交通运输系统工程与信息

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张国伍

2011, 11(2): 1-11.

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论坛以“轨道交通技术政策”为主题，针对城市轨道交通、城际轨道交通和高速铁路，结合国家与区域社会经济发展的需求，提出了不同类型轨道交通的功能定位. 研究了不同类型轨道交通系统单位周转量能耗的统计指标，以及计算模型和方法. 结合实际统计数据与列车运行的仿真计算，定量测算了不同技术参数和运输组织方案下轨道交通能耗的变化趋势，从节能角度对我国轨道交通发展的技术政策提出了建议.

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1960-2009年中国民航飞机耗能变化分析

何吉成

2011, 11(2): 12-16.

摘要 ( )

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以“轨道交通技术政策”为主题，针对城市轨道交通、城际轨道交通和高速铁路，结合国家与区域社会经济发展的需求，提出了不同类型轨道交通的功能定位. 研究了不同类型轨道交通系统单位周转量能耗的统计指标，以及计算模型和方法. 结合实际统计数据与列车运行的仿真计算，定量测算了不同技术参数和运输组织方案下轨道交通能耗的变化趋势，从节能角度对我国轨道交通发展的技术政策提出了建议.

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公路客运价格对消费价格指数波动的影响研究

隋丽娜, 陈建华, 曹沫

2011, 11(2): 17-20.

摘要 ( )

PDF(1044KB) ( )

近年来我国居民消费价格指数波动幅度较大，通胀和紧缩压力交替出现，宏观经济调控难度逐渐加大. 公路客运价格是测算居民消费价格指数的基础指标之一，本文通过建立居民消费价格分类指数对总指数的贡献度模型，定量测算公路客运价格对居民消费价格指数波动的贡献程度. 测算结果表明, 交通指数对居民消费价格指数贡献较大且增长较快，从2002年的4.44%增长到2007年的7.47%，与我国私人汽车保有量快速增长的发展趋势相一致，而长途汽车价格指数对居民消费价格指数的贡献度比较小且波动不大，基本维持在2.41%左右，较好地起到了平抑消费价格指数上涨的作用.

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物流联盟的形成机理与协作博弈研究

徐扬, 申金升, 王传涛

2011, 11(2): 21-26.

摘要 ( )

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近年来，随着信息技术和电子商务的飞速发展，物流模式不断变革，物流联盟应运而生.本文从经济学和系统学的角度对物流联盟的形成机理进行了分析.本文在协作博弈模型中引入风险偏好，分析了物流企业风险厌恶程度、联盟协同效应和各种成本系数等因素对物流企业投入和联盟协作的影响.分析表明，物流企业自营成本系数和合作成本系数对物流企业合作意愿影响较大，此外，运营成本和风险厌恶感较低的物流企业有更强的合作意愿，为了激励物流企业的积极性，应给予物流企业以适当的奖励和分成.所以，物流联盟应结合实际情况制定相应的准入制度和恰当的奖励制度.最后，给出一个例子验证了相关结论.

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面向诱导的交通状态概率预报技术

窦慧丽, 王国华, 郭敏

2011, 11(2): 27-32.

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为了获取准确客观的交通流运行状态信息，满足交通诱导的需求，综合考虑城市道路中交通流演变的随机性和复杂性，以及实时交通状态判别本身具有的不确定性，通过分析交通状态和影响因素之间的映射关系，提出了一种交通状态概率预报的Logistic回归模型. 该模型借助Logistic回归方法探讨交通状态和交通参数之间的函数关系，并对下一时段交通状态及其发生的概率进行预报. 最后结合实际数据，进行了不同预报时长的分级交通状态的概率预报实验，独立样本检验结果表明，该模型预报准确率高，稳定性好.

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一种基于最小可觉差的安全车距设计模型

时伟, 韦艳芳, 李兴莉

2011, 11(2): 33-38.

摘要 ( )

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根据交通流动力学、交通心理学和心理物理学理论，通过引入最小可觉差，深入剖析了驾驶员通过觉察车间距离变化程度来感知前车行驶状态的过程. 在此基础上，讨论了跟车行为的两种极端情况，分别得出了跟驰距离的变化范围以及跟驰距离与路面粗糙度、车速和驾驶员反应时间的定量关系. 把跟驰距离变化范围的下限视作安全车距控制方程，进一步得到了铺设防滑材料、沥青、雨天、雪天和结冰等不同路面条件下安全车距设计的理论值，并和安全法规定的安全车距进行比较，验证了本文安全间距设计理论的合理性. 该方法可为交通安全设计和管理提供一定的理论依据.

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物流信息化服务方式的博弈研究

卫振林, 张艳

2011, 11(2): 39-43.

摘要 ( )

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物流信息化的本质在于提高物流效率和服务水平、节约物流成本，进而增强企业的核心竞争能力. 尽管在物流信息化发展实践中，因物流信息和企业业务等的差异化，作为物流信息化载体的物流信息系统千差万别，但专业化和综合化无疑是物流信息化决策所必须面临的方向选择. 本文基于利益导向的市场机制环境，建立了企业进行物流信息化服务的博弈模型，从理论角度研究了企业进行专业化、综合化物流信息服务选择的边界条件和演化趋势，以期为物流企业信息化决策和政府推进物流信息化建设提供理论指导和支持.

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半结构化道路下智能车辆路径规划与控制算法研究

梁栋, 史忠科

2011, 11(2): 44-51.

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作为智能交通的重要组成部分，智能车辆旨在辅助或取代驾驶员进行车辆驾驶，以减少交通事故，提高交通系统效率. 本文针对半结构化道路下基于视觉导航智能车辆的路径规划和车辆控制问题进行了研究试验. 首先采用局部逆透视变换方法将存在无穷视野的智能车辆成像系统转换为真实世界坐标表示；然后利用深度优先搜索算法搜索当前道路环境下所有可行路径，依据无碰撞约束条件设定行驶轨迹；以预设轨迹的行驶时间和视觉图像信息作为输入，设计分级模糊控制器进行车辆横向控制；最后给出场地试验结果. 试验表明，本文路径规划和车辆控制算法有效稳定，实现了校园环境下障碍物躲避、路径规划和车辆自主行驶的设计功能.

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基于NOMAD模型的交通枢纽行人仿真研究

张蕊, 杨静, 韩冬, 雷熙文

2011, 11(2): 52-57.

摘要 ( )

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在分析交通枢纽内行人交通特性的基础上，探讨了基于社会力原理的NOMAD模型的分层结构、输入条件以及模型构建思路，指出其非常适于进行交通枢纽内行人行为微观仿真以及行人设施评价. 根据交通调查数据对NOMAD行人仿真模型的参数进行了标定，利用标定后的NOMAD模型对复兴门换乘枢纽建立仿真模型，分析了该枢纽的性能特点，获得了与换乘系统相关的量化参数，通过仿真数据与观测数据的对比分析可知，利用NOMAD模型能很好地模拟所研究的换乘枢纽内行人换乘行为特性，模型模拟结果与实际观测数据之间的相对误差均在10%以内，验证了NOMAD模型应用于交通枢纽行人仿真的有效性.

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技术发展包络法在未来动力传动技术方面的应用： Ford Otosan 公司的路线图模型研究

DAIM Tugrul, GERDSRI Nathasit, KOCKAN Irmak, KOCAOGLU Dundar

2011, 11(2): 58-69.

摘要 ( )

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工业、政府和学术界在研究与开发过程中已经开始采用技术路线图来确定其技术战略、寻找发展空间与机遇. 汽车产业正面临不断的技术突破与技术改进的激烈竞争中，应当具有与公司灵活目标相匹配的路线图，以便管理者能够根据技术改进的影响来及时重新评估和调整路线图. 本研究的重点是未来动力传动系统，根据不同的选择方式确定最可能的植入路线图，以达到提高动力系统效能的目标.

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不确定OD需求下连续交通网络设计的鲁棒优化模型

孙华, 高自友, 龙建成

2011, 11(2): 70-76.

摘要 ( )

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在城市交通网络中，每个交通小区的交通发生量以及吸引量与其经济发展水平、土地利用、人口数量等因素密切相关，通常能够较为准确的预测，而小区之间的交通需求很难准确的预测. 本文假定所有起讫点的交通发生量和吸引量是确定的，而OD需求不确定且属于一个有界区间，利用鲁棒优化的方法建立OD需求不确定环境下考虑用户均衡约束的交通网络设计极小极大模型，并提出了灵敏度分析结合相继平均法(MSA)的求解算法. 数值算例表明，利用鲁棒优化方法得到的网络设计方案较传统的确定性网络设计方案具有更高的可靠性.

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基于离散Hopfield神经网络的公交调度评价方法研究

刘志强, 张利, 吕学, 陈洁

2011, 11(2): 77-83.

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根据公交调度评价问题的特点，提出了基于离散Hopfield神经网络的评价方法. 在构造Hopfield神经网络时，从公交系统运行效率，衔接的顺畅性，运力协调性，企业经济利润率等四个主要内容出发，选取有效时间利用率、平均换乘次数、运能匹配度和运营利润率四个可量化且彼此相互独立的指标, 作为公交调度优化结果的评价指标. 并用matlab对Hopfield网络进行设计仿真, 使其可以更加合理和方便地对公交调度结果进行评价，从而具有更广泛的工程应用面. 最后通过实例计算验证并将计算结果与传统的德尔菲法进行比较. 结果表明，该方法合理有效，且相对于传统的方法操作简单、易推广，具有一定的优越性.

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城市群区域公路网节点重要度评估方法研究

宋新生, 王啸啸, 李爱增, 张蕾

2011, 11(2): 84-90.

摘要 ( )

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城市群是区域城市大系统中具有较强活力的子系统，区域优势显著，在空间联系上具有网络性特点. 客观准确地评价各节点的重要度，是城市群区域公路网布局规划中的一个重要环节. 针对城市群的特点，在公路网节点重要度评估中增加了城市流强度评价指标，节点重要度计算中采用了因子分析法进行客观赋权以避免各指标主观赋权的随意性，为进一步更好区分各节点的重要度等级，采用K-Means聚类方法客观划分了城市节点重要度的类别. 最后以中原城市群为例进行了节点重要度的实例计算，结果表明本文方法具有较好的应用价值.

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混合交通信号交叉口直行车道通行能力研究

梁肖, 刘智丽, 钱堃

2011, 11(2): 91-99.

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定义了疏解车距(FDH)并分析了影响疏解车距的3种要素，通过实地调查获得的数据，标定疏解车距的分布函数. 提出等效疏解车距的概念，并利用等效疏解车距计算直行车道的通行能力. 在此基础上，分析了混合交通条件下，行人、非机动车的干扰对通行能力的影响. 结果表明：疏解车距仅与车型及干扰因素相关，且两者之间不存在交互影响；Weibull分布可以较好地描述疏解车距的累积概率分布；应用等效疏解车距对直行车道的通行能力计算方法进行修正后，计算通行能力与实际通行能力之间的误差在5%以内；随着行人和非机动车对机动车冲突频次的增加，通行能力呈现指数型递减，冲突的影响存在边际效应.

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基于网络对偶均衡的有边约束的交通流分配模型

何胜学, 何建佳, 徐福缘

2011, 11(2): 100-105.

摘要 ( )

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利用网络对偶均衡理论，依据“局部近视”用户均衡原则建立了具有一般边约束的网络交通流分配模型. 将交通网络中的流量与行程时间看作一对对偶的变量. 从网络的基本组成元素入手，首先考虑网络节点的流量守恒条件与节点距起点最小行程时间对偶关系，然后考虑路段流量与“局部近视”用户路段行程时间约束条件的对偶关系，最后通过整合上述对偶关系，并增加一般边约束建立了新的交通流分配模型. 分析了模型求解过程中如何体现“优先出牌”与“在途调整弹性”两个择路行为假设. 利用模型求解结果中分起讫点对的路段流量唯一的特点，给出了确定有效路径集的搜索算法. 用算例验证了模型及算法的有效性，并对具有一般边约束的流量分配模型的计算结果从拥挤收费和路段排队延误角度进行了解释.

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基于慢行交通的交叉口信号配时多目标优化模型

陈小红, 钱大琳, 石冬花

2011, 11(2): 106-111.

摘要 ( )

PDF(1617KB) ( )

城市道路交叉口各交通方式构成比例不同，对控制方案需求不一. 针对各种交通方式混行的信号控制交叉口，考虑道路使用率、出行者时间效率以及环境效益之间的协调关系，结合多目标规划模型的思想，以通行能力最大、车辆停车率及出行者平均延误最小为目标，以饱和度为约束条件，建立交叉口信号配时多目标优化模型. 根据不同交通状态下，各交通方式混合比例确定各性能指标的重要程度，最后运用遗传算法进行求解. 计算结果表明，配时参数多目标优化模型在综合性能指标下优于Webster算法，而且能较好地适应各交通状态的变化，使快、慢行交通协调运行.

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城市公交系统宏观网络优化整合研究

赵航, 安实, 何世伟

2011, 11(2): 112-118.

摘要 ( )

PDF(1692KB) ( )

采用混合整数优化方法，研究城市公交系统宏观网络优化整合问题. 根据区域间服务水平要求、公交供给能力以及满足一定乘客出行要求，构造公交系统宏观网络优化整合多目标模型，该多目标函数考虑乘客总出行时间成本、各公交方式的建设总费用、各公交方式的能耗和污染物排放总费用、枢纽建设总费用最优；并给出最优解的多方案求解步骤；针对多节点采用Branch-Cut算法进行求解，提高求解效率；通过算例对模型和算法的可行性和有效性进行了验证，说明该算法可得出不同发展阶段下的公交宏观网络最优布局方案；结果表明，提出的模型与算法能对城市公交宏观网络布局提供辅助决策支持.

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公交车及其它路权优先车辆信号优先模型研究

李大铭, 赵新良, 孙琦

2011, 11(2): 119-123.

摘要 ( )

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随着交通问题的日益严重，公共交通日益受到交通管理部门和交通领域学者的重视. 其中，公交信号优先是提高公交系统运行效率和服务水平的重要途径. 本文提出了城市主干道公交车信号优先模型并进行了分析和探讨. 首先根据收集到的交通流数据应用“单路径旅行分配法”计算出OD矩阵；接着利用GIS信息在微观交通仿真软件Paramics中对网络进行了重构；随后根据交通管理策略引入了层次分析法对四种不同车辆进行优先权系数的设置；最后设计了专门的控制策略来降低公交车辆的整体延迟. 仿真结果表明，采用该优先信号控制方案后，公交车和其它路权优先车辆的延迟，甚至包括所有车辆的延迟都能得到整体的降低，部分解决公交车和其它路权优先车辆的优先通行问题.

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基于综合集成赋权法的公交发车频率优化模型

姚宝珍, 杨成永, 沈飞, 于滨

2011, 11(2): 124-129.

摘要 ( )

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公交线路发车频率优化是公交运营调度的重要组成部分. 本文提出一个公交线路发车频率优化模型，该模型以乘客和运营者总费用最小为目标，兼顾了乘客和运营者双方的利益，同时，为了确定乘客的费用和运营者的费用相对重要程度，采用了一种综合集成赋权法对二者进行权衡，通过大连市公交系统的数据对该模型进行了标定. 并开发一种启发式算法——SCE-UA算法，对该模型进行求解. 最后，以大连市23路、406路公交线路为例，对该模型和算法进行了测试. 结果显示，该模型可以有效地平衡运营者和乘客之间的利益，改进公交线路的运营效率，同时也表明SCE算法具有良好的收敛性能.

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基于粗糙集的市域快线与城际轨道交通衔接模式评价

宗传苓, 杨崇明, 杨德明

2011, 11(2): 130-135.

摘要 ( )

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城市化进程的加快，促使城市空间布局向网络化、均衡化、多核心的结构发展，地区间的阻隔和差异将逐渐消失并完全融合为一个整体. 为使市域快线与城市轨道交通之间的换乘实现“空间紧密、时间紧凑”，本文运用基于粗糙集理论的权系数确定方法，建立关系数据模型. 通过计算灰色聚类分析模型的权系数，对市域快线与城际轨道的衔接模式进行评价，并结合实例验证了该方法的可行性.

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城市轨道交通运营成本模糊聚类估算模型

陈进杰, 王兴举, 高桂凤

2011, 11(2): 136-141.

摘要 ( )

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以城市轨道全寿命周期成本为基础，提出了城市轨道交通运营成本的模糊聚类估算模型. 并以石家庄城市轨道交通规划1号线为例，选取人均国内生产总值、总里程、敷设方式长度、敷设方式比率、车站总数量、敷设方式车站数量、车站比率、车辆数量、运营工作量和平均站距等14个特征属性，依据23条城市轨道交通线路为样本数据，按高运营成本和低运营成本两类，分别计算了地上线和地下线二种敷设方式的运营成本. 估算结果表明，地下线路敷设方式的城市轨道交通的运营成本为地上敷设方式的2倍左右.

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城际铁路高峰时段通过能力计算方法研究

曲思源, 徐行方, 张怡

2011, 11(2): 142-148.

摘要 ( )

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城际铁路高峰时段通过能力是确保其良好行车组织的重要技术参数，确定其值具有一定的复杂性和不确定性. 根据我国城际铁路高峰时段运营特征，在利用已有通过能力计算方法的基础上，通过影响因素和列车间隔时间、不同种类列车越行等列车运行结构分析，采用修正的负指数分布模型，提出高峰时段通过能力计算方法，方法力求实用、有效、简便、准确. 以沪宁城际高速铁路某段为例进行验证，结果表明，方法符合运营实际. 该方法的采用对城际铁路通过能力利用起到很好的借鉴作用.

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城市轨道交通站台最高聚集人数计算方法研究

赵宇刚, 毛保华, 杨远舟, 何韬

2011, 11(2): 149-154.

摘要 ( )

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对周期时间内城市轨道交通站台客流分阶段变化过程进行分析和简化. 基于乘客遵循先下后上原则的情形，提出一种在列车到达间隔时间恒定条件下计算站台最高聚集人数的方法. 在此基础上，进一步考虑列车到达间隔时间偏离图定时间的情况，对列车到达间隔时间的分布进行分析，提出在列车到达间隔时间存在偏离的情况下对应于给定概率的站台最高聚集人数的计算方法. 以某城市轨道交通车站为案例，在考虑列车到达间隔时间偏离的条件下计算该站岛式站台最高聚集人数. 与现行设计规范的计算方法相比，采用本文提出的方法算得的站台最高聚集人数较小.

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人非共板条件下的混合交通流元胞自动机模型

邓建华

2011, 11(2): 155-159.

摘要 ( )

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提出建立多尺度、多邻域规则元胞自动机模型来描述城市道路两侧人行道人非共板条件下的行人与自行车混行交通流. 人非共板是一种新颖的慢行交通管理模式，但进行这种人行道规划、设计时，指标选取往往会缺少理论支持，运营时缺乏定量评价运行状态的手段. 本文以城市道路单侧人行道板上同向行人和自行车共板的情况为研究对象，考虑自行车与行人几何尺寸、元胞状态值及邻域定义等方面的差异, 建立了统一的混合元胞自动机模型. 该模型能较好地描述这两种交通方式相互干扰现象，通过模型演化能方便地获取阻挡概率等交通运行状态评价参数，为人非共板的规划和设计提供可靠的理论依据.

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交叉口行人二次过街方案及其对行人延误的影响

李昂, 沈鸣

2011, 11(2): 160-165.

摘要 ( )

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行人过街交通是混合交通流中重要的组成部分，解决行人与机动车之间的干扰与冲突问题是改善我国城市交通运行状况的重要内容. 本文对交叉口行人二次过街方案及其对行人的延误进行研究，意在解决交叉口行人与机动车之间的干扰与冲突问题. 通过总结行人过街行为及需求特性，结合行人二次过街设施的设置条件及评价指标，提出行人二次过街方案，得出行人二次过街延误模型. 并以北京北三环四通桥为例，进行实例研究. 通过仿真模拟，得出行人延误及交通流量等结果，其结果表明，行人二次过街方式能够提高行人过街安全性，减小行人过街等待时间，增加行人的通过效率，减少行人违章过街率，从而降低与机动车之间的冲突.

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受限迭代学习入口匝道控制收敛性分析

赵明, 侯忠生, 晏静文

2011, 11(2): 166-173.

摘要 ( )

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在实际的快速路交通流系统中，入口匝道的流量和快速路主路的速度都是受限的，因此在对快速路交通流进行控制时考虑这些限制十分必要. 基于迭代学习控制的快速路入口匝道控制是近年来快速路控制领域的一个研究热点，然而，至今为止还没有在输入和状态同时受限情况下的相关收敛性分析. 本文首先介绍了快速路交通流模型，并将交通密度控制转化为输出跟踪问题；然后通过严格的数学分析证明了在入口匝道流量受限和主路速度受限的情况下，基于迭代学习控制的入口匝道控制仍然能保证交通流密度收敛于期望密度；最后通过仿真研究验证了该方法在受限情况下能达到很好的控制效果.

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基于SVM的城市快速路行程时间预测研究

张娟, 孙剑

2011, 11(2): 174-179.

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随着城市快速路交通信息采集系统的发展，特别是视频车牌采集系统的应用，使实时动态获得快速路行程时间成为可能，同时也促进了高精度行程时间预测的理论研究和实际应用需求. 本文基于快速路车牌识别数据检测的海量历史时间序列数据，选择预测时段的前4个时段的数据作为输入特征值，以遗传算法建立模型参数优化算法，得到训练模型及其参数，从而实现车辆行程时间的动态预测. 最后以上海市快速路系统中的三个典型路段的实测数据进行实例分析. 结果表明：与传统的指数平滑法、多元回归法、ARIMA法预测结果对比，基于SVM的预测路段平均绝对百分误差在5%以内，希尔不等系数非常接近0，SVM模型显示了更高的预测精度.

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广州市交通方式选择模型构建研究

金安, 周志华, 刘明敏

2011, 11(2): 180-186.

摘要 ( )

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基于广州居民出行调查成果，本文从模型架构、效用函数基本形式、参数标定及校核等几个方面对交通方式选择模型的构建进行研究. 提出了方式划分的基本原则，并针对无车家庭、有小汽车家庭和摩托车家庭构建层次划分. 以小汽车家庭为例，阐述方式划分的基本形式. 进而，提出了方式划分参数标定的方法和基本步骤以及系数校核的关键点. 最后将预测结果和实际观测数据进行比较，验证模型的有效性. 本文提出不同层次交通方式划分模型，提高了模型的精度，并在效用函数中引入收入、车辆拥有和吸引量等因素，增强了模型的适用性，为其他类似城市交通方式选择模型的构建提供一定的参考.

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电子执法环境下驾驶行为与事故特征分析

蒋贤才, 赵紫琴, 黄科

2011, 11(2): 187-192.

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针对我国电子执法环境下驾驶行为特性、交通流运行特性等研究缺乏，无法制定安全保障措施的问题，借助交通调查、资料分析等方法，对有无电子执法时交通违法行为特征、变速行为特征和交通事故特征的差异及原因进行了分析. 结果表明：电子执法有助于减少交通违法行为，但会增加刮撞行人的交通事故并加剧交通事故的严重程度；电子执法环境下，营运车辆交通违法的比重明显上升、低龄驾驶员构成了道路交通违法的主体，信号交叉口绿灯末期存在严重的交通事故隐患；公路电子执法存在无法根治超速行驶的问题，同样存在交通事故隐患. 鉴于此，从执法前的宣传、教育到执法过程中的安全保障设施建设提出了较完善的解决方案，以确保电子执法环境下的行车安全.

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