出按两种方式设计均需设计3个泊位的结论。

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一种高效的登机策略

刘洋,刘振兆,贾利民

2008, 8(5): 118-123 .

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随着航空领域业务量的增加，减少飞机的回航时间变得越来越重要。主要研究了减少飞机回航时间的最佳登机策略。针对小型机，建立了混合整数非线性规划模型，定义登机时间主要决定于座位的冲突时间和走廊的冲突时间，并采用GASimplex算法（一种遗传算法与单纯形法结合的算法）求解了该模型。针对中型机，建立了基于蒙特卡罗模拟模型。然后，我们综合了前面两个模型来解决大型机的问题。应用matlab6.5实现了模型的求解，我们发现倒金字塔形和旋转形相结合的登机策略要比其他的策略更高效。最后，我们分析了模型的稳定性和准确性。

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铁路客运车站补票系统的设计与实现

方凯

2008, 8(5): 124-128 .

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铁路客票系统已在全国车站推广多年，但铁路客运到站补票业务却一直采用人工的计算方法，业务操作和信息维护都很复杂，信息化程度低。为改善铁路客运车站到站补票业务的落后信息化现状，充分利用现有的客票系统网络和应用资源，本文将车站补票系统作为客票系统业务延伸，弥补了客票系统在车站补票领域的空白，完备了客票系统对铁路旅客运输统计分析中的数据来源。提出了车站出站口补票系统的总体结构、网络结构、数据资源及结构，设计了系统主要功能和实现流程，建立了补票系统业务中的事由自动推算和票价自动计算模型。本文开发的客运车站补票系统已投入运营，现场应用效果良好。

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我国城市中心区路边停车收费定价模型研究

冯焕焕,朱从坤

2008, 8(5): 129-135 .

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鉴于目前我国许多城市中心区制定的路边停车收费费率不尽合理，路边停车泊位周转率低，路边乱停车现象十分严重的实际情况，结合对城市中心区交通运行状况和路边停车实况调查及问卷调查数据的统计分析，在确定城市路边停车收费目的的基础上，考虑停车者对路边停车收费的容忍度函数，建立了以调节道路交通量、调节停车位供求关系及规范停车行为为目的的城市中心区路边停车收费定价模型，设计了用于求解模型的遗传算法，并以苏州市观前地区和无锡市商业区路边停车收费实况为例进行模拟分析，其模拟结果与实际情况相吻合，说明本模型能够有效地计算我国城市中心区路边停车收费的最佳费率。

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城市摩托车交通出行特征与出行方式选择行为研究

鲜于建川,隽志才

2008, 8(5): 136-140 .

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针对摩托车交通的快速发展对城市交通状况的负面影响，本研究选取典型城市佛山市南海区进行了居民出行调查和公交意向调查。从摩托车出行行为入手，分析了人们选择摩托车出行的原因、摩托车方式对出行行为的影响、摩托车出行方式与其替代方式的联系和区别，并在此基础上建立了出行方式选择的Multinomial Logit模型，深入分析了影响出行方式选择的主要因素。研究还结合摩托车车主对公共交通的评价意见和限摩政策可能带来的出行方式的调整，评价了大力发展公共交通和限制摩托车的策略对改善现有交通状况的效果，对类似城市解决摩托车交通问题有借鉴作用。

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