交通运输系统工程与信息

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贾顺平

2013, 13(6): 1-10.

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本次论坛以“中国综合交通的新形势与新任务”为主题，涉及综合交通运输体制与机制建设、综合交通系统协同创新机制与政策、交通规划理论与方法、智能交通技术进展及应用、交通运输节能方法与实施策略等专题.论坛以中国交通运输系统化问题为对象，邀请政府、高校、研究机构和产业各界专家，从加强交通运输系统理论的探索，构建和完善交通体系，推进交通运输领域管理体制改革，完善交通运输系统化管理体系，协调交通运输系统布局，加大交通节点的建设，协调国家能源战略与交通发展战略的关系，进一步强调环境保护的重要性，构建生态交通，并制定相关制度加以保障等角度展开讨论.

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运输经济学在国际上的若干研究重点及启示

袁长伟，吴群琪

2013, 13(6): 11-17.

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运输经济学关注于政策目标、需求、补贴、管制等运输经济重点问题，但国内运输经济学研究在很长一段时间里难以与主流经济学完美融合,在实践中缺乏对现实重大问题的分析与解释.本文回顾了近期国际上运输经济学的若干研究重点领域及进展，在回顾学科演进的基础上，追溯运输经济学中政策目标、规模与成本、管制改革等核心问题研究的进展与展望.结合国内交通运输发展的阶段性特点，提炼当前运输经济学中的速度与风险、空间因素、综合协调等研究重点，为国内的运输经济学的研究、实践提供相关借鉴.

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合资铁路委托运输管理激励兼容机制模型

彭辉，赵军锋，王爱云，陈国懂

2013, 13(6): 18-22.

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委托运输管理模式是我国合资铁路一种重要存在形式，为建立宏观、合理、长效的合资铁路委托运输管理经营机制，运用基于Douglas函数的委托-代理理论，构建了信息对称及非对称状况下最优激励兼容模型；以西安铁路局和西延合资铁路公司调查数据为样本，进行了模型应用分析，得出激励强度系数为7.2%，对运输委托模式下合资铁路经营管理机制、激励及兼容政策进行了论证；在分析合资铁路实行激励兼容机制的潜在问题的基础上,针对铁路局和合资铁路公司，提出合资铁路激励兼容机制的建立策略，为合资铁路委托运输管理激励兼容机制设计提供了理论分析方法.

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城市公共交通财政补贴测算方法研究

王海燕，于荣，王国祥，郑继媛

2013, 13(6): 23-26.

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城市公共交通的公益性在某种程度上决定了公交企业亏损的必然性，对公交的财政补贴已成为政府优先发展公共交通的重要举措.本文利用效用函数分析政府、企业、乘客三者的效用，建立乘客效用、企业成本和政府财政补贴的模型，分析分类补贴的优势所在，科学测算政府对公交企业的财政补贴金额.以南京市为例，根据出行者特征对乘客进行分类，测算南京市补贴总额.提出分类测算财政补贴，建立票价联动机制，为城市公共交通财政补贴提供新的思路和建议.

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交通基础设施对城市规模的影响研究

孙莹莹，吉达鹏，肖忠斌

2013, 13(6): 27-31.

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交通基础设施是影响城市规模的重要因素之一.在特定的城市发展阶段，一定的交通基础设施条件下对应着其合理的城市规模.本文通过研究交通基础设施内在组成与城市发展的关系，将交通基础设施的布局和规模、节点匹配性及可达性等指标量化，结合经济发展水平对城市规模的影响，根据生产函数理念建立交通基础设施与城市规模之间的模型，并对模型相关参数进行估计.最后，以沭阳城区为例，探索在现状交通基础设施下合理的城市规模，并与现状城市规模进行对比，从而为城市发展和交通基础设施建设提供参考依据

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基于生态位理论的航运产业集群竞争研究

金嘉晨，真虹

2013, 13(6): 32-36.

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为研究航运产业集群之间的生态关系，在结合航运产业集群发展实际和发展特点的基础上，利用生态学中有关物种关系的理论模型，提出航运产业集群竞争关系、互利关系和支配关系的理论模型，给出三种群间关系的生态均衡条件；借助正向、反向和优势比较等生态位重叠度测算方法，对上海和宁波航运产业集群的生态竞争关系进行实证分析，得出上海和宁波航运产业集群在集装箱货运发展方面的生态相似性极高，竞争极为激烈，并且上海航运产业集群具有更强的生态位竞争优势，提出上海和宁波航运产业集群必须加快实现“错位竞争、优势互补”的发展格局.

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基于区域合作的区域物流资本空间配置研究

邢虎松，刘凯，邓元慧

2013, 13(6): 37-43.

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在我国区域物流一体化的背景下，为了有效地解决物流基础设施重复建设及物流市场恶性竞争的问题，区域物流合作作为实现区域物流一体化的重要手段.本文尝试解决在区域物流合作发展中的物流资本在合作地区间的优化配置问题，探讨区域物流资本空间配置的最优原则，研究物流资本空间配置的过程及方法，并将其运用到深莞惠区域物流合作实践中.这不仅有利于提高物流资本的利用效率和物流资源的集约化发展，而且有利于区域物流的健康协调发展，可以为我国区域物流合作发展与规划提供理论参考与依据.

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微型车对城市交通小区影响仿真分析

穆蕊，山本俊行

2013, 13(6): 44-51.

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通过VISSIM进行微观仿真，研究微型车的加入对环境和城市交通小区网络的影响.首先根据实际路网在VISSIM中创建对象，建立基础仿真模型并完成校对.然后针对微型车期望速度作三种假设，并设定不同微型车比率.最后仿真计算网络交通功率总输出作为车辆尾气排放计算参考，网络总旅行时间、平均速度、延误时间作为网络表现参数.结果表明，低微型车期望车速和高比率导致更少尾气排放.当微型车期望车速等于或微小于普通小汽车期望速度时，高微型车比率更加缓解交通；但当其期望车速接近网络平均车速时，高微型车比率对交通网络有更消极影响.

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基于HMM的交叉口交通事件预测研究

周君，程琳，周凌云，褚昭明

2013, 13(6): 52-59.

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交叉口是一个交通事故多发区，除了交叉口设计复杂外，更重要的是交叉口车辆行驶情况比较杂乱，使得交叉口交通冲突的检测难度增加.本文以淮安市淮海南路与解放路交叉口为例，根据车辆运行与相位配时总结在该四相位控制的交叉口具有冲突的两辆车的相对运动情况，在车辆跟踪的基础上对具有冲突的车辆进行运动矢量量化，采用HMM（隐马尔可夫模型）对该交叉口的交通冲突进行分类，并通过实验验证该算法能对正常交通下的车辆运行状态进行冲突分类.通过冲突的检测可以提前预测发生在交叉口处的交通事故（如碰撞、追尾、突然停车等）和危险状态.

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基于GM(1,1|τ,r)模型的城市道路短时交通流预测

郭欢，肖新平，Jeffrey Forrest

2013, 13(6): 60-66.

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充分考虑城市道路交通系统中交通流存在的延迟性和非线性，本文基于灰色GM(1,1|τ, γ )模型对城市道路短时交通流进行建模预测.首先，通过建立城市交通路段上交通流量大于通行能力时的速度-流量关系，得到交通系统延迟时间τ的计算模型.再针对交通流存在的非线性特征，以模型的预测效果最优为目标，建立关于非线性因子的优化模型并利用粒子群算法寻找最佳的非线性参数γ .最后对武汉市友谊大道某一路段进行交通实验，将灰色GM(1,1|τ , γ )模型的预测结果与灰色GM(1,1)模型和支持向量机进行比较.结果表明, GM(1,1|τ , γ )模型的预测精度有明显的提高，能为智能交通系统的管理和控制提供及时可靠的信息资源.

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基于压缩感知的道路交通参数修复方法研究

徐东伟，董宏辉，李海舰，贾利民

2013, 13(6): 67-72.

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为了解决交通路网中的道路交通检测器大面积发生故障时道路交通参数数据的缺失或异常问题，本文提出了一种基于压缩感知的道路交通参数修复方法.首先对道路交通参数矩阵进行分解和逼近；然后在道路交通参数矩阵进行分解和逼近的基础上，利用压缩感知的理论及方法进行道路交通参数修复，并对基于压缩感知进行道路交通参数修复的过程中所涉及的主要参数进行分析和设定；最后依据实例对基于压缩感知的道路交通参数数据修复算法进行验证.选取北京市典型快速路对该算法进行验证，结果证明，基于压缩感知的道路交通参数数据的修复方法具有高精度，在实际应用中是可行的.

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基于公交IC卡和AVL数据的换乘行为识别方法

李海波，陈学武

2013, 13(6): 73-79.

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公交换乘枢纽是多模式公交系统的关键节点，而公交换乘行为特征是公交换乘枢纽规划和管理的重要依据.本文从公交出行过程入手，将公交换乘过程抽象为若干时间节点.结合现状公交系统数据的特点，通过公交IC卡和AVL数据的有效融合，推算得到乘客换乘前的下车时间和步行到换乘站点的时间.基于“随到随走”的出行假设，本文提出通过比较换乘前下车时间、换乘上车时间与换乘线路的车辆到站时间，来进行换乘行为的判断.本文应用苏州市某乘客的IC数据对算法的可行性和有效性进行了验证，结果表明，本算法比直接通过连续两次刷卡的时间间隔判断更加合理和准确.

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一种交叉路口全速度差改进模型

支梁，史忠科，刘通

2013, 13(6): 80-85.

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为了精确研究交叉路口车辆的跟驰行为，在分析跟驰状态下车辆行驶行为特征的基础上，结合实际交通数据，对全速度差模型进行了验证.针对全速度差模型出现的频率响应不准确等问题，考虑车辆行驶时的速度和车头距，提出对基于最大速度的优化速度的改进模型.改进后的优化速度由车头距和两车的速度信息共同决定，从而更全面准确地反映实际驾驶员驾驶过程中的期望速度（即优化速度）.采用交叉路口视频拍摄采集的数据，对改进后的模型进行验证，将验证结果与原模型验证结果进行对比与分析.分析结果表明，改进后的模型更符合实际交叉路口的跟驰行为.

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朋友圈信息交互对个体出行决策行为的影响研究

刘天亮，张冲，王天歌，吴国寯

2013, 13(6): 86-93.

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现有关于交通信息对出行决策影响的研究大多基于ATIS提供的交通信息，而探讨通过非正式的社交渠道即朋友圈获得的交通信息对出行决策的影响尚不多见.通过进行可控的交通行为实验，探讨了朋友圈的交通信息交互对个体出行决策行为的影响.实验结果表明：朋友圈交通信息交互率为33.3%时，系统整体达到最优；信息交互率为75%时，达到用户最优；当网络由系统最优移近用户最优时，人均出行时间与成本有所增加；相比用户最优，系统最优时的出发时刻调整情况比较分散，而路径选择情况则相对集中.

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模拟导弹制导的时间最短路径算法

龚，李苏剑，邢恩辉

2013, 13(6): 94-100.

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应用模拟导弹制导的方法，提出了一种考虑系统优化的单车实时动态路径算法.算法以单车时间最短为目标，通过使车辆避开拥堵，达到单车路径规划利于系统优化的目标.算法首先进行初步路径规划，即求解利于车流量平衡的理想路径生成点；然后，进行理想路径规划；最后，根据理想路径得出实际路径规划.在出行全程中，算法进行循环滚动的实时动态路径规划，同时根据交通状态数据实时修正未通行路段的路径规划.通过交通网数据动态模型和模拟导弹制导的算法仿真，结果表明，该算法能有效地解决车辆避开拥堵、节约出行时间，同时利于车流量平衡和系统优化.

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机非标线隔离路段非机动车越线行驶的概率模型

张水潮*，贺康康，杨仁法

2013, 13(6): 101-104.

摘要 ( )

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城市道路上的机动车道和非机动车道经常利用交通标线来进行隔离.在这些路段中，机动车与非机动车之间的冲突经常是由于非机动车越过交通标线进入机动车道而引起的.非机动车越过交通标线往往需要两个前提，一是非机动车有越线的需求，二是相邻的机动车道上有可以满足非机动车越线行驶的车头间距，即所谓的开区间.因此，机非标线隔离路段机非冲突的概率可以认为是以上两类事件的概率之积.本文研究结果显示，非机动车越线行驶的需求遵从负指数分布的概率模型，这与理论分析结果和实际调查数据均相符.同时，结合实际的交通调查，得到了机动车流中开区间出现的概率函数.由此最终得到了非机动车越线行驶的概率模型.

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改进的FP-tree算法在动车组故障诊断中的应用研究

钟雁，马海漫，张春，赵怀昕

2013, 13(6): 105-111.

摘要 ( )

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从利用动车组海量运维数据获取故障诊断知识的角度出发，通过对数据挖掘中关联规则——FP-tree算法的研究，结合动车组故障诊断和提高动车组运营安全的要求，在生成树和搜索频繁项两个阶段对FP-tree算法进行改进，提出了一种改进算法——整枝FP-tree算法.改进算法在生成树阶段将故障信息置于顶层，在搜索频繁项阶段将所有的搜索都搜索到树的顶层.最后，将整枝FP-tree算法应用到动车组故障信息和状态信息的关联规则的抽取中，通过对改进算法的具体分析以及实际测试，表明该算法输出结果满足要求，并且对故障诊断知识获取的时间消耗和空间消耗有较大的降低.

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集装箱班轮联营系统协同测度方法与实证

陈继红，胡志华，何新华，韩玲冰

2013, 13(6): 112-119.

摘要 ( )

PDF(760KB) ( )

针对集装箱班轮联营系统的协同运作绩效问题，本文提出相应协同测度方法和模型，并进行实证应用研究.结合国际航运实际，应用协同理论方法，确定集装箱班轮联营系统协同机制框架，选取班轮联营实际运作指标，构建协同测度模型和评价体系，并以协同度来度量集装箱班轮联营系统的协同状况.以典型的CKYH集装箱班轮联营系统为实证案例，对该问题进行方法和模型的验证.研究结果表明，集装箱班轮联营系统协同度体现在系统各构成部分和系统要素的相互作用中，方法和模型能够有效地测度联营系统协同状况，研究结果符合航运实际，检验了该方法和模型的有效性.

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信息系统下弹性需求随机用户均衡演化模型

度巍,黄崇超,肖海燕,王先甲

2013, 13(6): 120-126.

摘要 ( )

PDF(1065KB) ( )

本文研究了先进交通信息系统下城市网络交通流的动态演化行为.网络交通流的演化过程中，出行者不断调整自己的出行行为.在存在交通信息系统的路网中,出行者通过接受交通信息系统的路网信息和自己的出行经验选择出行路径. 考虑在交通需求为弹性的情况下，按照出行者对交通信息的接受程度，将出行者分为保守和乐观两种类型.通过引入刻画交通流演化的Logit动态方程，得到对应的弹性需求随机用户均衡交通流演化模型.并分析了模型中保守型出行者所占比例对交通流演化的影响，得出保守型出行者所占比例越大，均衡状态下的路径费用越高，路径流量越小.最后通过数值仿真进一步验证了分析结论.

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基于矢量匹配的人口稀疏区域乘车出行算法研究

张凯，张强，庄梁

2013, 13(6): 127-133.

摘要 ( )

PDF(1069KB) ( )

郊区及新建市区等人口稀疏区域的人们乘车出行多有不便，为消除这类区域乘车出行的缺陷，进行了出行算法研究.本文提出了矢量匹配算法和接载路径算法.首先，对出行者请求的出发地和目的地位置信息与服务区域道路网主路线进行方向匹配；其次，对所有匹配成功的请求位置信息进行全局最优路径规划；最后，根据路网模型并结合出行算法给出实验数据分析和结论.研究结果表明:本文提出的出行算法具有常规公交车所不具备的人性化的点到点服务特征，服务品质高，乘车费用较出租车费用实惠，平均每位出行者的乘车时间在可接受范围内，乘客满意度较高，可以很好地满足人们出行方便快捷的意愿.

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考虑列车容量的轨道交通客流分配模型

朱宇婷，毛保华，李明高，甘恬甜，赵宇刚

2013, 13(6): 134-139.

摘要 ( )

PDF(888KB) ( )

将轨道线路物理节点及物理弧进行扩展，构建了轨道交通时空扩展网络，在此基础上，建立了轨道交通客流分配模型.该模型是一种基于列车时刻表的拟动态分配模型，将列车容量作为强约束条件，按照先进先出的原则进行客流加载，并采用连续平均法(MSA)对模型进行求解.为验证模型的有效性，本文选取了一个多起点单讫点的轨道交通线路进行数值试验.试验结果表明，单线轨道交通客流呈现出双峰型、单峰型和均峰型三种到达规律，且随着服务水平的提高，客流到达分布由双峰型向单峰型，最后向均峰型进行过渡.

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基于FCFS策略的带时间窗车队调度问题研究

轩华

2013, 13(6): 140-146.

摘要 ( )

PDF(493KB) ( )

对货运车辆和运输任务进行科学有效调度，有助于提高资源利用率，实现货物运输科学化.对一类带时间窗的车队调度问题进行分析，建立其数学规划模型.由于传统算法求解该类模型较为困难，为此，设计一类启发式算法.该算法利用FCFS规则进行运输任务和车辆的分配，并为车辆设计一组简单的编号来标记车辆所处的位置和到达节点的时间，通过不断更新车辆标号生成一条条车辆任务发送链，最后形成一整套车队调度方案.实例分析验证了该算法的可行性.

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空中交通管制扇区复杂度评估研究

王红勇，赵嶷飞，王飞，温瑞英

2013, 13(6): 147-153.

摘要 ( )

PDF(3026KB) ( )

基于航空器架次的空域容量评估方法不能精确反映管制工作负荷，通过交通复杂性评估空域系统服务能力是目前空中交通管理领域的研究热点.本文在采用接近度、接近率等指标研究航空器迫近效应的基础上，提出冲突解脱指数，综合建立了航空器间的内禀复杂度计算模型.以该模型为核心，提出了单航空器扰动的扇区复杂度和扇区区域分布复杂度计算方法，设计了空域复杂度的可视化表示方法，对精确把握扇区服务能力提供支持.仿真结果表明，基于扇区复杂度的空域系统服务能力模型相比基于架次的评估模型更能反映交通态势的微观特征,为有效实施空中交通管理提供了科学依据.

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基于LMI的城轨列车制动系统在途故障诊断方法研究

余博，季常煦，贾利民，龙静，陈希隽

2013, 13(6): 154-160.

摘要 ( )

PDF(546KB) ( )

城轨列车制动系统在途故障诊断方法是增强列车运行安全性的一个重要手段.本文基于城轨列车制动过程实时检测数据，采用线性矩阵不等式(LMI)和分散式控制的理论方法，建立了列车制动系统控制模型、列车及车厢的制动状态残差发生器，提出了残差发生器关键参数及故障阈值的标定方法，形成了城轨列车制动系统在途故障诊断方法.通过仿真实验,验证了诊断方法的有效性与实时性.

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重大节假日公路免通行费对出行意愿影响因素研究

黄纯辉，吴锦峰，张飞，朱东红

2013, 13(6): 161-168.

摘要 ( )

PDF(535KB) ( )

依托目前重大节假日期间收费公路免通行费的客观实际，本文以拥有私家车的出行者为研究对象，实证研究了在免费政策出台后，影响出行意愿的各因素之间的相互关系.通过对261位在重大节假日期间免费通行过收费公路的出行者的数据进行收集和分析，基于收费公路重大节假日免费这一全新的视角，构建基于计划行为理论（TPB）的出行意愿的概念模型，设计出行意愿的测量量表.通过本文的研究，拓展了国内出行行为领域的基础研究理论，揭示了公路免费政策对出行意愿影响的作用机理.研究结果显示：正效用因素对出行者的出行态度有正向影响，负效用因素对出行态度有负向影响，出行态度、感知行为控制和主观规范对出行者的出行意愿有影响.

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基于K-近邻的自由飞行冲突探测研究

赵元棣，孙禾，王洁宁

2013, 13(6): 169-175.

摘要 ( )

PDF(1405KB) ( )

在三维空间中，针对自由飞行条件下航空器间的冲突探测问题，提出一种基于K-近邻的冲突探测方法.利用K-近邻方法建立距离矩阵，在此基础上通过冲突判定规则，对存在冲突的航空器进行探测.本文方法能够同时探测多架航空器间的冲突，并且计算复杂度仅为O(n)，相比于传统方法提高了计算效率.当空域内有航空器发生位置变化时，只需局部修改距离矩阵即可重新探测冲突.此外，本文还给出K值的自适应计算方法，避免了不必要的距离探测.通过对空域内若干架航空器进行仿真实验，表明本文方法能够快速、准确地探测出存在冲突的航空器，有效减轻管制员的工作负荷.

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接驳地铁系统的公共交通站台线路布置优化研究

崔愿，陈绍宽，刘剑锋

2013, 13(6): 176-183.

摘要 ( )

PDF(1077KB) ( )

针对接驳地铁的公交线路站台分配不合理现象以及由此引起的公交站台利用率不均衡、服务水平较低等问题，本文以乘客总换乘距离最短、公交排队进站总等待时间最小为目标，使用ε约束方法建立帕累托边界，利用权重系数反映不同决策者对两个目标的偏好，建立接驳地铁系统的公交线路布置优化模型.以北京地铁4号线西苑站接驳地铁的公交系统为例进行案例研究，验证模型有效性与实用性.结果表明：该模型可用于接驳地铁系统的公共交通站台线路布置优化，从而提高公共交通服务水平及公交车辆运行效率.

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基于最大Lyapunov指数的铁路煤炭发送量预测研究

吴华稳，王富章

2013, 13(6): 184-190.

摘要 ( )

PDF(2445KB) ( )

应用混沌理论的相空间重构方法，分析了与铁路煤炭运量相关的3组时间序列，分别计算了它们的嵌入延迟时间、嵌入维数、关联维数、最大Lyapunov指数等混沌统计量，并以此为依据判断了3组时间序列的混沌特性.结果显示：煤炭发送增长量和增长率符合混沌特性，煤炭发送量不符合混沌特性.最后,利用最大Lyapunov指数方法和BP神经网络方法对铁路煤炭发送增长量和增长率进行预测.预测结果表明,基于最大Lyapunov指数预测值能够较好地与实际值相吻合，其预测的准确度明显好于BP神经网络预测值.因而用混沌理论中的最大Lyapunov指数在煤炭发送量相关时间序列预测中有广泛的实用价值.

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我国公路货运市场价格的演进趋势、问题及对策

顾敬岩，吴群琪

2013, 13(6): 191-197.

摘要 ( )

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随着上世纪80年代以来公路货运的市场化改革，市场供求关系发生巨大变化，普通货物运输运力供给大于需求.失衡的供求结构致使市场恶性竞争加剧，公路货运成本不断上升,价格却陷入长期低迷.扭曲的价格体系使价格机制失去了应有的调节功能，导致了货运市场资源配置失调，引发了诸多影响货运市场健康稳定发展的矛盾.本文在全面回顾我国公路货运价格演变过程基础上，分析了公路货运市场价格调节机制失灵的深层次原因;并提出了若干政策建议，即通过市场调节、政府规制和从业者诚信教育等多种治理手段多管齐下，促进公路货运价格的合理回归，形成一个健康稳定的公路货运市场.

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北京公交线路客流加权复杂网络特性分析

黄爱玲，关伟，毛保华，臧广智

2013, 13(6): 198-204.

摘要 ( )

PDF(683KB) ( )

城市公交网络是一个典型的动态有权、混合型的复杂网络，要理解其本质和演化机制，不仅需研究静态拓扑结构，还应探讨考虑了流量信息后的网络所表现出来的结构特征.本文构造了考虑公交客流量因素的公交线路加权复杂网络模型，结合北京市实际客流数据，对其网络复杂特性进行研究.统计分析表明，北京地面公交线路加权网络节点度和强度分布均服从幂律分布，并具有小的聚类系数和小的平均最短距离，加权网络是典型的无标度网络，具有负相关性的技术网络特性.研究结果可为设计和优化城市公交线网提供借鉴和参考.

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