交通运输系统工程与信息

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张国伍

2011, 11(4): 1-9.

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物联网是继计算机产业、通信产业、互联网产业之后的又一新兴朝阳产业. 智能交通物联网是利用智能交通和物联网的各种技术，有效集成地运用于综合交通运输体系中，使参与交通的人、车、路等要素形成一个协调的网络. 论坛以“城市智能交通物联网建设探讨”为主题，研究城市智能交通现状及存在的问题，探讨物联网时代智能交通的发展方向，研究提出可行的城市智能交通物联网架构及理念，并结合实际提出城市智能交通物联网建设方案.

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基于网络特性的航空运输与综合运输协同关系

张莉, 崔鹏

2011, 11(4): 10-15.

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航空运输是国家综合运输系统的重要组成部分，但航空运输网络与综合运输网络在网络特性上区别明显. 与综合运输网络呈现随机网络的特征不同，航空运输网络具有无标度网络的特征,枢纽节点和干线航段的集中度高，网络呈现为轮辐式结构，机场节点是网络中的重要基础设施，也易成为网络效率的瓶颈. 在综合运输大通道上，航空运输方式与其他交通方式的关系表现为在客货运输市场上的自然分工和自由竞争；在综合交通枢纽上则表现为衔接与合作关系. 机场枢纽是体现综合运输效率的关键点，需要其他运输方式的主动衔接与配合，以发挥航空运输高效快速的优势. 基于不同的网络特性，为实现两种运输网络的协同，有必要优化和改善航空运输与综合运输网络的衔接.

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铁路路网运输能力可靠性研究

郑亚晶, 张星臣, 徐彬, 王伶俐

2011, 11(4): 16-21.

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铁路路网运输能力可靠性是指在规定的条件（路网结构、固定设备、移动设备及一定人力与运输组织水平）下和规定的时间内，考虑日常随机因素以及不可抗力因素等的影响，铁路路网所能提供的各种服务能满足OD需求波动的能力. 本文在分析了国内外路网能力可靠性研究和铁路运输的特点上，提出了铁路路网能力可靠性的概念，并构建了相关路网能力的计算模型及能力可靠性的计算方法. 最后，以一个铁路路网为例，计算了不同OD需求水平下路网的可靠性. 结果表明，OD需求的波动对路网的可靠性有着直接的影响，稳定OD需求的波动对于路网运输能力的发挥有着积极的作用.

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基于眼动参数的驾驶员标志视认行为研究

刘博华, 孙立山, 荣建

2011, 11(4): 22-27.

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通过驾驶员佩戴眼动仪在模拟舱中进行动态标志视认仿真实验，获得不同车速下驾驶员视认交通标志时的注视次数和注视时间. 采用动态聚类方法将驾驶员的视野平面划分成3个区域，并统计分析各区域的眼动参数规律：驾驶员的注视点分布与车速及信息量的变化呈现高度的相关性，随着车速的提高以及信息量的增多，落在标志区域的注视次数和注视时间占总数的百分比呈递增趋势，驾驶员对于前方道路的注视则相应减少；信息量大于5个时，驾驶员的眼动参数出现突变，视认有效性显著降低，建议高速公路指路标志信息量以不超过5个为宜；同等情况下，驾驶员需要对非指路标志更多的注视，且视认过程也更加复杂.

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过饱和状态交叉口群信号控制机理及实施框架

李岩, 过秀成, 杨洁, 刘迎, 何赏璐

2011, 11(4): 28-34.

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为改善过饱和状态交叉口群的交通控制效果，优化了交通控制目标和结构，制定了信号配时方案优化的实施框架. 在分析溢流、滞留排队和阻挡等拥堵诱因的基础上，根据优化过饱和状态交通控制的需求，选取关键路径上通过车辆数最大和平均排队最小作为优化目标. 在单点交叉口层和交叉口群层间增加关键路径层，优化交通控制结构. 结合过饱和状态交叉口群交通控制特性，提出信号配时方案优化的实施框架及分层优化措施. 南京市广州路交叉口群仿真验证结果表明, 按信号配时优化框架建立的配时算法,可显著增大交叉口群内关键路径的通过车辆数，降低平均排队长度，改善过饱和状态交叉口群交通运行状况.

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ITS与社会经济发展协调性评价研究

安实, 王宇, 王健

2011, 11(4): 35-40.

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智能交通系统（ITS）与社会经济发展协调度是ITS建设投资的重要参考依据. 由于ITS与社会经济发展数据是非参数化数据，因此本文选择数据包络分析方法评价ITS与社会经济发展的协调性. 结合交通系统和社会经济系统特性，本文提出了ITS与社会经济发展协调性评价的初始指标体系框架；接着根据数据包络分析方法的要求及相关数据的可采集性，从初始指标体系框架中选择关键指标构建了最终的评价指标体系. 最后，结合北京市的实际数据，验证了评价方法和评价模型的可行性，指出北京市ITS与社会经济发展之间的关系，并提出了加强ITS建设的建议.

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基于ITIL理念的交通信息设施运维管理系统设计与实践

张孜, 林晓丽

2011, 11(4): 41-45.

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针对国内各大中城市交通信息化建设所带来的大量交通信息设施运维管理问题，本文提出了一种基于ITIL理念的交通信息设施运维管理系统设计与实现方法. 采用包括被管理对象层、资源检测与采集层、数据汇聚与处理层和应用展现层的四层体系结构，以及包括运维服务管理、系统监控管理、终端设施监控、终端维修管理和移动通信处理等五大模块的组成结构. 该系统应用于广州交通信息化设施监管实践中，覆盖了广州市交通管理部门所有主要的信息化系统和车载终端. 实践证明该系统有效提高了广州交通信息设施运维管理效率，具有推广应用的前景.

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基于HSV空间中密码本模型的行人视频检测

李琦, 邵春福

2011, 11(4): 46-50.

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近年来，随着智能交通的发展，利用视频对行人目标进行检测的意义日益重要. 但是由于行人是非刚体，且易受到姿态、服装、随身物品、外界环境等众多因素变化的影响，行人检测是一个非常具有挑战性的课题. 本文提出了一种可以从实际复杂交通运行环境中快速有效地检测行人目标的方法——基于HSV空间中密码本模型的行人视频检测方法. 文中首先在HSV色彩空间中应用密码本模型，有效地对前景运动目标和背景进行分割；然后，通过进一步对检测到的前景目标区域进行检验，将满足一定面积和长宽比阈值条件的前景区域判定为行人. 实验证明，本文提出的方法，具有较高的准确性，速度可以基本满足在线处理的需要.

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轨道交通乘客信息查询系统关键技术的实现

智鹏, 史天运, 王富章, 蒋秋华, 于鑫

2011, 11(4): 51-54.

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针对目前城市轨道交通乘客信息查询系统的应用现状，应用成熟的计算机技术、网络技术及数据库技术，设计开发了一套智能化、集成化、网络化的乘客信息查询系统. 本文重点讨论了轨道交通乘客信息网络化查询系统关键技术的设计与实现，从系统软件总体结构、数据接口、软件系统、硬件系统以及网络系统等关键技术设计与实现进行了详细阐述. 最后通过实际系统开发应用，验证了系统关键技术实现的重要性和可行性，该系统对今后同类系统的设计、开发和实现有一定的指导意义和参考价值.

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组合传输在城轨信号系统中的应用分析

丁树奎

2011, 11(4): 55-60.

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针对目前广泛应用于城市轨道交通信号系统中，基于IEEE802.11系列标准的两种WLAN传输方式——空间自由波和波导管. 简要分析两种传输方式的工程和技术特点. 深入分析WLAN射频覆盖和通信机制. 结合北京轨道交通亦庄、昌平线组合传输方法的应用实例，提出空间自由波和波导管进行组合的组合传输无线覆盖方式，并简要介绍车地无线通信系统的系统结构和工作方式，无线AP的性能特点和分布原则. 计算WLAN自由空间损耗、信号接收强度、链路系统裕量. 提出WLAN技术在信号系统车地通信中应用的前景.

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调查问卷回答缺项对交通方式选择模型的影响:发展中国家城市的比较分析（英文）

李纲, 藤原章正, 张峻屹

2011, 11(4): 61-76.

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为提高交通规划与决策质量，有必要妥善处理交通调查无回答问题. 但是在相关研究中尤其在发展中国家此问题常被忽视. 本文统计分析了发展中城市居民出行调查中项目无回答的缺失模式，进一步分析项目无回答作为模型缺失数据对基于期望最大化的数据修补的多项Logit集计的出行方式选择模型的影响. 选择三个发展中城市代表调查无回答的三个等级做案例分析. 首先，根据项目无回答缺失模式，利用Pearson开方检验得出重要的出行者社会经济属性和出行背景因素. 其次，利用基于缺失模式分析的期望最大化估计，处理缺失数据得到无偏数据集作为基准. 此外，利用独立样本的T检验检验了零假设，即有无期望最大化估计情况下的模型参数估计是相同的. 用基于R平方系数的内在效度检验计算估计情况下的模型预测偏差. 最后，考虑缺失数据的影响，评估一个重要的指标——出行时间价值. 结果表明，在发展中城市，问卷回答者和不回答者的社会经济背景存在很大差异. 缺失率和缺失模式均对出行方式选择模型的参数和预测精度有很大影响. 考虑缺失模式的出行时间价值计算表明, 项目无回答对出行时间价值的影响被过高估计了.

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基于SP调查的城市公共交通出行时间价值估计

陈旭梅 , 刘巧仙 , 杜光

2011, 11(4): 77-84.

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城市公共交通乘客出行成本的量化研究，对于科学合理地评价公共交通系统的社会效益意义重大，而出行时间价值是进行乘客出行成本估计的一个重要环节. 本文以北京市市区居民SP调查数据为依托，通过分析公共交通出行时间价值的影响因素，选取Logit模型为基础模型，引入“出行者收入”作为模型新增变量，并针对工作商务、社会娱乐两种出行目的在不同换乘情况下出行时间价值模型进行参数标定，建立了基于SP调查数据的改进型时间价值求解模型，并计算得到北京市公共交通出行者在不同出行目的和有无换乘情况下的换乘时间价值、候车时间价值以及运行时间价值. 研究发现，工作商务出行目的出行时间价值普遍高于社会娱乐的出行时间价值，出行者在不同出行目的和有无换乘情况下的候车时间价值，大于换乘时间价值以及运行时间价值，并且有换乘情况下的候车时间价值大于无换乘情况下的候车时间价值.

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基于结构方程的家庭假日外出活动关联性分析

赵昕, 关宏志, 巩丽媛

2011, 11(4): 85-90.

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当前对于个人外出活动的研究较为深入，而家庭为单位的活动研究存在不足. 为了确定假日家庭活动安排的影响因素和不同活动之间的影响关系，本文以家庭为单位，使用2009年济南居民出行调查数据，选取6个家庭因素作为外生变量；以生存性活动、维持性活动和自由活动——活动持续时间、活动次数为内生变量，考虑家庭的成员属性和经济属性，建立结构方程模型. 重点分析了家庭人口因子和家庭经济因子对三类活动因子的影响关系和各类活动之间的关联性. 结果表明家庭人口因子和家庭经济状况因子对于三类活动的决策有显著影响. 同时三类活动之间根据活动本身的弹性，影响关系也有所不同.

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区域交通运输结构信息熵演变及动力分析

于世军, 刘英舜, 梁先登

2011, 11(4): 91-96.

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由于影响因素的复杂性，交通运输结构的研究多以简单的比例关系结合定性分析为主，缺乏定量评价的客观依据. 本文尝试应用信息熵理论对区域交通运输结构的演变和发展规律进行定量研究. 首先，提出交通运输结构信息熵，并构建了交通运输结构的均衡度和优势度指标，用于衡量交通运输结构及其演变规律. 在此基础上，运用主成分分析与灰色关联分析相结合的方法，明确了影响交通运输结构变动的主要动力因子，即社会固定资产投资因子、综合因子、人口因子，这些研究为交通运输结构优化决策提供理论依据. 最后，以江苏省交通运输结构分析为例，论证了方法的可行性.

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基于联合分析的公交服务质量研究

刘建荣, 邓卫, 张兵

2011, 11(4): 97-102.

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公交服务质量是影响公交出行分担率的重要因素. 本文利用联合分析方法对乘客对于公交服务的属性偏好进行研究. 通过实际调查及数据分析，得出了可靠性、发车间隔、步行时间等方面属性水平的效用值，并由此确定了各种属性的权重. 研究结果表明乘客最为重视的是可靠性，其次是车内环境、步行时间、发车间隔，而站台环境和价格所占权重较小. 本文还对南京市的公交服务质量进行了调查. 结果表明乘客对于高峰时期可靠性、车内环境和发车间隔的评价低于非高峰时期，且乘客对于可靠性的评价很低，对于高峰时期的车内环境和发车间隔的评价也较低.

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基于准移动闭塞的铁路区间信号布置优化方法研究

刘海东, 毛保华, 王保山, 杜鹏, 丁勇

2011, 11(4): 103-109.

摘要 ( )

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以我国铁路运输模式为背景，以列车牵引计算和信号布置原理为基础，综合考虑了轨道电路码序、接触网支柱位置、电分相位置等条件，构建了基于准移动闭塞的铁路区间信号布置优化模型. 设计了模型求解的启发式仿真算法，算法以准移动闭塞条件下信号布置数量最少作为实现的目标. 研制了铁路区间信号布置仿真系统，并进行了信号布置实证分析. 结果表明：与实际信号布置方案相比，仿真布置方案的总信号布置数减少了4个，平均每10公里线路减少约1个信号点；分割轨道电路总长度减少了8464 m，平均每公里线路减少分割长度227 m. 研制的系统初步实现了铁路区间信号的优化布置.

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大型铁路客运站到达旅客疏散微观仿真

李季涛, 付佳, 王宇

2011, 11(4): 110-116.

摘要 ( )

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对铁路客运站客流到达、疏散的时空特性进行分析，提出了大型铁路客运站到达旅客疏散仿真概念模型. 从车站到达旅客交通特性出发，在经典社会力模型基础上对旅客站内交通行为进行微观仿真建模，并对模型的行人尺寸和期望速度参数进行了分析和标定. 通过对沈阳铁路局大连站到达旅客疏散仿真实验，得到该站地下通道和南出站口处旅客人数随时间变化的曲线、旅客最高聚集人数95%置信区间和高峰出现的时间，到站旅客换乘时间95%置信区间，找出了存在安全隐患的带状区域和点状区域. 仿真结果表明，模型具有较高的可靠性和实用性.

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集装箱码头闸口作业系统通过能力研究

刘翠莲, 计明军, 郁斢兰, 邱婕, 高霓

2011, 11(4): 117-123.

摘要 ( )

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集装箱码头闸口作业系统是外部集卡把集装箱运进或运出集装箱堆场必经的作业通道. 但是随着集装箱贸易的繁荣，闸口作业系统日渐成为集装箱码头发展的瓶颈. 为提高闸口系统的通过能力并优化闸口系统的作业流程，本文针对集装箱码头闸口作业现状，利用排队论方法研究了M/G/S/∞/∞/FCFS排队系统. 分析闸口作业系统的运营效率，并提出了改进的闸口作业流程. 实证分析表明，基于排队论设计的闸口作业流程可以缩短集卡在闸口停留时间，提高作业流程效率，从而提高整个集装箱码头的通过能力.

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非工作活动生成和分配模式研究

鲜于建川, 隽志才

2011, 11(4): 124-128.

摘要 ( )

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非工作活动及其派生的出行需求，是交通需求管理和控制工作关注的焦点. 本文通过居民出行调查数据分析，以家庭为分析单位，从活动的生成和分配两个方面描述了非工作活动在家庭层面的安排模式，从出行链的角度分析了非工作活动与工作活动和出行的相互关系. 系统由两个模型组成，首先用二项Logit模型分析非工作活动的参与选择，然后用fractional multinomial Logit模型分析了非工作活动在不同结构出行链中的分配情况. 结果显示，私人交通工具的拥有、靠近市中心的居住位置和家庭收入的增加都会刺激家庭非工作活动的需求. 而随着非工作活动需求的增加，复杂出行链成为家庭组织非工作活动的主要模式. 研究结果对出行需求预测和管理工作有重要指导意义.

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基于能力计算的运行图加密问题研究

张红斌, 董宝田

2011, 11(4): 129-134.

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通过对运行图进行加密来研究客运专线的能力问题，并将加密问题构建为整数规划模型进行求解. 为了求解这个问题，按照OD类型奖励值从大到小每次加密一种OD类型进行分步加密，在每一步中在每个可行时间点处随机选择属于该OD类型的所有停站方式中任意一个停站方式进行多次迭代加密，然后通过将多次迭代的结果组合优化得到较优的加密结果. 最后，构建了基于.net的运行图加密应用系统，并对武广客运专线的运行图进行了实例加密，通过比较组合优化与多次迭代最优的加密结果，验证了组合优化算法的可行性.

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信号交叉口自行车群通行阶段划分

于泉, 史丽平, 李宁

2011, 11(4): 135-139.

摘要 ( )

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我国城市信号交叉口处机动车、自行车和行人的混合交通流具有典型性. 对其有效的组织是保障交通通畅运行的关键措施之一. 本文以信号交叉口多辆自行车形成的自行车群为研究对象，选用视频采集技术获取自行车群在北京市和天津市两个信号交叉口的通行特性. 然后采用聚类分析的方法，用自行车群的平均速度、群的长度、群的宽度3个指标对两个信号交叉口自行车群通行阶段进行聚类划分. 结果表明,自行车群通过交叉口的过程可以分为3个阶段——群逐渐扩散阶段、膨胀阶段和逐渐收缩阶段.

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基于多维时空参数的道路短期交通状态预测

刘晓玲, 贾鹏, 邬珊华, 于滨

2011, 11(4): 140-146.

摘要 ( )

PDF(2094KB) ( )

城市道路交通状态会同时受到时间、空间多维因素的影响. 为对城市道路短期交通状态进行比较准确的预测，本文在分析多维时空参数的基础上，构造了基于支持向量机（SVM）的不同维数的道路短期交通状态预测模型，并通过贵阳市中心城区的出租车GPS数据对各种模型的预测精度进行了检验，分析各时空参数对道路交通状态的影响程度. 结果表明, 基于目标路段先前流量数据及下游路段交通状况的SVM模型具有较高的预测精度. 为了进一步分析该模型的性能，将其与线性回归模型和ARMA模型进行了比较，实验结果显示，本文提出的SVM模型具有较好的预测效果，表明该方法是进行道路短期交通状态预测的有效手段.

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基于贝叶斯网络多方法组合的短时交通流量预测

王建, 邓卫, 赵金宝

2011, 11(4): 147-153.

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贝叶斯网络是处理不确定信息和进行概率推理的有力工具，针对短时交通流量预测的难题，提出一种基于贝叶斯网络的多方法组合预测模型. 首先建立几种基本预测模型并对交通流量进行预测，然后将预测的结果和实际结果按一定步长进行离散处理，把离散后的结果用贝叶斯网络进行学习，更新贝叶斯网络参数，通过联合推理求得各个基本预测模型预测结果组合下可能组合预测值的后验概率，把后验概率最大所对应的值作为预测值. 通过对实际道路交通流量的预测表明，本文提出的贝叶斯网络多方法组合预测模型的预测结果精度优于单一的预测模型，从而论证了本文提出的贝叶斯网络多方法组合预测模型具有一定的实用性.

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基于卡尔曼滤波的公交站点短时客流预测

张春辉, 宋瑞, 孙杨

2011, 11(4): 154-159.

摘要 ( )

PDF(837KB) ( )

公交站点短时的客流预测是智能公交调度系统中重要的决策基础与技术支持. 在对短时客流特性进行分析的基础上，提出了以卡尔曼滤波作为公交站点短时客流的预测模型，并给出了模型的求解过程. 选用了一条实际公交线路中客流量较大、客流变化明显具有代表性的站点进行了采集数据和实例分析，数据结果的平均绝对误差为5.1771，均方误差为0.7961，表明提出的模型与算法可以有效地对短时公交客流进行预测. 与人工神经网络预测结果比较，在相同的实例数据下，其平均绝对误差为10.4770，均方误差为1.6724，结果表明使用卡尔曼滤波建立的模型比较准确，说明本文所提出的方法预测误差小，具有现实的应用意义.

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区域公交协调调度优化算法研究

田启华, 陈艳艳

2011, 11(4): 160-165.

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综合考虑枢纽内线路复杂、换乘量大、换乘效率低等问题，分析了枢纽换乘的相关特点. 建立了基于枢纽站点的区域协调调度换乘优化模型. 模型综合考虑了车辆驻站时间变化对车辆到站时间的影响，将车辆在枢纽站点的驻站时间设为一个松弛变量，以车辆在区域内枢纽站点的相遇次数作为目标函数. 通过求目标函数最大值，确定线路车辆在各枢纽站点的最佳发车时间及驻站时间，从而使区域内在枢纽站点的总体换乘时间最短，换乘成本最小. 模型利用遗传算法求解. 经算例验证，算法可有效提高区域内枢纽站点的换乘效率及公交运营服务水平.

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考虑道路交通拥堵的公交发车间隔优化模型

王超, 徐猛

2011, 11(4): 166-172.

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发车间隔的确定是建立行车计划的基础，合理安排公交运营方案可以在优化公交企业运营成本的同时，有效满足乘客需求. 本文提出了在保证公交运营服务水平和所需运营车辆最少的前提下, 确定公交发车间隔的模型. 在现有的模型基础上考虑了道路交通拥堵对公交运行的影响. 引入拥堵系数，建立了基于载客里程的公交发车频率模型. 实例分析表明模型使得发车间隔的计算更简单直观. 拥堵因子的引入对发车间隔产生了较大的影响，且能有效地优化公交发车间隔. 使公交企业更好地平衡了乘客满意度与公交车运行成本.

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基于贪婪禁忌算法的停机位指派问题研究

李军会, 朱金福, 高强

2011, 11(4): 173-179.

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停机位指派是机场运营管理的关键活动之一，合理高效的停机位指派，除有利于提高机场运行效率和旅客满意率水平之外,对降低航空公司地面运行成本也有重要意义. 本文从航空公司、机场及旅客三者综合效能最大化角度出发，以飞机地面滑行距离、机场停机位空闲时间及旅客步行距离总成本最小为目标函数，构建机场停机位指派模型，设计了指派模型的贪婪禁忌搜索算法. 该算法首先采用贪婪算法产生一个初始指派方案，然后采用禁忌搜索算法在初始指派方案的基础上进行逐步优化. 算例研究验证了模型的正确性和算法的有效性，该模型和算法可满足国内大型机场停机位指派实际运作需要.

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行人在城市道路环境中污染物暴露研究

刘爽, 郭谨一, 陈海波

2011, 11(4): 180-185.

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城市道路作为行人活动的重要场所，其空气质量与人体健康密切相关，而空气污染物对人体健康的影响与人体实际暴露水平有着密切联系. 本文根据污染物暴露的相关概念，分析了城市道路环境下污染物由机动车排放源到人体的过程和行人污染物暴露的影响因素，对比总结了国内外污染物暴露的研究方法及适用性，结合城市道路污染物浓度的分布特点和交通流量变化的峰值特性，根据利兹市的道路污染物排放数据，探讨了行人在不同时段的污染物暴露水平.

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基于车牌识别的高速公路通行费拆分技术研究及应用

赖树坤, 邱淮, 刘智丽

2011, 11(4): 186-191.

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随着高速公路的不断建设，高速公路已形成网状结构，为车辆驾驶员提供了多条选择路径. 同时高速公路投资主体的多元化必然要求合理拆分通行费，进而产生如何按照车辆行驶的实际路径进行通行费拆分的问题. 本文分析了联网收费环境下影响通行费精确拆分的主要因素. 建立了基于车牌识别的通行费拆分模型，并给出了模型求解算法. 最后结合福建省高速公路路网结构与运营数据进行实例分析，实现了70%以上的精确拆分和不到30%的模糊拆分，验证了本文方法的有效性.

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珠三角客运通道结构特征发展分析

程先东, 梁肖, 毛保华

2011, 11(4): 192-198.

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客运通道是国家经济社会发展的重要物质基础，在综合运输体系中占有重要地位. 本文从客运通道的拓扑结构和空间形态分布两个角度分析了珠三角客运通道的结构特征，并提出了现状问题. 研究表明：珠三角客运通道的各种运输方式中铁路的运输效率最高，公路的鲁棒性最好；客运通道的演化是短期和长期生存效用共同作用的结果. 珠三角客运通道具备分形特征，公路的网络覆盖度最大为1.495，铁路最小为1.050. 指出铁路发展相对滞后，在规划轨道网络建设完成后，网络连通性将增大3倍，各个城市之间的联系也将更加紧密，轨道交通网络的标准熵将增加4.48%，轨道交通网络覆盖度将增大36.19%，客运通道结构将得到改善.

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