交通运输系统工程与信息

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区域综合交通系统能耗驱动因子及其测算模型研究

孙启鹏，吉姣，徐成

2013, 13(3): 1-9.

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为识别区域综合交通系统能耗驱动因子，测算其对系统能耗的贡献度，将驱动因素分为规模效应、结构效应和技术效应，采用ASIF数据构造原理和时序列回归法识别各因子的相关性，运用迪氏分解方法建立扩展LMDI分解模型，计算各因子能耗贡献度.计算表明,规模效应和技术效应的影响程度在逐渐减弱，结构效应的影响程度在逐渐增加；运输结构还需要进一步优化，对系统能耗的影响还有很大下降空间；近年来能耗效率已经得到很大提高，但能耗效率对能耗的贡献正在逐渐减弱，未来提高运输强度对降低能耗有明显效果.经实证检验，计算模型可靠、结论可信，能为区域综合低碳交通政策制定提供更科学的依据.

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我国交通运输结构优化的碳减排能力研究

魏庆琦，赵嵩正，肖伟

2013, 13(3): 10-17.

摘要 ( )

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为促进我国低碳交通运输体系建设，研究交通运输结构优化的碳减排有效性.在分析交通运输结构对其碳排放影响机制的基础上，基于1989-2009年数据，结合静态因素分解与动态冲击响应技术，量化研究20年来我国交通运输结构变化对碳排放的影响，以及结构优化冲击下，交通运输碳排放和结构优化自身的响应方向、程度与持续期数.根据实证结果，分别讨论了结构因素对交通运输碳排放的短期和长期影响，结构因素与其他交通运输碳排放主要影响因素的差异，以及结构因素与交通运输碳排放两者间的动态互动机理，为相关研究和政策制定提供实证参考.

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综合客运交通系统的自组织演化研究

宋成举，张亚平，吴彪

2013, 13(3): 18-24.

摘要 ( )

PDF(1360KB) ( )

综合客运交通系统是一个复杂的开放系统，由于其内部复杂的相互作用使对系统演化过程的认识尚不明确.本文运用自组织理论分析综合客运交通系统的自组织演化机制，阐述并论证了自组织理论对于综合客运交通系统的适用性，以客运周转量为系统变量，利用Logistic模型构建综合客运交通系统的自组织演化模型，并对模型进行了仿真分析.结果表明，综合客运交通系统可以自组织演化至平衡状态；各种运输方式达到平衡状态所需时间与初始状态无关，与固有增长率正相关，平衡状态与自身的系统容量正相关，各种运输方式平衡状态与运输方式间的影响系数密切相关.因此，综合客运交通系统具有明显的自组织特性.

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运输需求预测综合集成方法研究

朱炜，韩斌

2013, 13(3): 25-32.

摘要 ( )

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与发达国家不同，我国正处于快速城镇化发展阶段，迫切需要在运输需求预测理论与方法上的创新.为了更科学地进行运输需求预测工作，从而对运输需求有系统精准的把握，基于“运输系统是一类开放的复杂巨系统”及“运输需求预测是一类复杂性问题”的认知，将系统工程中“从定性到定量”的综合集成方法论引入运输需求预测之中，提出基于综合集成方法论的运输需求预测方法，并给出具体执行操作流程.以浙江省城际轨道交通客流预测为例，将研究成果应用于实际的工程项目之中，验证了其有效性.实践结果表明，“从定性到定量”、“人机结合，以人为主”的运输需求预测综合集成方法能够较好地保证预测结论的准度和精度，同时也具有较强的可操作性.

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基于生长自组织神经网络群的交通流预测

吕进，赵祥模，樊海玮，旺乃姆

2013, 13(3): 33-39.

摘要 ( )

PDF(2304KB) ( )

为了提高城市交通流预测神经网络方法的快速动态学习能力，提出了一种生长自组织神经网络群，将复杂的神经网络个体分解为多个训练简单的神经网络群组，并利用设计的动态生长自组织算法来避免神经网络在学习新知识的时候对已有知识造成破坏，同时保持整个群工作的高效稳定，规模不过度扩张.该神经网络群尝试解决神经网络的一次性学习问题，具有动态知识增殖学习能力和更强的错误自修复能力及系统适应灵活性.仿真结果表明，这一方法能够更精确地实现函数逼近和城市交通流自适应动态预测，适用于需要不断快速动态学习的复杂系统.

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车路协同下道路交叉口信号控制优化方法

张存保，冉斌，梅朝辉，张培岭

2013, 13(3): 40-45.

摘要 ( )

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车路协同系统能实时获取车辆个体的运行状态信息，并能通过速度引导实现车辆与交通控制系统之间的动态交互，为交通信号控制提供了新的数据源和技术手段.分析了现有车路协同下交通信号控制方法存在的不足，引入基于时间窗的滚动预测方法，提出了改进的交叉口信号控制优化流程；将相位饱和度作为表征信号控制效果的指标，在考虑速度引导对车辆运行状态影响基础上，建立了车路协同环境下道路交叉口信号控制优化方法和模型.运用VISSIM软件进行了仿真实验，结果表明，本文方法优于感应控制方法，在各种交通流量下均能有效降低交叉口平均延误和停车次数.

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基于实测数据的快速路交通流参数模型

董春娇，邵春福，诸葛承祥，李慧轩

2013, 13(3): 46-52.

摘要 ( )

PDF(1471KB) ( )

已有的交通流参数模型无论是基本图还是三相交通流理论都是基于高速公路交通流数据进行研究，由于高速公路和城市快速路具有不可忽视的差异，以高速公路交通流数据为基础建立的交通流参数模型难以符合城市快速路交通流运行的实际情况.本文根据实测的城市快速路交通流数据，采用线性回归分析建立城市快速路速度—占有率模型、交通流率—占有率模型和速度—交通流率模型，应用最小二乘法估计模型参数，并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.最后，在建立交通流参数模型、明确交通流参数之间关系的基础上，对城市快速路交通流状态进行了划分.本文建立的交通流参数模型，对交通流短时预测和交通流状态判别具有应用价值.

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城市道路环境中驾驶人应激响应操作时间特性分析

王畅，付锐，于鹏程

2013, 13(3): 53-59.

摘要 ( )

PDF(783KB) ( )

针对城市道路环境中驾驶人的应激响应操作时间特性，基于虚拟现实技术搭建了测试平台，对28名驾驶人在不同应激场景下的应激操作时间进行了研究.不同应激场景下的数据分析结果表明，非熟练驾驶人的应激操作时间要小于熟练驾驶人，且时间值较为稳定.青年驾驶人的操作时间值最小，且数据最为稳定.此外，随着车速的上升，驾驶人操作时间呈现下降趋势，两者之间符合对数函数关系.以驾驶经验、驾驶人年龄和车速为自变量，采用对数函数的多元线性预测模型能够对驾驶人的应激操作时间进行准确预测，被试样本实测值落在预测区间的比例达到了98.37%.

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VMS对驾驶员路径选择影响的实证研究与建模

王卫卫，赵小梅，李新刚，谢东繁

2013, 13(3): 60-64.

摘要 ( )

PDF(456KB) ( )

可变信息板（VMS）通过发布实时的道路交通信息引导驾驶员的路径选择行为，是智能交通系统的重要组成部分之一，也是大城市缓解交通拥堵所采取的方法之一.为了定量分析VMS对驾驶员路径选择行为所产生的影响，本文采用SP调查法针对驾龄在1年以上的驾驶员进行问卷调查，使用SPSS20.0软件对调查数据进行分析，并在此基础上建立VMS诱导条件下驾驶员改变路径频率的有序多分类Logit模型，得出结论，驾驶员根据VMS所提供信息进行路径选择的主要影响因素为驾驶风格、出行时间、VMS可信度.

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基于IFS交通状态决策信息一致性融合

尹俊淞，晏启鹏，刘澜，马亚锋

2013, 13(3): 71-77.

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PDF(421KB) ( )

针对多源交通信息具有模糊性和时变性的特点，引入直觉模糊集理论（IFS），建立多源交通信息一致性融合算法，融合传感器检测信息与人工信息对交通状态进行实时判别.为了解决IFS中非隶属度函数难以确定的问题，借鉴隶属度函数的构造方法，通过建立双隶属度函数构造直觉模糊数.并以直觉模糊数中的隶属度、非隶属度建立支持度函数，量化决策信息的一致性程度，决策信息的支持度越高集成权重越大，并且权值随决策信息的变化而动态更新.最后给出交通状态决策信息融合算法的具体步骤，并通过算例证明算法是有效的.

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基于浮动车数据的排队长度检测方法研究

庄立坚，何兆成，叶伟佳，褚俊飞，邓玲丽

2013, 13(3): 78-84.

摘要 ( )

PDF(852KB) ( )

排队长度作为评价信号交叉口运行效率的一个重要指标，能有效反映交叉口处的运行状况.传统排队检测模型大多基于线圈检测器，且模型假设过于理想化，本文提出一种面向低采样率浮动车数据、具有良好数据驱动性的信控交叉口在线排队长度检测方法，方法关键在于利用队尾浮动车位置估算最大排队长度.检测过程采用固定时间间隔，主要步骤包括地图匹配、等距划分交叉口进口道并统计停车点数量、判定队尾浮动车的位置、修正得到最大排队长度估计值.实测数据表明,此方法的精度与浮动车比率有直接的关系，在浮动车比率较高的许多主干路交叉口，精度可以达到理想效果，30m以内的平均绝对误差对高峰期的排队检测依旧具有很大价值.

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基于词包模型的人脸身份认证算法

刘硕研，王晓东，王冰，吕晓军

2013, 13(3): 85-90.

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PDF(673KB) ( )

随着火车票实名制的不断推广，人工核实身份的验票方式已不能满足实际需求，鉴于此本文提出一种基于词包模型的人脸身份认证算法，通过人脸比对自动完成身份核实.首先提取每幅图像的尺度不变特征变换(SIFT)描述子；其次利用词包模型(BOVW)构建人脸的典型特征；随后训练SVM分类器，将同一人不同年龄段的图像作为同一类，针对同一人的类内相似性和不同人的类间差异性进行建模；最后通过SVM分类器分别对旅客图像和其身份证图像进行分类，根据所属类别的一致性判断是否属于同一人.实验结果表明，本算法能有效地进行身份认证，并且针对图像质量较低、光照情况不可控的情况仍可达到比较高的准确率.

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基于复合分布的混合交通时间间隔模型

DUBEY Subodh Kant，PONNU Balaji，ARKATKAR Shriniwas S

2013, 13(3): 91-98.

摘要 ( )

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非复合分布模型可用于分析交通流量达1 800 vph的车辆时间间隔，但并不适用于更高交通流量的情况.为解决此类问题，提出了一些基于复合分布的模型.但这类模型的参数标定过程复杂，在一定程度上限制了其应用.针对流量介于1 900 vph到4 100 vph的车辆时间间隔，本文分别采用5种复合分布模型进行分析，即指数-极值分布(EEV)、对数正态-极值分布(LEV)、威布尔-极值分布(WEV)、威布尔-对数正态分布(WLN)和指数-对数正态分布(ELN).然后采用两种方法进行拟合优度检验——基于累计函数分布检验（CDF）和双样本（Cramervon Mises）&K样本（AndersonDarling）检验.结果表明，在分析车辆时间间隔方面，威布尔-极值分布(WEV)是最佳的复合分布模型，在Cramervon Mises检验和K样本AndersonDarling检验中均具有良好的一致性.

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一种公交等时线的计算方法及其应用

胡继华,程智锋,钟广鹏,黄泽

2013, 13(3): 99-104.

摘要 ( )

PDF(2054KB) ( )

公交等时线刻画了在相同时间内利用公交可达的最大范围.提出一种公交等时线的计算方法，并将其应用在城市时空可达性的计算中.首先分析了公交出行时空过程，认为公交出行时空过程中应该包括步行到车站、候车、乘车、换乘、从车站到达目的地等子过程,然后针对每个子过程提出其耗费时间的计算方法.根据给定出发地点和总出行时间，采用网格法和反距离加权插值法得到等时线.利用广州市公交GPS数据，绘制得到以广州市天河城为中心的等时线.最后以单位时间等时线所覆盖空间范围作为可达性的度量值，计算公交出行方式下广州市天河区的时空可达性，由可达性剖面图分析其不同方向的可达性差异.

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基于功效系数法的城际轨道交通票价调整策略研究

吴珂琪，毛保华，王永亮，孙全欣

2013, 13(3): 105-110.

摘要 ( )

PDF(904KB) ( )

以多路径多交通运输方式网络为研究对象，从运输系统快捷、低能耗、可持续发展目标出发，提出了基于功效系数法的轨道交通票价优化调整多目标规划模型.该模型旨在减少经济圈内平均单次出行时间及能源消耗.案例分析表明，综合交通运输系统出行效率、出行低能耗、运营企业可持续发展的目标相互影响和制约.城际轨道交通票价的调整对经济圈内的交通结构有重要的影响，并且通过验证，城际轨道交通票价的降低有助于减少经济圈内系统平均出行时间及能源消耗的减少.在本文给出的案例中，若将经济圈内城际轨道交通票价降低7.5%，系统出行时间、能耗水平将分别下降7.8%、2.1%.决策部门可以通过制定合理的城际轨道交通票价，促进多运输方式间的客流转移，进而实现综合运输系统快捷、高效和可持续发展要求.

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集装箱道路运输市场竞争模型及应用研究

董岗

2013, 13(3): 111-114.

摘要 ( )

PDF(358KB) ( )

综合考虑托运人面对集卡运输服务和货运代理报价两大顾客选择因素，构建由多个竞争性集卡运营商和一个货运代理商组成的集装箱道路运输市场竞争模型，通过逆向归纳法求解博弈均衡并以上海港进行算例分析.研究发现：若集卡运营商采取提供增值服务策略，则一方面由于承担了增值服务所需成本而导致集卡运营商利润下降；另一方面，集装箱道路运输市场需求的满足程度不断提高，集卡运营商和货运代理商的整体利润也呈现增加趋势.因此，通过对集装箱运输链建立合理的利益分配机制，就能激励集卡运营商主动提供增值服务，从而改变当前集装箱道路运输市场在基本运输服务方面进行恶性价格竞争的局面，实现集卡运营商和集装箱运输链的健康发展.

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公路长途客运中小件货物快运定价方法分析

孙熙安，李雪菲，程华

2013, 13(3): 115-120.

摘要 ( )

PDF(432KB) ( )

对北京10家公路长途客运站调研发现，50％的车站没有开展基于公路长途客运的小件货物快运业务，已经开展此项业务的部分车站，经营效果也不好，原因是没有确定小件货物快运运价的有效方法.为了解决这一关键问题，首先从小件货物快运业务参与方入手，分析了参与各方企业的经营成本；然后根据货主运输需求函数，提出以始发车站收益最大化的小件货物快运定价模型，进而提出公路长途客运站、客运公司开展小件货物快运的必要条件，并根据小件货物快运实际，提出拟合货主运输需求函数的基本方法；最后用算例说明制定小件货物快运运价的方法和步骤.

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大规模交通流预测方法研究

孙占全，刘威，朱效民

2013, 13(3): 121-125.

摘要 ( )

PDF(367KB) ( )

随着交通信息化的快速发展，可供分析的交通流数据量越来越大，如何利用大规模交通流数据进行交通预测分析是智能交通的重要研究内容.为解决大规模交通流数据预测问题，本文提出了一种基于分层抽样与k均值聚类相结合的抽样方法，并与基于序贯最小优化方法的支持向量机结合，进行大规模交通流预测.实例分析结果表明，本文提出的聚类方法比现有抽样方法的抽样质量有所提高，基于序贯最小优化方法的支持向量机可有效提高交通流预测的精度.因此，本文提出的方法对于大规模交通流预测是有效的.

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内河港口甩挂运输组织中场站选址问题研究

钟慧玲，吴聪，张冠湘，蔡文学

2013, 13(3): 126-131.

摘要 ( )

PDF(758KB) ( )

甩挂运输是一种被国家大力推广的集约、高效、低碳的先进运输组织方式.本文根据港口改善和提升集疏运组织方式和能力的需求，提出了内河港口的甩挂运输模式；针对内河港口甩挂运输组织中货运场站的选址问题制订了选址步骤；建立了选址数学模型，设计了基于遗传算法的模型求解算法；并建立了基于Arena的仿真模型对备选地址进行评价选择；最后以广东省云浮新港为背景进行案例分析，为其设计了甩挂运输组织模式，运用上面的算法和模型进行场站选址，并使用建模仿真的方法将该方案的集装箱甩挂运输模式与传统公路集装箱运输模式进行对比，检验其优越性.

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铁路客运枢纽到达旅客离站交通方式选择模型研究

云亮，蒋阳升，谢寒

2013, 13(3): 132-137.

摘要 ( )

PDF(462KB) ( )

研究铁路到达旅客在枢纽内外部环境影响下的离站交通方式选择问题，是合理配置交通系统资源的关键问题之一.但是目前已有的方式选择模型对服务水平因素的考虑还不足.针对这一问题，首先分析了到达旅客离站交通方式选择机理，并定义服务水平期望作为服务水平因素变量；然后在效用函数中引入服务水平期望变量，建立了改进的离站交通方式选择NL模型；最后根据成都东客站调查数据，通过编程进行模型验证.结果表明，改进的离站交通方式选择NL模型具有较好的精度，但是由于选择数学期望值作为服务水平期望,使得公共交通方式的拟合值比调查值略低.因此在服务水平期望指标值的选取方面有待改进.

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铁路集装箱运量中长期预测模型研究

闫伟，朱晓宁，王力

2013, 13(3): 138-143.

摘要 ( )

PDF(536KB) ( )

通过考虑国民经济的长期趋势、产业结构、生产布局、运输结构、消费水平等影响铁路集装箱运量的不同因素，选用能够容纳多种影响因素的经济计量方法构建铁路集装箱运量中长期预测模型.根据不同影响因素的特点，将其分别设置为内生变量、外生变量和前期内生变量，形成集装箱运量预测的基本方程组结构.通过对模型的估计和检验（包含整理检验和最终检验）可知，所构建的模型体系误差率较小，具有较高的精度，可用于铁路集装箱运量的预测，为铁路集装箱运输发展规划提供基础数据依据.

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差异化运输产品开行设计优化模型研究

王波，何世伟，王保华

2013, 13(3): 144-150.

摘要 ( )

PDF(534KB) ( )

随物流服务发展的多元化、竞争的激烈化，铁路需要实施差异化战略增强竞争力.在车流组织过程中的优化是保证差异化实施的重要环节.本文在不同服务水平的约束下，以总开行成本最小为目标构建差异化铁路运输产品开行设计优化模型.考虑铁路运输每支车流的可选径路数量的规模，求出车流可选径路集，在此基础上为每支车流选择合适径路.针对模型特点，设计一种两阶段启发式算法进行求解.最后设计算例对模型与算法进行验证，算例结果表明，所提出的优化思想和方法对铁路运输组织有一定的借鉴意义.

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高速公路作业区行车风险仿真评价模型

吴彪，许洪国，戴彤焱，宋成举

2013, 13(3): 151-156.

摘要 ( )

PDF(569KB) ( )

集成单车风险模型和宏观交通流参数，构建高速公路作业区行车风险评估模型.针对高速公路作业区车辆运行的特殊性，以车辆减速度作为行车风险度量指标，以交通流平均速度、平均车道占有率、速度变异系数等宏观交通流参数表征高速公路作业区行车风险.基于高速公路作业区交通流的仿真试验数据，构建平均行车风险水平和宏观交通流参数之间关系的多元线性回归模型.结果表明，交通流平均速度、平均车道占有率和速度变异系数对作业区平均行车风险水平都存在影响，其中速度变异系数对作业区平均风险水平影响显著.

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行人体力消耗量化方法及其应用研究

金光浩，刘小明，边扬

2013, 13(3): 157-162.

摘要 ( )

PDF(600KB) ( )

体力消耗与行人流率是影响人行立体过街设施服务水平的最主要影响因素.针对行人上下楼梯时所付出的体力消耗，采用耗氧量模型计算得到行人耗氧量，再依据耗氧量的等量关系，将体力消耗等效换算为步行距离；利用二阶聚类方法，结合实际调查，确定行人各感受等级对应的等效步行距离与行人流率阈值，进而以此阈值为准绳，结合服务水平聚合模型，实现对人行立体过街设施的服务水平评价.通过研究得出，等距离的上下楼梯等效步行距离与实际绕行距离对行人感受等效，等效步行距离能够较好反映行人对体力消耗真实感受水平；使用人行天桥与地下通道过街的体力消耗对行人的感受，分别等效于步行50m与35m.

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基于时刻表协调的同台换乘聚集人数计算模型

王菲，孙全欣，毛保华，冯旭杰

2013, 13(3): 163-169.

摘要 ( )

PDF(1269KB) ( )

从时刻表协调的角度，建立了不同到站间隔下地铁同台换乘站聚集人数的计算模型，并且采用Anylogic软件对乘客的实际集散行为进行仿真.仿真结果与模型计算得到的站台最大聚集人数相近，验证了模型的有效性.算例结果表明：在两方向列车发车间隔相同的情况下，同台换乘站的最大聚集人数随着两方向列车到站间隔时间的增加而减少.在算例的假设条件下，当两线路列车同时到站时，站台聚集人数最多；在此基础上，两线路列车的到站间隔时间每增加30 s，站台的最大聚集人数减少一定人数；当到站间隔时间达到150 s时，站台最大聚集人数降至最低.

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信号交叉口期望交通延误模型及计算方法研究

陈河明，李硕，高岩，李渭饶

2013, 13(3): 170-177.

摘要 ( )

PDF(542KB) ( )

目前大多数信控交叉口交通延误模型仅对一个进口进行分析，本文提出了交叉口各进口在同一个信号周期内的期望交通延误分析方法.针对交叉口各进口同时处于非饱和交通状况，推导建立了能够体现交叉口延误与信控参数、车辆到达率、车辆排队长度等参数之间动态关系的微观延误模型.将其应用于长沙市解放西路与建湘路信控交叉口的延误计算，并与点样本法、HCM2000法的计算结果比较，表明本模型在信控交叉口延误计算分析中具有较好的精确度和适用性.

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寒冷地区高速公路冰雪检测与预警

周方明，王刚，汪林，刘冬梅，衣倩

2013, 13(3): 178-182.

摘要 ( )

PDF(1017KB) ( )

冰雪天气极大困扰寒冷地区高速公路的冬季通行，对公路交通安全造成严重影响.分析道面冰雪检测与预测的方法，基于公路分层的热传导原理提出冰雪生成模型.通过采集公路物理属性数据（经纬度、公路导热性等）和气象数据（大气温度，降雪量，露点温度等），模型滚动更新，自动完成公路冰雪状况的检测与预警，预测时长达3－6 h，为交通管制、除冰机械调配及作业范围提供技术支持.以新疆赛果高速为案例，布设气象检测与预警系统，与安全性评价报告（两年前发布）的预测结果进行对比，交通事故发生数量低于预测值，死亡人数远低于预测值.

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北京市轨道站点吸引范围研究

王淑伟，孙立山，荣建

2013, 13(3): 183-188.

摘要 ( )

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合理划分站点吸引范围，是开展轨道站点客流预测、接驳措施布设等研究的基础.现有研究未充分考虑当地路网特性，同时在解决吸引范围重合问题、潜在吸引范围划分等方面存在不足.基于轨道交通出行特性调查，结合北京市方格型路网特性分析，提出了站点合理吸引范围划分方法；通过引入泰森多边形，解决了合理吸引范围重合问题，提出了站点潜在吸引范围划分方法.最后，利用地理信息系统划分北京市现有轨道站点的吸引范围，并结合不同站点的吸引范围特性提出接驳措施布设建议.研究成果能够为轨道站点影响区用地分析、轨道交通客流预测、站点接驳措施布设等工作提供理论依据，促进城市公共交通体系运营效率的提高.

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我国重点区域公路网络发展水平评价研究

刘东，金凤君

2013, 13(3): 189-195.

摘要 ( )

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重点区域是我国人口集聚、城镇密集和经济发达的主要城市化地区，也是公路交通需求较高的区域.由于区域发展的不均衡性，各重点区域的公路网络发展水平存有较大差异.本文依据国家相关区域规划，以全国最具有代表性的27个重点区域为研究对象，选取了反映公路网络规模、质量、通达、运输等四个方面的9个指标，构建了评价指标体系和综合评价模型，对重点区域公路网络的发展水平进行了评价并划分为三类地区.同时，对于公路网面积密度、平均技术等级、平均路面等级、县级节点连通度、建制村通畅率5个指标，分别遴选出发展水平较为落后的区域，为分析制订这些区域公路网络优化升级的对策提供了依据.

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