交通运输系统工程与信息

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基于马尔科夫链的区域综合交通客运结构预测

娄彦江, 马艳丽, 韩丽飞

2012, 12(3): 1-5.

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经济的快速发展要求有功能完善、结构合理的综合运输系统，对该系统进行合理预测与规划可避免交通设施重复建设，减少资源浪费.本文基于马尔科夫理论，预测区域综合交通客运结构发展规律.构建了基于马尔科夫链的区域综合客运结构发展模型，并以黑龙江省综合客运交通为例，确定了黑龙江省未来年份的客运结构.结果表明,黑龙江省水运在客运中占有的份额正在被其他方式所代替，部分铁路客运量向公路转移，四种客运方式分担比率除水运以外没有大的改变，民航所占份额有所减小.验证了客运结构发展预测的可靠性，可为相关部门管理者提供决策建议.

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私车牌照拍卖与拥挤收费的政策联动效果研究

冯苏苇

2012, 12(3): 6-11.

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作为中国唯一实施私车牌照拍卖的城市，上海的先行实践和示范效应十分巨大.政策实施二十余年来，随着本地牌照拍卖价格不断走高，选择外地牌照的人数逐渐增加，政策绩效面临衰减的局面.本文以博弈论为工具，分析了牌照拍卖政策绩效流失的根源，研究了拥挤收费作为综合配套政策的可能效果.研究发现，如果对外地牌照拥车者征收拥挤费，高时间价值者会提前出行以规避收费，而低时间价值者留在道路上.进一步，在序贯博弈下，更多的人会选择本地牌照，道路拥挤仍旧不可避免.因此，一个可行的拥挤收费方案是，通过设置不同费率对不同牌照实施差别化收费，以弥补当前政策下相对通行权不对等问题.

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中国公交规制成本分摊模型及应用研究

王永胜, 周伟, 王元庆, 江玉林

2012, 12(3): 12-18.

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针对我国城市公交行业管理中亟待解决的公交合理成本确定，以及政府公交补贴责任划分问题，研究了国际公交行业常用的全分摊成本分析模型及我国城市公交行业相关实践经验，本文在规制成本核算的基础上构建了我国城市公交合理成本核算与分摊模型，并用公交专项调研数据进行相关模型和方法的应用性分析.结果表明，本研究提出的模型和方法能为公交合理成本核算、各相关辖区政府公交补贴责任划分、相关政策制定和政府间协调合作提供基本理论及方法支撑，对我国深化落实公交优先战略、促进城乡客运一体化发展有重要意义.

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基于超效率DEA的北京ITMS效率评价研究

卫振林, 赵鹏, 艾姝琳

2012, 12(3): 19-23.

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智能交通管理系统是提高和改善城市道路交通系统运行效率的一项有效措施.本文以北京城市智能交通管理系统应用为背景，选取城市交通系统、社会经济系统以及能源环境系统为投入系统，相关道路交通管理效率及城市交通外放性指标组成产出系统，建立了相应的超效率DEA评价模型，研究分析城市智能交通管理系统水平与城市发展的协调程度.应用北京市2000-2010年的实际数据进行了实证分析，根据模型计算结果，结合北京市的发展实践，对比分析了城市交通与经济及能源环境子系统的相对有效性变化趋势，以期为北京城市ITMS未来的发展建设提供一定的参考借鉴.

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基于BRT及信号配时的干道通行能力估计

邹平, 李志恒, 李萌

2012, 12(3): 24-30.

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由于城市道路交通行为的复杂性以及高质量交通数据的缺乏，实时估计城市主干道的旅行时间具有一定的难度.基于实时的快速公交（BRT）以及信号配时数据，作了一系列研究，用以估计主干道旅行时间以及交通服务水平（LOS）.本文通过将公交车的排队延误时间、平均信号灯等待时间和自由流旅行时间综合在一起来实现旅行时间的估计.并以Valley Transportation Authority（VTA） BRT和智能驾驶系统作为数据源进行实验.实验结果表明，本文提出的估计主干道性能的方法非常有效.其中根均方误差（RMSE）和根均方百分比误差（RMSPE）分别为49s和9%，LOS估计的精度高达73%.

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道路指引信息发布下的随机交通分配

李军, 黄琳

2012, 12(3): 31-35.

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提出考虑信息接收程度的Ｌogit型随机交通分配方法，来计算道路指引信息发布下路网交通的重新分配.出行者被划分成两类，一类根据信息的指引出行，另一类则以Logit型的随机方式进行路径选择；利用道路指引信息的市场占有率的概念，给出这两种出行行为共存下的网络加载算法，并运用逐次平均法实现了拥挤网络中的交通分配.数值试验结果表明，发布良好的道路指引信息有助于提高路网运行效率；对拥挤网络中的给定OD，存在一个最佳的占有率，并随着交通需求的增加而增加；在合理的占有率下，增加信息指引路段可有效降低路网运行时间.

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伴随车检测技术应用研究

赵新勇, 安实

2012, 12(3): 36-40.

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海量动态交通流中，经常出现结伴而行的车辆.特定区域内，当结伴车辆出现的概率较大时，即可将其视为伴随车辆，这类车辆具有相互掩护和团伙作案的重大嫌疑.及早检测和识别伴随车辆，能有效降低道路交通安全系统中的危险因素，对预防和减少与道路有关的治安和刑事案件，也具有十分重要的意义.本文在车牌自动识别数据库基础上，应用数据挖掘技术，提出伴随车辆检测和识别算法，并进行了实地测试.实验结果表明：应用数据挖掘技术对伴随车辆进行分析检测，具有检测效率高、检测误差小、应用范围广的特点，完全可以满足刑侦等部门对伴随嫌疑车辆进一步排查的需要.

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城市交通拥堵态势监控的时空分布形态识别模型

胡启洲, 刘英舜, 郭唐仪

2012, 12(3): 41-45.

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为了及时发现和预警城市交通高峰时期的偶发事件，研究了态势监控的城市交通拥堵动态跟踪问题.对交通拥堵的相关属性、变化规律、空间分布以及判别方式等进行综合研究的基础上，分析了道路交通流的非线性动力学特征，建立了基于时空分布的路网交通拥堵态势监控的动态预警模型，提出了解决城市路网交通拥堵的方法，达到了充分利用交通资源、疏导交通、缓解交通拥堵的目的.该模型在对占有率、速度、流量三个基本交通流参数进行处理获得新的交通拥挤判别指标基础上，通过形态识别模型对拥堵状态进行判定.实例分析表明，该模型为缓解城市交通拥堵问题、提高城市交通管理水平、改善道路交通安全形势等具有重要的理论意义和应用价值.

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突发事故下交通信息策略研究

张敖木翰, 高自友

2012, 12(3): 46-51.

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突发事故及其所造成的非重复性拥堵会对城市交通系统正常运行有重大影响，其造成的拥堵传播会使得拥堵区域内的大量路段瘫痪.因此研究缓解突发事故下交通拥堵的策略具有十分重要的意义.本文研究突发事故下先进的交通信息系统策略设计问题.建立了ATIS策略设计的双层规划模型，上层目标从交通管理者的角度追求出行者的系统总阻抗与交通信息运营成本最小化，下层描述在ATIS作用下出行者的动态路径选择行为，并通过元胞传输模型仿真拥堵的传播与路段上车辆的走行.提出了基于遗传算法的求解方法.算例结果表明，优化的ATIS策略能够有效地缓解突发事故所导致的交通拥堵，提高交通网络的系统性能.

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RFID技术在动车高级修中的应用研究

孙鹏, 史天运, 张惟皎

2012, 12(3): 52-58.

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为确保动车组高级修的安全、有序、高效、优质，结合未来高速铁路检修业务的客观发展需要，提出了面向动车高级修的RFID应用技术方案和智能信息系统框架.首先，提出动车基地在配件物流、人员作业流、动车组车流、检修设备设施中的RFID应用技术方案，以及应用难点的解决对策；四种应用是有机整体，以配件应用为核心.然后，指出了将RFID全面应用于动车检修生产各环节，结合数据集成与语义融合，可以极大强化既有应用系统的性能与功能；并且重点对运用RFID为检修产能的提升进行了量化评估.文中涉及的几类RFID应用已在动车基地投入使用，或者经过试点、试验.

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视频监控面积计算方法及应用研究

尹彪, 董宝田, 王爱丽

2012, 12(3): 59-64.

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视频监控系统中，自动识别出的客流人数和密度，是判断客流安全状态的重要指标.本文重点研究了为获取客流密度而进行的监控面积测量方法.该方法基于计算机视觉的平面测量技术，对视频监控区域有效平面部分进行面积测量.通过采用二维成像透视投影模型和模板的精确标定以计算单应矩阵，特别是针对特征点的有效性进行判断分析，准确率较高，可操作性强.此方法为快速实现复杂场景中面积测量和计算提供了一种新途径.最后基于北京南站具体场景，将此方法应用于客流密度计算，为客流安全预警提供方法支撑.

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实时车辆排队长度图像检测系统及FPGA硬件实现

王闯, 史忠科

2012, 12(3): 65-74.

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针对现有交通路口车辆排队长度检测系统处理速度低、无法适用于实际复杂路口环境的缺陷，设计了一种基于FPGA的实时车辆排队长度图像检测系统.通过形态学边缘处理检测车辆的存在，对检测出的车队轮廓进行水平投影并采用一种基于信息量的车辆度量方法从投影结果中提取了排队的队尾，同时在确定排队长度时通过对算法参数的自适应调整有效消除图像逆透视效果的干扰；整个图像处理过程完全利用FPGA硬件逻辑实现，采用五级并行流水设计保证图像采集、高斯滤波、Sobel边缘检测、阈值分割和形态学腐蚀处理同步执行且同时完成，实现了对分辨率为720×576的图像25帧/s的处理速度.实验结果表明，系统性能良好，工作稳定，算法简单实用，具有较好的应用前景.

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高速公路事故清理时间影响因素分析

GHOSH Indrajit

2012, 12(3): 75-89.

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交通事故是导致高速公路延误的一个主要因素，同时也降低了道路通行能力、车辆以及人员的安全性，甚至有可能导致二次事故发生.对此，相关部门已开始制定一些事故管理方案以降低或者消除事故影响并最大限度地增加道路通行能力和车辆行驶安全性.应密歇根交通部要求对底特律市高速公路网事故清理时间影响因素进行分析，基于交通流数据、道路几何特征及大量的事故数据，建立了参数化危险持续时间模型.所建立的四个模型分别基于不同的概率分布.结果表明，四个模型的性能大体相似，但是相对于其他分布，loglogistic分布更适合于事故清理时间分析.对事故清理时间影响显著的因素有：事故发生的时间、路段交通特性和几何特性，以及事故特征.

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交通流现象与模型评述

关伟, 何蜀燕, 马继辉

2012, 12(3): 90-97.

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为了解决日益严重的交通拥堵问题，近几十年来，研究人员在国内外高速公路和城市快速路上发现了多种交通现象，并提出各种交通流模型对已发现的交通现象进行重现和解释，目的是为交通流控制与疏导提供理论支持.本文首先对目前已发现的交通流现象，如通行能力陡降、滞后效应、走-停交通波和同步流现象进行介绍，然后从交通流模型中的速度、加速度和二阶加速度的宏观/微观，连续/离散表达式几方面介绍了现有的一些交通流模型，并对模型解释交通现象的能力进行综合性评述.

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信号交叉口扩容所致下游排队溢出分析

余鑫, Goro Sulijoadikusumo, Panos Prevedouros

2012, 12(3): 98-108.

摘要 ( )

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信号交叉口是城市交通系统的重要组成部分，制定合理的交叉口拥堵和安全治理方案尤为重要.交叉口扩容是缓解交叉口拥堵最直接有效的措施,但是传统的扩容方案（如增加车道，禁止左转和立体交叉等），可能并不能达到预期的效果.由于上游的扩容，下游交叉口的交通状况可能会急剧恶化，导致更长的车辆排队，这些排队车辆可能蔓延至上游交叉口，引起堵塞.此情形在车流量大、交叉口之间距离小和信号灯周期长的情况下表现尤为显著.本文提出了一个简单、准确且实用的方法，用于判定这种下游排队蔓延现象的发生及其种类（循环性或持续性），并且评估这种排队蔓延对上游信号交叉口通行能力的影响.此方法基于最新的美国交通运输署的高速公路通行能力手册.本文还介绍了该方法相应的计算程序的开发和运用，并给出运用实例.

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基于复杂网络中心度的航空货运网络层级结构

党亚茹, 彭丽娜

2012, 12(3): 109-114.

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采用复杂网络理论中的点度中心度、中间中心度、接近中心度等3个关键指标，结合航空货物运输数据，用SPSS对我国航空货运网络进行系统聚类，从城市、区域和航线等角度对货运网络进行层级分析.研究表明：我国航空货运网络分布不均衡，具有明显的枢纽层级城市、区域层级城市、中级层级城市和边缘层级城市等4个层级结构；绝大部分航空货运量、航线、起降架次等集中在少数枢纽层级城市和区域层级城市，其他层级城市则依赖这2类城市进行货物运输中转.亟须合理安排新增航线和新增通航城市以解决航空货运枢纽城市后劲不足等问题.

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面向稳定性的高速铁路车站作业计划优化方法

苗建瑞, 于勇, 孟令云, 杨肇夏

2012, 12(3): 115-121.

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从便于车站作业计划与时刻表的协调编制及提高计划稳定性的角度出发，以具有潜在冲突的作业之间间隔时间合理、车站资源运用费用最小化为目标，在忽略车站资源相容性约束的基础上构建了基于集合划分的车站作业计划整数规划模型，设计了基于蚁群算法的求解方法.本文以长沙南站为例验证了算法的有效性，并对参数的选择进行了分析.结果表明，与仅考虑资源运用权重的模型相比较，本文给出的模型以29%的资源运用权重降低换来了37%的计划稳定性提高.

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基于OD稳定模式的高速公路出口流量预测方法研究

张平, 张明欣, 宋国杰, 董新品, 谢昆青

2012, 12(3): 122-128.

摘要 ( )

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从高速公路车辆出入口数据中可以直接提取路网中车辆的OD信息，这些信息在一定程度上反映出车辆时空上的运行状态，更可以通过这类数据对高速公路出口流量的趋势做出合理有效地预测.本研究从真实数据出发，对交通路网中车辆OD的稳定性进行了分析，并以此为指导，将所得到的领域知识加入到常规的预测方法中，提出了一套基于OD稳定模式的高速公路出口流量预测方法.主要贡献包括：①提出了信息熵的概念,以刻画高速公路车辆OD的规律性；②提出了基于OD的稳定模式的出口流量预测方法；③在大量真实的数据上进行了实验分析.

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基于模糊粗糙集与支持向量机的区域物流量预测

何满辉, 逯林, 刘拴宏

2012, 12(3): 129-134.

摘要 ( )

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对区域物流量进行研究与预测有助于把握区域物流的需求，实现区域物流供需相对平衡，提高区域物流规划质量和运行效率具有重要的理论和实际意义.本文将模糊粗糙集理论引入区域物流量的预测中，建立基于模糊粗糙集与支持向量机的区域物流量预测模型，用模糊粗糙集作为前端预处理器对数据进行约简，剔除冗余信息，以实现两种算法的优势互补.针对支持向量机在处理数据时无法将数据简化的问题，提出了基于模糊粗糙集与支持向量机的区域物流量预测方法，在支持向量机对样本数据进行处理之前，利用模糊粗糙集数据挖掘的能力对原始数据样本集进行预处理.结果表明，这种预测方法具有很好的精确性和有效性.

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基于出游动机的游客活动关联性研究

赵昕, 关宏志

2012, 12(3): 135-140.

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研究中对在北京旅游的游客出游动机进行调查，运用因子分析的方法对游客的出游动机进行了提取，进而提出了动机—活动关联性概念模型，通过建立结构方程模型，对游客动机与外出活动的影响关系进行了分析.结果表明，社交与消费动机对于非参观娱乐活动有较大的正向影响，而对参观娱乐活动的选择影响较小；文化体验动机对参观娱乐活动有反向的影响，对非参观娱乐活动无显著影响.逃离放松动机对非参观娱乐活动有反向的影响，而对参观娱乐活动的影响较小.本文通过对游客出游动机和活动安排之间因果关系建立模型，证实不同的动机水平会导致相应的活动决策，为研究游客活动决策行为提供了依据.

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铁路旅客列车备品订购及库存管理模型研究

孙熙安

2012, 12(3): 141-146.

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列车备品是铁路旅客列车上的重要服务设施，直接影响铁路旅客运输及列车服务质量.由于在旅客运输生产服务过程中，不可避免会发生各类备品的丢失、污损、破损和损耗等情况，为保证旅客列车服务质量，必须对丢失、污损、破损和损耗的各类备品及时补充和更换.本文首先将铁路旅客列车备品划分为三类，然后根据采购、库存和使用各类备品过程中的特性，采用库存理论基本原理和方法，结合中国铁路旅客运输生产实际，提出计算旅客列车备品订购和库存管理模型，分析备品的理想订购和库存管理模型与实际订购和库存管理模型的关系及应用.

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异质动态交通流下区域应急疏散路线规划

薛白, 王剑

2012, 12(3): 147-153.

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在重大灾害事件中，交通需求是影响区域疏散路线规划效果的关键因素之一.考虑实际应急疏散过程中的异质动态交通流差异性装载和分配过程，建立了一种基于受灾人员和应急物资两种异质动态交通流的最小费用流模型;然后针对两种异质流不能混合分配、网络流占用随时间变化更新等特点,提出了一种基于时间扩展的最小费用路线启发式算法，最后给出了相应的算例验证了模型和算法的可行性.结果表明：受灾人员响应行为的快慢影响着疏散时间、拥塞程度、分配的有向路数目；同时针对不同的受灾人员响应行为，调整应急物资装载时刻和装载量，可以有效缩短疏散时间.

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不确定多属性决策在PBN飞行程序方案优选中的应用

陈肯

2012, 12(3): 154-158.

摘要 ( )

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基于性能的导航（Performance Based Navigation，PBN）飞行程序设计方案的优选对提高终端区空域的容量，空中交通管理工作的质量、效率，甚至飞机的飞行安全至关重要.但在实际操作中，PBN飞行程序设计方案的评估通常由有关专家根据机场的特点，依据专业知识及经验来确定优选方案，存在主观性和随意性的缺陷.为了提高PBN飞行程序设计方案优选的合理性和有效性，本文构建了PBN飞行程序设计方案的评价指标体系，建立了基于相对优势度法的区间数多属性评价模型.在该模型中，属性权重及评价指标值均采用区间数形式赋值，这些区间数用于计算备选方案的相对优势度，通过选择最大相对优势度来确定最佳方案.实例证明，所提出的评价模型能充分利用决策信息，有效地解决PBN飞行程序设计方案的优选问题.

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综合客运枢纽旅客全过程流线优化模型

胡春平, 毛保华, 朱宇婷

2012, 12(3): 159-164.

摘要 ( )

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随着旅客出行需求日益多样化，旅客对枢纽站服务水平的要求逐渐提高，多种交通方式之间旅客合理换乘流线设计成为综合交通枢纽客流组织的关键问题之一.针对这一问题，引入全过程流线的概念，扩大枢纽流线优化的研究范围，将枢纽抽象为m×n的立体空间连通图，使得枢纽流线优化问题转化为图论问题.在对各节点进行二次拆分，优化节点费用的基础上，构造了旅客全过程流线优化模型.最后，选用某综合枢纽站作为研究对象，采用增量配流法进行计算，得到该枢纽站的流线优化方案，验证了模型的可行性与有效性.

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公共交通快捷指数分析模型研究

闫卫坡, 翁剑成, 荣建, 葛昱, 陈智宏

2012, 12(3): 165-169.

摘要 ( )

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优先发展公共交通是大城市解决交通拥堵，实现城市交通可持续发展的一项重要措施.居民出行对于公共交通服务快捷性的要求越来越高，掌握公交出行效率的时间变化规律，能帮助出行者合理选择出行时间和出行线路.为了更好地评价公共交通运行效率，本文结合公共交通GPS数据，提出了公共交通快捷指数分析模型，相对于传统评价指标，它能够更科学地反映公交线网运行的真实状况，实现公共交通日常运行的监测和评价.以北京市为例，对公共交通快捷指数进行计算与分析，其结果反映的变化趋势可以较好地刻画不同线路和公交线网运行效率的时变特征和空间差异.

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女性驾驶员应激反应能力研究

陈颖, 刘浩学

2012, 12(3): 170-173.

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女性驾驶员导致的交通事故逐年增多，由于男女驾驶员在生理心理上差异明显，女性面对突发应激情景处理能力不如男性，研究女性驾驶员应激反应能力能有效减少交通事故.通过自主开发的驾驶应激模拟系统，选用女性被试者进行仿真实验，运用多导生理记录仪MP150实时记录心率参数，通过建立回归模型得出不同应激场景下的训练标准，并与男性驾驶员训练标准进行对比找出关键应激源.结果表明，所建立的回归模型能有效拟合随着训练次数增加心率下降的规律；不同性别的应激状态存在较大的差异性；突然横穿道路行人为女性驾驶员关键应激源，有显著性别差异；前方视距不良、前车紧急制动应激源无性别差异.对关键应激源场景进行重点训练有助于提升女性驾驶员应激反应能力.

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基于SEM的驾驶员出行信息搜寻行为分析

魏雪梅, 戢晓峰, 陈方

2012, 12(3): 174-179.

摘要 ( )

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出行信息的搜寻与获取是驾驶员出行决策的重要依据.为获取驾驶员的出行信息搜寻行为特征，以昆明市412个样本数据库为基础，建立驾驶员出行信息搜寻行为的因果和过程结构方程模型(SEM)，并拟合各变量之间的路径关系.其中，驾驶员出行信息搜寻的因果结构方程模型重点分析个体属性、信息源因素及环境因素与搜寻行为之间的关系；驾驶员出行信息搜寻的过程结构方程模型则模拟驾驶员的出行信息搜寻过程.结果表明：驾驶员由于自身属性的不同在信息源与搜寻行为上存在显著差异，搜寻行为中驾驶员对出行信息的认知及信息源的选择是重要的影响因素.此外，驾驶员出行信息搜寻过程模型主要受到个体属性与信息需求的影响.

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电动汽车充换电系统的SD模型研究

行征, 高岩, 董进

2012, 12(3): 180-186.

摘要 ( )

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使用电动汽车可以有效缓解能源危机和环境污染等问题，对于电动汽车用电问题的研究是非常必要和迫切的.本文首先通过对电动汽车充换电产业链结构进行分析，在充分兼顾产业链上各经济主体利益的基础上建立了电动汽车用电相关因素的系统动力学模型.然后收集一类特定规模充换电站的基础数据，采用Vensim软件对系统进行模拟，在调整收益率调节度的基础上通过改变收益率、用户电价敏感程度等因素，量化用电量、供充电电价等指标，得到与投资回收期和充换电模式有关的均衡值以及对比曲线，为寻找最优决策提供参考依据，具有现实意义.最后总结了该模型的优缺点，并为模型改进提出建议.

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客运专线大型客运站作业仿真系统设计与应用

方琪根, 邢二平, 王保山, 毛保华

2012, 12(3): 187-191.

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计算机辅助工程项目设计已是现代铁路规划建设的发展方向.首先阐述了国外铁路仿真软件的应用情况及在国内使用的局限性，接着介绍了客运专线大型客运站仿真系统的整体结构设计；然后分别说明了系统内各子系统的功能结构设计及相互连接关系.最后，以广州南站作为案例，通过设置车站的全天分时段分方向到发列车数与股道使用规则，仿真了高峰两小时车站的到发线、咽喉区段道岔占用情况以及相应的利用率统计情况，并对仿真结果进行了分析评价，说明了仿真软件的有效性.

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地铁枢纽物业施工项目管理信息化应用研究

苗振林, 宋曦阳, 葛芳, 张国伍

2012, 12(3): 192-197.

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随着我国城市地铁建设的大发展，地铁枢纽的物业施工管理信息化要求也越来越高.本文根据多年地铁枢纽物业施工管理的经验，对以往的管理模式，信息交换进行分析，从而发现其中的不足.如项目管理过于复杂以致信息流动过度频繁，极大地降低了项目工作效率和信息的传递效率.基于以上发现，本文由以往的管理模式出发，认为施工项目管理信息化可以对需要处理的所有信息进行高效地采集、加工、传递和实时共享，减少部门之间对信息处理的重复工作，因而发展出一套新型的管理体系，并对新体系进行功能分析，发展出独立的信息系统框架，最终达到物业施工项目管理信息化，管理过程中信息处理高效化.

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