城市是一个高度复杂的大系统，城市布局、城市设计是城市交通出行特性的决定因素，而交通系统网络格局构成城市的机理，并决定城市经济的可达性，影响到城市经济与人民生活的所有层面.过去的十年中，能源基金会可持续城市项目与国家相关部委及城市合作，在可持续城市和交通系统规划、建设中做了大量工作.本次论坛主题为“系统科学与可持续城市交通理论与实践”，从可持续城市项目以及昆明可持续城市规划设计、济南快速交通规划与实践、重庆山城步道规划与应用等方面，共同探讨土地使用与城市交通协调发展的可持续城市交通之路.
为揭示区域综合交通运输需求与产业结构间的联系，运用协整理论，研究了客货运量与第一、二、三产业间的相互关系.结果表明：上海市综合交通客货运量分别与第二、三产业产值存在长期均衡关系；第一产业的发展不能用来解释客货运输需求的增长；传统的采用单位GDP (Gross Domestic Product)产生的货运量指标预测货运需求已不能完全适用产业发展方向；在10%置信水平下，认为货运量是第三产业产值的Granger原因，且第三产业产值是客运量的Granger原因，客运量对数关于第三产业产值对数的短期弹性为1.15，长期弹性为0.41，采用单位三产产值产生的客运量来预测客运需求是合理的；在25%置信水平下，客运量和第三产业产值互为因果关系，但客运需求对第三产业的促进作用要强于后者对前者的拉动作用，说明交通基础设施建设适度超前对引导经济发展和产业结构调整有显著作用.
高速铁路投入运营以后，航空运输市场份额明显下降，两种高速客运方式产生了激烈的竞争.本文以武广沿线高铁与航空的实地调查数据为基础，根据非集计模型的相关原理，建立了描述武广沿线高铁与航空运输竞争的Binary Logit模型，并将调查获得的SP数据进行RP数据修正，对模型求解得出不同机票折扣下的高速铁路与航空运输的竞争程度.通过对模型结果的分析，我们发现当武广航空运输票价低于7折时，高铁与航空运输将产生激烈竞争，且票价折扣越低，竞争越激烈.研究成果对高铁与航空运输的协调发展及避免二者的恶性竞争具有重要意义.
为改善中小机场普遍亏损现状，基于机场和城市的发展需要，本文研究中小机场的市场开发问题.首先根据产业关联的理论和投入产出分析方法，分析了航空运输业的产业关联情况，采用直接消耗系数评价各类产业对航空运输的需求.然后结合灰色关联度，提出一个新指标——航空运输关联产值，以此来衡量两个城市之间航空运输的市场规模.最后得出结论,不同的行业对航空运输的需求不同，直接用两个城市的GDP来预测两者之间的航空运输需求是不合理的；两个城市之间的航空运输关联产值越高，开通航线的可行性就越大或者增加航班量的必要性就越大.这些结论对于中小机场进行市场开发有一定的指导作用.
为了克服经典速度－密度模型刻画道路交通流动态变化特性的缺陷，将更丰富的路段检测信息运用到交通仿真模型参数的标定过程中.提出在预处理检测器数据后，采用一种基于凝聚层次聚类的局部加权回归算法标定车辆速度.该算法先对训练样本进行聚类，然后用凝聚层次聚类法对每一个约束类生成一棵聚类树；其次用k最近邻方法将与待估计速度相关的新样本划入适当的类中，最后采用局部加权回归标定车辆速度.利用现场数据对算法进行了大量测试，分别将车流密度，密度与流量作为变量标定车速.结果表明，提出的算法是有效的，适用于基于仿真的动态交通分配系统.
绿波协调控制方法在城市交通信号控制中占有重要地位.针对传统绿波协调时以公共绿波带宽最大为控制指标所存在的局限性，提出了一类考虑路口协调相位不同方向交通放行重要程度，且绿波带宽内连续通过车辆数最多的控制目标及优化求解方法；并将集散波、时距图分析等内容相结合，对下游车辆排队对绿波协调控制产生的影响进行了分析，给出了一种考虑红灯排队消散的绿波控制带宽搜索算法.仿真分析表明，虽然新方法所得到的绿波带宽不一定最大，但能够使绿波带宽内连续通过各路口的车辆数相对较多，从而更具实用性.
利用北京市道路交叉口的车牌识别数据，应用假设检验的方法研究城市快速路及主干道的旅行时间及其可靠性的分布与估计方法.首先使用四分位数据筛选法对原始数据进行了筛选，获得分析所用数据集.其次对旅行时间的分布进行了研究，提出了与旅行时间有关的分布假设并进行了相应的检验分析，随后研究了旅行时间分布与路段道路运行状况的关系.基于对北京市的数据分析可以看出，道路拥堵时旅行时间分布多接近Weibull分布，通畅时接近对数正态分布.最后，本文进一步探讨直接利用正态分布进行数据拟合以及参数估计的可行性.案例分析显示，使用正态分布估计旅行时间平均值误差较小，但对旅行时间可靠性的估计则误差较大.
随着智能交通的发展，海量的交通状态实时数据成为智能交通的研究对象，利用低损耗获取高实时性的交通流状态成为实际应用研究中的重点.本文引入一种自适应加权平均的车速检测方法，与以往的方法相比，自适应加权平均方法更加简单，并且容易实现；虽然其误差比最小均方差加权平均算法略大，但是这种方法不必以存储海量的交通信息数据为代价，解决了交通信息采集过程中的关键——实时性不高、存储容量大等实际问题.通过MATLAB仿真结果可以看到，此方法大大节省了数据存储空间和数据处理的时间，适合在实际工程应用中广泛推广.
城市轨道交通网络客流时空分布特征是网络化协同运输组织的基础与核心.本文在系统分析城市轨道交通乘客出行行为的基础上，基于MultiAgent建模技术，构建了网络客流分布动态仿真模型，应用该模型模拟乘客的网络出行过程，统计分析得到路网的客流分布特征.该模型既能反映乘客网络出行行为全过程，又能满足大规模路网仿真需求.最后，开发了城市轨道交通网络客流仿真系统,通过北京市轨道交通网络的实际数据对模型和算法进行验证.
公交时间站点是编制时刻表的基础，选择合适的时间站点不仅能提高运营分析的准确性，还能增加编制的时刻表的执行率，进而能有效地提高公交的准点率水平.目前时间站点的选择主要依据人工经验.本文创新性地提出一种基于车辆定位数据分析的自动选择方法.首先，考察公交运营业务流程，分析出时间站点应具备的主要特性；接着，挖掘定位数据，对停站时间、车头时距和区段运营时间进行深入分析，并计算出各站点相应的时间站点特征值；然后，应用层次分析法自动选择出合适的时间站点.该方法已应用于湖北十堰市公交运营规划示范中，对于运营分析以及编制准点率水平高的行车时刻表具有重要意义.
交通信息化提高了交通效率，物联网技术为交通信息化的发展带来更多新技术、新方法，由此产生了“车联网技术”.物联网技术是一种在发展的新技术，故此车联网技术在应用过程中存在一些技术障碍，如车辆细部部件的监控等.本文提出一种通过BOA技术进行交通设备部件访问的服务技术，如果硬件本身具有嵌入式控制接口，通过BOA技术与这种接口集成可以远程对部件进行监控与参数修改.这样BOA通过CAN总线集成的操作可以对设备整体进行全部部件监控和更多的优化操作，甚至可以对BOA设置单独的虚拟IPv6地址，达到更大范围内的远程参数获取与监控.最后，通过具有BOA技术的可控视频监控实例证明，此种技术可行.
车辆间隙定义为到达路段某特定点相邻车辆的间隔.本文研究了非双车道异质混合交通情形下的车辆间隙模型，此类交通流在诸如印度等一些发展中国家普遍存在.其特征是具有大量“零间隙”的情况，这主要由给定车道宽度下车辆同时到达的情形所致.其另一特征是较大车头时距带来的尾区数据量偏大.然而，一些学者运用轻尾分布对车辆间隙进行建模并得到了满意的结果.原因主要是：(1)尾区数据融入单个面元；(2)分布拟合时卡方检验等方法具有一定的局限性.此外，一些学者还建议对同一范围的交通流数据采用其他一些分布进行拟合，产生了分布选择的分歧.同时，可表征任何分布拟合状况的面元在间隙模型中的作用逐渐减小.因此，本文就以上问题对现有间隙模型的研究进行进一步和标准化的分析.本文还分析了两种具有较好尾模型特性的广义Pareto分布(GP)、广义极值分布(GEV)、其他几种传统分布对550 vph至4 100 vph流量范围内车辆间隙建模，且使用基于区域和基于距离检验的方法进行分布拟合检验.结果表明，无论使用哪种检验方法，广义Pareto分布对于大于1 500 vph流量的间隙数据在整体和尾区均能得到较好的拟合效果.广义极值分布在使用基于区域的检验方法时对于大于1 500 vph流量的间隙数据产生较好的拟合效果.
长期以来，作为城市规划研究热点，城市土地利用和交通之间相互影响的研究相对脱节.近年来，该状况逐渐得到改观，研究人员开始将交通规划与城市用地布局方式相联系.本研究主要模拟给定城市区域土地利用的时空变化过程，帮助正确认识及处理城市交通发展与土地利用的相互关系.研究针对美国佛罗里达州Orange County 1990年与2000年土地利用类型的变化，利用元胞自动机(CA)在微观土地利用，空间格局等方面的优势，采用地理信息系统动态模型来实现海量数据的获取、储存以及更新.同时，借助MatLAB软件的数学计算能力，开发出基于逻辑回归的元胞自动机土地预测模型.基于实际土地利用的模拟结果表明，该模型充分利用元胞自动机的特点及优势，合理考虑土地利用系统中时空变量的复杂性，结果可靠，为正确理解土地利用变化提供了很好的帮助.
为考察出行信息对道路网络出行时间可靠性的改善效果，将出行者划分为“有ATIS接收装置”和“无ATIS接收装置”两类，且均以随机方式选择路径，运用混合网络随机用户均衡建模理论构建了信息诱导下的出行路径选择模型.从路段容量的实际变化规律出发，假定其服从截尾正态分布，基于Monte Carlo仿真技术和网络均衡流求解算法，建立了信息影响下的道路网络出行时间可靠性评估方法.数值分析结果表明：道路网络出行时间可靠性随出行信息质量和信息系统的市场渗透率增加而递增，但其边际影响递减；对于交通需求水平高的道路网路，信息的提供对网络出行时间可靠性的改进更加明显.
高速铁路是我国计划在未来重点发展的交通运输方式.本文运用模糊聚类模型，对京津城际高铁建成前后的旅客出行行为及选择偏好影响因素进行实证分析.分析结果表明，城际高铁能够通过提升城际间的旅客通行能力，释放和激发商务、探亲、旅游等多种活动需求，从而加深城际间的经济和情感互动联系.同时，研究还发现，“快”是高速铁路的标志性竞争力，高铁安全性能提升和服务改善应以保证速度为前提.本文实证研究充分证明，高速铁路是让个人、城市和国家发展多方受益的交通运输方式，在改善出行条件的同时也获得了比较满意的服务评价，值得重点推广.
区域公交调度是未来城市公共交通的发展趋势，主要解决如何合理统一安排最初分布于不同车场的车辆完成所有线路固定时刻表对应班次任务，从而减少车队规模和降低营运成本.考虑现实中许多突发事件干扰车辆按时完成班次，本文研究一类灰色旅行时间的区域公交车辆调度问题.在满足多车型、车场容量限制、燃料限制等现实因素基础上，设计改进蚁群算法,编制一个最低营运费用的公交调度方案.该方案可适应不断变化的交通环境，更容易在公交运营中被应用.最后，通过算例验证了模型和算法的正确性.
公路超限运输危害巨大，为有效治超，深入分析超限车辆的出行选择行为.超限车辆为实现运输效益最大化，将对其超限程度、出行线路等做出一系列出行选择，不同的出行选择决策决定超限车辆的出行成本和出行收益大小.在公路超限车辆出行选择决策行为和出行效用分析的基础上，建立超限车辆出行超限程度与出行线路这种存在层次关系决策行为的巢式Logit逻辑决策模型.从概率角度用定量方法分析超限车辆出行个体的出行选择行为,为公路超限运输的治理工作提供科学指导，同时也将为超限车辆补偿费率制定提供理论支持.
城市配送是城市赖以存在和发展的基础条件，同时也是造成城市环境和社会问题的主要原因之一。政府交通管理部门为了减少货运车辆对城市交通的干扰和缓解交通拥堵，对驶入城区的货运车辆实行交通管制政策，城市货运交通管制政策包括限行时间窗和限行区域两个表征指标.本文在分析城市货运交通管制条件下城市配送优化问题主要因素和问题界定的基础上，构建了城市货运交通管制情景下城市配送多目标优化模型，并对模型目标做了单一化处理.最后，本文给出模拟案例分析，对不同城市货运交通管制情景下的城市配送优化综合效益进行了对比分析.通过研究发现，城市货运交通管制政策可以有效降低货运车辆对城市中心购物环境和城市交通的干扰，具有较好的社会效益，但也会增加城市配送成本和环境污染，降低企业的经济效益和城市环境效益.
在相互竞争的双模式交通系统中，考虑用户异质性，本文探讨了均匀行驶信用券计划对方式划分和帕累托提高特性的影响.在这一计划下，政府首先发布一定数量的行驶信用券，并均匀地分发给每一位出行者，允许出行者根据自身需求在市场中自由购买或出售信用券.根据预先设定的行驶信用券收取规模，使用快速路的出行者将会在经过瓶颈时被收取一定数量的信用券.研究结果表明，均匀行驶信用券计划总能让一部分快速路出行者转向地铁模式；对于同质用户来说，无论信用券收取数量多少，帕累托提高特性始终成立，然而对于异质用户来说，只有当行驶信用券收取数量小于某一临界值时，帕累托提高特性才能满足.
合理完善的不同层次的轨道交通线路衔接模式，对于发挥都市圈轨道交通网络的整体效率显得尤为重要.通过确定评价指标体系及其计算方法，建立了适用于轨道交通衔接模式的选择评价的模糊区间DEA（Data Envelopment Analysis）模型.以珠三角地区典型轨道交通线路为研究案例，应用模糊区间DEA模型对衔接模式进行评价分析.结果表明，模型计算结果与工程设计方案相一致，表明所建立的区间DEA模型在轨道交通衔接模式的选择评价中具有一定的适用性.
以城市轨道交通网络化运营为背景，针对城市轨道交通客流分布时空不均衡特性，提出基于基尼系数定量化评价城市轨道交通客流分布均衡性的方法.通过洛伦兹曲线和基尼系数方法对我国某城市轨道交通客流均衡性进行实证分析和探讨.通过实例验证，证明运用基尼系数对城轨客流均衡性进行定量评价的方法简单快捷，能够面向不同的路网对象进行评价，为城轨交通运力配置提供辅助决策支持，对提高资源使用效率、满足乘客需求具有一定的指导意义.
充分考虑城市轨道交通网络中影响乘客路径选择的主要因素，包括乘车时间、换乘次数和换乘时间，通过对换乘时间进行惩罚，构造了包括换乘在内的城市轨道交通网络的路径广义费用模型，基于随机效用理论分析了乘客的路径选择行为.根据最短路径费用定义OD之间的有效路径集合，同时，使用路径相对费用代替路径绝对费用，对传统Logit模型进行改进，提出基于改进Logit模型的城市轨道交通网络客流分配方法.采用基于图的遍历算法确定OD间的有效路径.最后，以2008年北京市轨道交通网络为研究对象，对模型和算法进行了分析和验证.
为了评估汽车共乘方式在中国推进的可行性，从能耗和出行时间价值视角建立汽车共乘边界模型，探索影响共乘方式推进因素，以西安小汽车出行为例，验证汽车共乘边界模型的科学性和准确性.结果显示，共乘方式油耗与增载旅客数呈强反相关关系，与旅客体重呈弱正相关关系，与旅客周转量增加率呈强正相关关系；西安市汽车共乘边界条件要满足增载旅客数大于1.37倍周转量增加率，旅客单位出行时间价值小于92.7元；按照10辆车增载1.37个乘客计，西安市一年可以节省燃油500万升，汽车共乘方式在西安具有很好的推进潜力.
轨道几何形状检测数据是一个随时间变化具有随机特征的时间序列,反映轨道几何状态的变化.在本文中，灰色关联度理论用于研究轨道水平不平顺时间序列数据，挖掘时间序列数据之间隐含的关系；经过普遍适应性改进和残差修正改进的灰色GM（1,1）模型预测固定测点轨道不平顺长期状态变化趋势，随机线性AR和卡尔曼滤波模型分析单元区段轨道不平顺短期变化趋势，探索轨道状态变化随机数据序列中隐藏的规律并进行预测.短期和长期预测模型验证结果表明，三种模型是有效的，能够达到预期的精度.
传统区域交通信号控制系统对控制子区的划分未充分考虑交通网络拓扑结构的复杂特性，由工程师根据交叉口物理距离及现场交通流特性来确定，难以保证其客观性和统一性.本文以社区模块度为评价指标，利用凝聚社区发现算法实现了区域交通信号控制系统的控制子区划分；进而，以北京市望京地区为实验案例进行应用测试，利用VISSIM仿真平台比较了本文方法和传统方法在SCOOT系统控制条件下的控制效果.仿真结果表明，在高峰、平峰、低峰等不同交通需求下，区域主干道的平均旅行时间有明显下降，区域内车均停车延误、车均停车次数、车均延误、平均车速等指标均有改善，验证了方法的有效性和可行性，为区域交通信号控制系统结构优化提供了新方法.
以理性经济人追求个人效用最大化作为分析旅客个人行为取舍的依据，本文根据旅客在枢纽内的活动模式和路径选择行为的层次化和走行过程中主要考虑的路径费用——走行距离、障碍物的影响、行人体力的限制、与其他行人相互的影响及环境刺激的作用等，确定旅客在不确定性条件下的个人效用模型.旅客风格的不同、体质的差异和出行目的的不同，是形成不同路径费用的最主要的原因，由于路径费用的可加性，以最优化的效用值来作为路径选择的依据，这一模型适用于风格不同体质有差异的异质群体.最后，使用仿真软件Anylogic，针对两种不同的异质群体进行了简单的仿真实验，证明模型的有效性.
从复杂网络角度对2001—2010年我国航班流网络结构进行实证分析.通过计算网络结构的统计指标，验证了该网络具有小世界特性和无标度特性，并构建了最大连通子图尺寸下降率和整体效能下降率指标,对其进行抗毁性分析.根据不同年度对比分析，发现我国航班流网络抗毁性有逐年提高的趋势，但却更依赖于几个关键机场.通过各种攻击方式的对比分析，得出我国航班流网络对随机攻击表现出较强的鲁棒性，而对恶意攻击却非常脆弱.整个网络的可靠性主要由少数重要机场决定，需要重点确保这类机场安全高效运行，并向多枢纽系统发展.
为了分析中国机场运营效率现状并为未来如何改进效率提供理论指导，本文运用数据包络分析方法（DEA），选取运营成本、正式员工数量、登机门数量和跑道长度作为输入变量，运营收入和机场相关业务量作为输出变量，对2001-2005年80家中国大陆机场的效率现状进行了实证研究，计算了样本机场的总体技术效率、纯技术效率、规模效率和规模报酬情况并予以整体评价.实证结果表明，中国大陆机场总体技术效率较低,尤其是纯技术效率存在较大提升空间，规模效率较为适中并呈逐年上升趋势.最后，基于上述发现提出了“改善经营、扩张运营规模、优化投入结构”等政策建议.
机场作为重要的基础交通设施，对于地方商业发展和居民生活质量意义重大，航线网络的连通性水平决定了航空运输的服务水平.本文通过运用社会网络分析方法对中国国内航线网络进行分析，通过计算其密度、中心度（程度中心度；接近中心度；中介中心度）、切断点，分析国内机场国内航线的连通性水平；并对切断点进行扩展研究，计算节点删除对连通性水平的损失，并将损失分为直接损失和间接损失.研究结果表明，中国国内航线网络整体连通性水平较低，东西部连通性水平差异较大，同时西部地区也存在特色网络结构，整体网络对首都机场依赖性很强，抗毁能力弱.
考虑快速路主辅隔离带上设置公共交通站点时，站点乘降客流的过街行为对辅路机动车流的影响，构建了快速路过街设施设置条件的分析方法.首先，从辅路行人-机动车冲突点时空分离的角度，分析快速路过街设施的类型；其次，基于行人过街和车流消散理论，分析辅路无信号控制和有信号控制人行横道的通行能力，构建辅路无信号控制、有信号控制和立体过街设施设置条件的临界点计算模型，对主路立体过街设施引脚不同位置的辅路交通流进行分析，最终提出快速路行人过街设施的设置条件及其评价指标.并通过实例分析验证其有效性和实用性.
