交通运输系统工程与信息

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快捷货运服务网络设计研究综述

张玉召

2021, 21(3): 1-12.

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服务网络设计是快捷货运运营管理层面的重要内容，也是交通运输领域的关键科学问题。本文分析了快捷货运服务网络设计的内涵，并从研究内容、优化模型、求解算法这3个方面对国内外相关研究现状展开详细论述。在研究内容上，对不同运输方式和多式联运进行归类总结，单一运输方式下和综合运输体系下的快捷货运服务网络设计都涵盖了路径规划、流量分配、时刻优化等方面，且内涵和外延都在不断拓展。在模型构建上，有基于节点-弧和基于路径两种角度的建模方式，其中，基于时空网络角度建模成为近年动态服务网络模型设计的重要方向；建模的背景以确定条件为主，不确定条件下的模型大多仅是考虑需求的不确定，并未揭示出各种不确定性参数对网络结构和流量分配的影响机制；所考虑的因素从初期的需求总量、服务成本、服务频率，逐渐增加能力约束、时刻影响、设备利用等方面。在求解算法上，以启发式算法为主，其中，大多基于智能算法，随着计算机运算效率的提高及商业求解软件功能的强大，基于列生成和基于模型松弛或分解的算法在近年呈上升趋势。最后，结合快捷货运内外部条件的变化，提出快捷货运服务网络设计在考虑低碳因素、不确定条件、演化机理等方面有待进一步研究的方向。

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面向新城的土地利用-交通整体规划建模方法

钟鸣, 董一鸣, 汉特·道格拉斯, 孙江涛, 马晓凤, 刘少博, 吴宁宁

2021, 21(3): 13-25.

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在城市高质量发展的背景下，大量城市新城的规划缺乏新城与主城协同的土地利用与交通系统的一体化规划，造成众多的不协调问题，如新城与主城间交通走廊拥堵和“鬼城”等。因此，本文基于新城、主城的土地利用与交通系统的交互关系，提出面向新城规划的城市土地利用- 交通整体规划模型建模方法。通过为主城与新城分别构建相应的宏观经济预测模块、社会经济活动空间分配模块和空间开发模块，客观地模拟主城与新城各种社会经济活动的空间分布、相应土地及空间开发、交通基础设施建设和交通需求时变等特征，同时兼顾新城与主城开发过程中的社会经济发展目标及土地空间制约条件，针对新城与主城两者之间的交互关系(如客货运输)对交通需求进行一体化预测，实现新城与主城、土地利用与交通系统的整体规划与协同。本文以武汉市长江新城为研究案例，基于相关数据构建面向新城和主城的 PECAS(Production-ExchangeConsumption-Allocation-System)土地利用与交通整体规划模型，分析并评价了其2015—2035年的土地利用形态及交通系统的平衡性，评价结果验证了本文建模方法的有效性。

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2000—2018年全国民航网络结构特征及演化

曹炜威，李政，冯项楠

2021, 21(3): 26-33.

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航空网络在实现区域互联互通，加强社会经济体发展与合作中起着重要作用。基于网络分析方法，采用2000—2018年航班数据，探索研究全国民航网络结构特征及其变化规律。结果表明：网络密度表现出先降低后升高的趋势，具有异速增长特征，航班密度则先升高后降低。网络具有小世界特征，特征路径长度和集聚系数分别呈下降态势和倒“U”型变化。节点度和邻近中心性均值增加，城市直接连通性和全局可达性显著提高。不同中心性指标之间具有较高相关性，度与邻近中心性相关性最高，但随时间变化不明显；度与中介中心性、中介中心性与邻近中心性的相关性较低，整体呈上升趋势。航班分布空间分异特征明显，东部地区城市间航班联系数量占比最高，但呈下降趋势；东-中、东-西部地区城市间航班联系数量占比提升，民航网络的发展重心呈现向西偏移趋势。

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节点中断与需求不确定下的港口供应链整合

赵旭，张汇妍，黄瑞

2021, 21(3): 34-39.

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为探索不确定风险对物流资源整合的影响，以整个港口供应链为视角，综合考虑物流服务需求方、物流服务供应商、港口企业，构建不确定双层规划模型。上层模型从港口供应链整体角度出发，以整合收益最大化为目标，在给定决策者对于节点中断和需求不确定风险的置信水平下，优化链上多港口对上下游企业的整合策略；下层模型从港口供应链企业节点角度出发，以运输需求方总成本最小为目标，优化整合策略下的均衡货流量。设计混合遗传算法求解案例。案例结果表明：在遭遇风险的情况下，物流服务供应商参与港口整合相较于不参加，链条整体可以获得收益更大；依据决策者对于两种风险置信水平的不同，链上各个港口的整合策略将呈现明显的差异性，且节点中断风险对港口供应链收益情况的影响更大。

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地铁公交线路合作博弈研究

周雨阳，刘国鹏，陈艳艳，闫慧雅

2021, 21(3): 40-46.

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维系地铁和公交线路间的合作运输联盟，需要公平合理的分配合作产生的收益。针对这一问题，本文基于合作博弈理论，提出合作收益分配模型。考虑线路间的结构关系，将合作运输分为联合运输模式和共同运输模式，分别构建收益分配模型。在联合运输模式中，考虑不同线路在出行路径上的连接顺序，在收益函数中引入贡献度参数，重新分配路径上的合作收益。在共同运输模式中，基于夏普利值法，引入修正因子对合作运输产生的收益进行再分配，其中修正因子受到运营商在合作中的贡献、成本和风险3个因素的影响。最后通过先联运再共运的分配步骤，将模型应用于具体算例。计算结果表明，合作收益分配模型可以公平合理地分配合作收益，维系地铁公交线路间的合作运输联盟。

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基于深度学习的车辆轨迹重建与异常轨迹识别

黄士琛，邵春福，李娟，张小雨，钱剑培

2021, 21(3): 47-54.

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车辆移动轨迹的不确定性及异常点段的存在使其在数字交通领域的应用面临挑战。本文构建基于数据增强的LSTM-AE-Attention深度学习模型，进行车辆轨迹重建和异常轨迹识别。首先，使用对抗生成网络和贝塞尔样条曲线从样本量和种类两方面扩充数据集，实现数据增强；其次，通过自编码网络与长短时记忆神经网络提取轨迹特征并完成轨迹重建；最后，结合自编码网络预训练和注意力机制构建异常识别模型。采用实际车辆轨迹数据测试，模型的评价指标明显优于支持向量机、随机森林和长短时记忆神经网络模型，重建实验中模型的决定系数为0.968，异常识别实验中模型的F1值较对比模型平均提升9.8%。结果表明，本文提出的模型可有效、可靠地运用于平滑车辆轨迹数据和纠正异常车辆轨迹。

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连续流交叉口信号协调配时及延误模型

宋浪，朱湧，王少飞，沈剑波

2021, 21(3): 55-63.

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为解决连续流交叉口车辆二次停车和人-车冲突问题，防止车辆排队溢出，破坏连续流交叉口稳定的运行状态，提出人-车信号协调优化控制策略。根据车流运行特征，协调主、预信号配时，优化信号相位方案，以车均延误最小为目标构建优化模型。通过仿真对比可知，本文模型计算的延误估算误差在5%以内。通过案例分析可知，现状方案南北左转车均延误和车均停车次数是优化方案的2倍以上，说明优化方案避免了车辆二次停车；从整个交叉口来看，优化方案在两种流量场景下，车均延误分别降低了27.8%、18.5%，提升了交叉口运行效率。通过敏感性分析发现，移位左转车道长度在100 m时，综合效益最佳。

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基于深度强化学习的综合干线协调控制方法

尚春琳，刘小明，田玉林，董路熙

2021, 21(3): 64-70.

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针对社会车辆和专用道公交干线运行特性差异大、协调控制效果差的问题，提出一种集成社会车辆干线协调控制和公交干线优先控制的综合干线协调控制方法。首先，基于两者路段行程时间的分布差异，结合公交车辆上下游路口不停车通行概率分析，确定干线协调的关联交通状态和对应信号调整策略；然后，结合信号调整策略对车辆延误损失和公交优先收益的量化分析确定奖惩机制；最后，提出一种深度强化学习框架用于最佳信号调整策略的实时求解。仿真实验分析发现：本文方法在人均延误上比社会车辆干线协调、公交干线协调控制分别提升 38.63%和 27.43%，在公交停车次数上比社会车辆干线协调提升52.17%，证明该方法能够有效提高公交车辆和社会车辆的通行效率。

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考虑行人保护策略的交叉口信号配时优化模型

杨震，马健霄，王宝杰，李根

2021, 21(3): 71-77.

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为促进平面交叉口的行人交通安全，本文基于美国国家电气制造商协会(NEMA)的双环相位标准，将行人专用相位(EPP)、行人同步保护相位(CYPP)以及行人前置相位(LPI)这3种行人保护策略整合到一起，以信号周期和行人-右转车的冲突点数量最小化为目标，构建交叉口信号配时优化模型。在假定交通参与者遵守信号规则的前提下，除LPI策略中远端行人与右转车冲突外，其余冲突点经模型优化后皆可消除，并且机动车的通行效率能够得到维持。该模型属于0-1 混合整数线性规划问题(BMILP)，可用分支定界法求解。选取南京市两个交叉口进行实例研究。结果表明：在交叉口几何尺寸及交通流量较小时，模型倾向于得到 EPP 方案，否则倾向于得到 CYPP和LPI方案；在进口道设有直右共享车道或右转相位不易满足最大饱和度限制时，模型倾向于得到LPI方案。

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融合手机信令数据的轨道交通出行分担率模型研究

刘海洲，王利雷，周建尧，刘怡，杨飞

2021, 21(3): 78-85.

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交通行为模型广泛应用于城市出行需求分析等领域。传统行为模型的参数设置通常依赖经验判断，模型预测精度缺乏大样本验证手段。本文以重庆市解放碑-观音桥组团通道出行行为为研究对象，融合手机信令数据、AFC数据和问卷调查数据，构建随机参数分别为正态分布、均匀分布和 γ 分布的混合Logit模型，将手机信令数据与AFC数据分析结果作为分担率标杆数据进行模型精度对比，其识别的组团间全天轨道出行分担率为37.13%，当混合Logit随机参数为正态分布时，模型预测的分担率为39.5%，预测精度最高。研究表明，利用手机信令数据等多源数据分析校验传统行为模型精度，定量分析并优选最佳的参数分布形式具有实际意义，能够对提高传统行为模型的预测精度提供借鉴。

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基于网络核密度的网约车上下客热点识别

龙雪琴，周萌，赵欢，张学宇

2021, 21(3): 86-93.

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为分析网约车上下客热点的时空分布特性，利用网约车订单数据，构建基于网络核密度估计的上下客热点识别模型，采用回归模型对热点进行聚类和分级。通过研究区域划定、数据清洗和筛选，引入以路网距离为度量的网络核密度估计方法，基于非均质网络方向延展和网络距离衰减效应，对工作日和非工作日的特征时段内网约车上下客点的核密度值进行估计。采用零膨胀负二项回归模型对核密度值进行聚类，识别出研究区域的热点路段分布及其等级。通过与平面核密度估计结果对比分析，本文提出的网络核密度估计方法体现了上下客热点在路段和交叉口的分布特点，表征了实际的交通需求与路网结构的关系。研究结论为优化城市网约车的运营管理、提高城市居民出行效率提供理论依据。

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考虑驾驶风格的闭环反馈车速引导方法研究

李浩然，褚端峰，梁栋才，周涂强

2021, 21(3): 94-100.

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信号交叉口的车速控制不当会降低车辆的燃油经济性甚至引起追尾碰撞事故，车路协同环境下的车速引导系统可以有效提高信号交叉口处的通行效率和燃油经济性。现有车速引导研究大多忽略了驾驶员风格的差异性，将导致驾驶员无法准确跟踪引导速度。针对该问题，建立考虑驾驶风格的闭环反馈车速引导模型。首先，分析不同风格驾驶员车辆最大纵向加速度的概率分布；其次，研究闭环反馈车速引导方法，使驾驶员更准确地跟踪引导车速；然后，基于机会约束规划方法优化闭环反馈车速引导模型，使模型更加符合驾驶员的不同风格；最后，在MATLAB/ Simulink环境中设计仿真场景，对激进型、适中型和保守型3种闭环反馈车速引导模型进行仿真分析。仿真结果表明：相较于传统车速引导模型，本文模型可使不同风格的驾驶员更容易跟踪引导车速，其中，激进型和适中型车速引导模型可以使车辆以更短的时间通过交叉路口，保守型车速引导模型可以提高车辆在绿灯相位通过交叉口的概率。本文方法可以有效地提高信号交叉口的通行效率。

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考虑多特征的高速公路交通流预测模型

李桃迎，王婷，张羽琪

2021, 21(3): 101-111.

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为准确预测高速公路交通流，缓解高速公路交通拥堵现象，本文提出一种考虑多特征的高速公路交通流预测模型。首先将高速公路当前道路与上下游的交通流、天气等数据转化为一个二维矩阵，并利用滑动窗口模型获得输入样本的最佳长度；然后将样本数据输入集成深度学习模型训练并提取交通流数据的特征，随后输出预测结果；最后，将某高速公路交通流数据用于工作日和节假日两组实验。结果表明：集成深度学习模型比单一模型预测高速公路交通流的效果要好，工作日的高速公路交通流预测精度远高于节假日，本文模型将平均绝对误差由 6.40辆·(20 min)-1 降到5.450辆·(20 min)-1，说明考虑多种因素可以提升高速公路交通流预测精度。

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基于多周期组件时空神经网络的路网通行速度预测

杨建喜，郁超顺，李韧，杜利芳，蒋仕新，王笛

2021, 21(3): 112-119.

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针对当前路网通行速度预测方法存在的中长周期预测准确性和稳定性不足、自适应路网拓扑空间关系建模能力有待进一步提升等问题，以多尺度卷积算子及门控循环单元为核心单元，提出一种面向路网通行速度预测任务的多周期组件时空神经网络模型。首先，根据路网交通感知数据的周期特性，将其规约为周、日和近期这3种不同粒度的时间-空间-特征三维矩阵，并输入至3个共享网络结构的周期组件。其次，在每部分组件中，利用多尺度卷积核捕获多因素非线性相关性与不同空间视野大小的路网节点空间相关性。然后，对每个路网节点的时序特征使用门控循环单元提取交通数据长时依赖关系，引入残差学习框架，提高网络训练效率并防止梯度弥散。最后，自适应加权融合通过预测卷积层的每部分周期组件预测结果生成预测时段内路网交通通行速度。为验证所提方法的有效性，基于两个公开的交通状态数据集进行实验分析，并选取当前主流的深度神经网络模型作为对比基线模型。结果表明，所提方法在可接受的执行时间内，在两个数据集上平均绝对误差、平均平方误差和平均绝对百分比误差分别为 2.55、3.94 和 10.75%，1.57、3.52和3.44%，在预测准确性与中长时多步预测稳定性方面均优于其他基准方法。

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多车道高速公路出口开口段安全特性分析

吕能超，杜子君，吴超仲，王玉刚

2021, 21(3): 120-130.

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为研究不同断面形式下的多车道高速公路出口影响区开口长度及流量与交通安全的关系，针对2种断面形式的高速公路出口，分别设计了3种不同的开口长度，结合3种不同流量条件设计了18个不同的驾驶模拟场景。实验招募30名被试者开展模拟驾驶实验，提取不同开口长度及流量条件下各断面形式高速公路出口的车辆行驶轨迹、换道间隙的选择、减速度、最小 TTC (Time to Collision)等驾驶行为特性参数，综合分析基于驾驶行为数据对不同开口长度的行车风险。结果表明：两种断面形式下，开口长度对于车辆在开口段上的换道点选择存在显著影响；两种断面形式下，1500 m的开口长度能够满足绝大多数驾驶人的换道需求；在换道间隙选择中，大都集中在5~6 s，分离式断面下的开口长度对于低于临界间隙的换道间隙出现的频次具有显著影响；流量及开口长度对于最大减速度及TTC最小值和分布位置均不存在显著性影响，但分离式断面下的最大减速度和最小TTC相较于整体式断面更小；此外，整体式断面中内侧3车道的行车风险低于分离式断面，分离式断面中外侧车道的行车风险低于整体式断面。

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多车道交织区车辆跟驰行为风险判别与冲突预测

谢济铭，秦雅琴，彭博，夏玉兰，王锦锐

2021, 21(3): 131-139.

摘要 ( )

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车路协同系统(IVICS)是保障安全高效出行的新兴技术之一，将高精度车辆轨迹数据与机器学习方法相结合，提出一种可应用于 IVICS 的多车道交织区的潜在风险判别与冲突预测方法。首先，基于无人机视频，从广域视角提取交织区交通矢量位置、速度等信息，并划分上下游、交织影响区等多个分区；然后，考虑决策行为(车车边缘距离、接近率)与车辆行为(横纵向速度、加速度、速度角度)构建风险判别模型，以单位面积冲突次数、持续时间、冲突密度等指标评估风险；最后，基于朴素贝叶斯模型与logistic回归模型分别进行交通冲突预测，与实测数据相比，预测准确率分别为74.86%、87.10%，Area Under Curve分别为0.84、0.88，表明logistic回归模型具有更好的预测性能。研究成果有助于交管部门制定与优化交通管控方案，可应用于IVICS动态预警。

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基于加权耦合映像格子的地铁网络稳定性演化研究

黄爱玲, 徐笑涵, 关伟, 段梦媛

2021, 21(3): 140-149.

摘要 ( )

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为研究地铁网络的韧性演化规律，本文从网络连通性、自适应性、有效性角度构建评估地铁网络稳定性的测度指标，考虑交通网络中OD流量分布的影响，提出基于加权耦合映像格子模型的地铁网络级联失效分析方法。以北京地铁2014年和2018年两个网络为例，构建基于P空间客流加权复杂网络的动态稳定性分析模型，选取网络中重要程度不同的3个节点，对这两个地铁网络开展干扰强度不同的模拟蓄意攻击，对比分析北京地铁网络稳定性的演化规律。数值分析结果表明，随着北京地铁网络拓扑结构由小世界网络向无标度网络演化，2018年北京地铁网络的稳定性和抗毁性要显著高于2014年；对客流量大的站点攻击强度越大时，网络节点相继故障传播越显著，网络瘫痪概率也越高，瘫痪速度也越快。本文研究结果可为优化地铁线网结构和站点设置、加强安全运营管理提供科学的理论依据。

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基于可控性的城市轨道交通客流控制车站识别方法

肖中圣，许奇，冯旭杰，李佳杰

2021, 21(3): 150-155.

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为进一步拓展可控性理论在城市轨道交通客流控制领域的应用，首先根据相邻车站间进出站客流和断面客流的关系，论证城市轨道交通客流网络为线性时不变系统，证明可控性理论在城市轨道交通网络上的适用性。基于严格可控性框架和滞留人数为核心的子网生成策略，得到客流控制车站的识别方法。进一步地，引入机器学习领域的相关评价指标评估该方法的效果。研究结果表明：平峰时段北京市城市轨道交通网络的可控性为0.043，意味着该时段的网络状态较为稳定，无需采取客流控制措施；高峰时段，识别方案在拥堵生成到消散的过程中，更加侧重于对线网中心车站的控制。通过识别方法得到的客流控制方案与实际客流控制方案的吻合度最高可达70%。当两种方案控制车站的数量相同时，识别方法得到的客流控制方案更加侧重于对城市西部和中心区域的站点进行控制。

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考虑跳停策略的城轨列车运行图与车站限流协同优化研究

孟凡婷，杨立兴，卢亚菡，郭戎格

2021, 21(3): 156-162.

摘要 ( )

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为应对日趋严重的地铁系统拥堵问题及客流过饱和情况，从系统优化角度出发，将服务供给侧与需求侧综合为一个整体进行研究。考虑乘客的持续性到达特征，提出考虑跳停策略的城轨列车运行图与车站限流协同优化方法。首先，引入列车运行图与车站限流相关决策变量，以提高列车运行效率、减少客流乘车延误人数为优化目标，建立轨道交通列车运行与车站限流协同优化双目标整数非线性规划模型。其次，为便于模型求解，引入0-1变量，使用时间重构和大M方法将模型中的非线性约束线性化处理，将模型重构为整数线性规划模型，利用CPLEX软件求解。算例结果表明，双目标优化方法与传统单目标优化方法相比，相较于仅考虑列车服务时间，本文模型可使客流乘车延误人数显著减少；相较于仅考虑客流乘车延误人数，本文方法可使列车服务时间降低2%~3%。

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资源约束下城市轨道交通基础设施维修任务安排优化模型

刘葛辉, 陈绍宽, 刘爽, 金华, 王丹阳

2021, 21(3): 163-169.

摘要 ( )

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针对城市轨道交通基础设施系统组成复杂、维修任务繁多、维修资源有限的特点，在分析不同类型维修任务需求的基础上，研究资源约束下基础设施维修任务的长期安排方法。考虑作业工队、维修设备等限制条件，建立基于混合整数规划的优化模型以安排任务的开始时间和持续时间，实现任务执行费用和惩罚费用的最小化。通过引入作业时间占用约束以减少任务作业冲突并提高维修任务安排的可实施性。针对约束复杂的大规模问题，设计综合求解器和启发式方法的并行混合算法进行求解。案例研究表明：考虑维修任务作业时间对提高维修任务安排的可实施性具有重要作用，所构建模型可有效协同安排不同类型的维修任务并节省维修费用，为城市轨道交通基础设施的长期维修任务安排提供决策支持。

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铁路电分相布设及纵断面协同优化研究

徐智勇

2021, 21(3): 170-175.

摘要 ( )

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铁路电分相布设位置与线路纵断面设计相互影响，两者若不匹配会产生较高的列车牵引能耗与用户时间成本，甚至造成列车在分相区坡停等安全事故。本文以铁路电分相位置以及距离电分相中心里程一定范围内的纵断面设计方案为研究对象，建立电分相布设及纵断面设计协同优化模型，在满足铁路设计规范与列车运行安全的相关约束下，使列车运营能耗成本、用户时间成本和建设成本之和最小。设计基于间接编码的改进遗传算法进行求解，以某高铁线路为案例进行分析。结果表明，与实际电分相和纵断面布设方案相比，本文模型优化得到的方案可减小列车过分相后的速度损失及二次牵引能耗与时间，同时能降低线路建设成本，总成本节约率达 9.2%。

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高铁站列车和调车作业计划一体化编制方法

钟明轩，乐逸祥，周磊山

2021, 21(3): 176-186.

摘要 ( )

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复杂高铁站作业计划的编制质量是影响整个路网运输能效发挥的重要因素，为快速编制高质量车站作业计划，分析了各类列车在车站列车和调车作业，构建列车作业链，并描述车站作业计划优化问题的本质，结合车站布局和轨道电路分布，构建基于微观层面的车站作业计划优化模型；针对实际问题变量巨大，约束条件复杂的特点，将模型转换为对偶形式，在不需要初始解的情况下，通过拉格朗日松弛算法求解，并通过基于对称性破缺规则的分支定界法快速对松弛问题的解可行化，获得可行车站作业计划。以北京南站为例测试模型和算法，计算时间不超过 20 min，对偶间隙不超过10%,计算结果无冲突，表明该方法能够实现复杂高铁站高质量列车作业计划的快速求解，具有实际应用意义。

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风险感知视角下弹性停车激励机制泊位定价方法

高良鹏，郑乐，季彦婕，傅成红

2021, 21(3): 187-192.

摘要 ( )

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以弹性停车激励机制为背景，应用条件风险价值函数刻画个体共享泊位的风险感知特征，提出基于风险感知收益最优的泊位定价方法，探究共享停车供需关系对最优租赁价格的影响规律，并以美国加州大学伯克利分校为例，灵敏度分析各关键参数对共享停车政策效能的正负导向效用。研究表明：基于风险感知收益最优的泊位定价方法能根据外部停车需求约束差异寻找出适度的“竞争性”价格，在确保停车泊位有效利用的同时，引导个体积极参与泊位共享过程，避免因损失厌恶情绪影响弹性停车激励机制的顺利推行。泊位的最优租赁价格将随着停车场回收情况而有所波动，若回收的共享泊位数量过多，该方法则倾向于提高租赁价格，以对冲回收成本；反之，会以牺牲部分停车场利润为代价，设定较低的租赁价格，保障共享泊位的利用效率。

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基于组合拍卖与统一价格的停车位最优分配研究

谭冰清，徐素秀，许钢焱，周耀明

2021, 21(3): 193-199.

摘要 ( )

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考虑停车服务平台同时提供预约和即到即停两类停车模式，建立基于组合拍卖与统一价格的停车位最优分配整数规划模型，实现最大化竞标者与平台的整体效用。将长期停留在以竞价分配为目标的传统拍卖机制拓展为竞价分配与统一价格分配相结合的新式单边 VickreyClarke-Groves(O-VCG)组合拍卖机制，对预约与即到即停模式进行最优分配与定价，同时保证了激励相容、个体理性及配置效率这3个重要属性。通过算例分析，探讨了竞标者的出价分布、竞标者人数对两类模式停车分配策略及整体效用的影响。结果表明，当竞标者对单个停车时段出价的均值与单个停车时段的统一价格接近时，O-VCG组合拍卖机制能够实现两类停车模式的最优分配和系统鲁棒性。

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考虑财政补贴的电动公交车队置换优化模型

马晓磊，闫昊阳，缪然

2021, 21(3): 200-205.

摘要 ( )

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为解决公交车队置换问题，分析财政补贴政策对公交车队电动化的影响，本文考虑财政补贴、温室气体排放水平等因素，以公交车队生命周期成本最小为优化目标，建立公交车队置换的混合整数规划模型，使用CPLEX软件求解模型，获得最优精确解。以2017年北京市19路公交车队为算例进行计算，得出最优的车辆购置方案、充电桩购置方案、车辆淘汰方案，最优方案的生命周期成本为21289.7万元，温室气体排放量为2488.4 吨二氧化碳当量。针对财政补贴、最终电动公交比例、温室气体排放水平等参数进行敏感性分析。分析结果表明：财政补贴从成本及碳排放角度对公交电动化有正面促进作用，但延缓了公交电动化的进程；短期内混合动力公交成本优势明显，长期来看，电动公交具有可观的减排潜力。

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站点可达性方法对公交不平等测度的影响研究

姚志刚，傅宇豪，张俊青

2021, 21(3): 206-213.

摘要 ( )

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基于缓冲区法(Buffer method)的站点可达性是公交不平等测度的基础数据，通常按乘客到站距离计算方式(直线或沿路网)或数量分布方式(随距离衰减或不衰减)对计算站点可达性的直线缓冲区法进行改进，但可达性计算结果差异对公交不平等测度的影响尚不明确。基于此，以浙江省海宁市为例，将直线缓冲区法与路网缓冲区法、直线衰减法、路网衰减法3种改进方法计算的站点可达性与公交基尼系数进行比较。结果发现：按到站距离计算方式(即路网缓冲区法)改进直线缓冲区法使基尼系数降低 13.60%，按乘客数量分布方式改进(即直线衰减法)使基尼系数降低 35.75%，按两种方式共同改进(即路网衰减法)使基尼系数降低40.56%；改进方法均使小区间可达性值差距减小，按乘客数量分布比按到站距离方式的改进效果更明显；市区比农村的公交基尼系数受可达性方法影响更大，这可能与路网、人口分布的城乡差异有关，且不同可达性方法测度城市与农村公交不平等时存在不同甚至相矛盾的结论。研究表明：简化方法会高估公交不平等且对城市与农村影响不同，因人口或路网数据缺失而选择缓冲区法时应核减公交基尼系数值，数据完备时应选用路网衰减法。

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基于均值异质性随机参数Logit模型的城市道路事故驾驶员受伤严重程度研究

宋栋栋，杨小宝，祖兴水，四兵锋

2021, 21(3): 214-220.

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驾驶员事故严重程度诱因分析对减少伤亡事故具有重要意义，以往研究假定影响变量为固定参数容易导致参数估计及研究推论出现偏差，据此本文基于均值异质性的随机参数Logit模型深入研究城市道路事故驾驶员受伤严重程度。使用2015—2019年发生在贵阳市的道路交通事故数据，综合考虑驾驶员、车辆、道路、环境特征等潜在影响因素，同时利用平均边际效应量化各显著变量对事故严重程度的影响。结果表明，均值异质性随机参数Logit模型具有更好的拟合优度；女性、老年人、酒后驾驶、车辆无安全气囊、能见度低于50 m、夜间无路灯照明等因素显著增加了驾驶员受伤害严重程度；随机参数Logit模型的效用函数中，夜间有路灯照明和事故发生在夜间为随机变量，且夜间有路灯照明与柔性护栏和车辆无安全气囊相关；事故发生在夜间与路侧行道树相关。

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考虑决策过程与潜在异质性的居民通勤选择行为研究

张奕源，李进龙，罗霞，周伊冰

2021, 21(3): 221-228.

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传统研究对居民通勤决策过程的动态性及微观心理偏好关注不足，为此利用潜在类别模型表征居民通勤决策的潜在异质性，从动态决策角度出发，构建可以体现偏好动态演进过程的决策场理论模型。该模型对不同潜在类别设置差异化的属性注意力权重，表征不同子市场用户动态偏好的差异性和相同子市场用户偏好似而不同的特征，同时实现用户分类和动态决策过程分析，改进传统决策场理论对个体偏好异质性表征不足的缺陷。对成都市轨道交通车站附近居民进行实证研究，结果表明，通勤居民可以细分为“商务需求型”“追求效率型”“经济环保型”“保守型”这4类，各类别间的备选方案初始偏好、属性关注程度均呈现显著差异。通过Matlab仿真实现对个体决策结果、微观偏好进化过程及非理性效应的预测和分析，验证了本文方法的有效性。

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基于混合Logit模型的出租车超速者运营因素分析

周悦，江欣国，付川云，刘海玥

2021, 21(3): 229-236.

摘要 ( )

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根据超速频次、平均超速严重度和平均超速持续时间等3类超速特征，判断出租车超速者类型，明确运营因素对超速者类型的影响。本文利用成都市出租车GPS轨迹数据提取此3类超速特征，并筛选出若干运营因素。而后，应用模糊C-均值聚类确定4类出租车超速群体(超速者I、II、 III和IV型)。运用相关随机参数混合Logit模型，估计单个超速者的某运营因素在超过超速群体平均水平时，对该超速者类型的影响。结果显示：超速者I和II型的每小时超速频数、平均超速严重度低，但平均超速持续时间高；超速者III和IV型则相反。当超速者的日均行程距离、日均收入、低限速道路行程比例、夜间行程比例和全时段速度标准差超过群体均值时，其成为超速者III 和IV型的概率提高了15.39%~77.09%和42.98%~302.38%；成为超速者 I 型和 II 型的概率降低了-0.09%~26.57%和38.74%~68.34%。此外，日均行程距离、低限速道路上行程比例和夜间速度标准差等3类因素在估计中表现出异质性。

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换道过程中驾驶人感知操作的模式发现与规则挖掘

龙彦，黄建玲，赵晓华

2021, 21(3): 237-246.

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为发现高速公路下自由换道过程中眼睛感知-手脚操作之间的时序关联性，探索感知与操作相互作用的内在机理，采用驾驶模拟舱进行高速公路驾驶实验，采集眼动数据和车辆运行数据；分别提取换道瞬时和换道全过程的眼睛感知-手脚操作的特征；采用Aprior算法从换道瞬时和换道全过程两个角度发现眼睛感知-手脚操作的频繁模式，挖掘它们的关联规则。对于瞬时感知-操作，左换道发现13种频繁3项集模式，右换道发现18种频繁3项集模式；对于全过程感知- 操作，左换道发现4种频繁模式，右换道发现3种频繁模式。左右换道各自挖掘到6条有实际价值的关联规则。对频繁模式和规则分析发现：右换道比左换道需要较多的感知时间、较复杂的手脚操作行为。发现的频繁模式和挖掘的关联规则描述了自由换道过程中感知操作的特征和它们之间的关联性，能够为安全换道提供参考，为无人驾驶换道操作提供支撑。

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基于数据驱动的机场水泥混凝土道面性能退化预测

魏保立，郭成超，邓苗毅

2021, 21(3): 247-253.

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针对机场道面性能退化过程的精确预测问题，本文采用数据驱动的机场道面预测性维护方法，通过指示变量将两种数据集进行联合分析，考虑机场道面性能退化过程受飞行交通量和道面面层厚度的影响，以机场道面性能状况指数衰变的非线性函数为期望函数，建立一种机场道面性能退化双参数预测模型；根据模型的参数估计结果，采用边际效应分析结合预测性能曲线图示，对不同飞行交通量水平和不同道面厚度等级的道面性能退化过程预测进行分析。结果表明，采用数据驱动和非线性混合效应方法，搭载联合估计技术，能较为显著地提高机场道面性能退化预测的精度和效果。

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考虑边境站延误风险的中欧班列运输路径决策

吕敏, 帅斌, 周照玉, 张士行, 左静, 李林卿

2021, 21(3): 254-259.

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为选择高效安全的中欧班列运输路径、管理运输风险，针对不同类型边境口岸节点延误时间特征，以威布尔分布刻画其延误时间的概率分布，并基于期望损失理论提出一种新的风险价值测算方法。将延误风险价值作为一种运输成本，构建“风险-时间-费用”综合运输成本最小的中欧班列路径效用模型。通过深度优先遍历算法求解从成都到柏林的中欧班列运输不同价值特性货物的路径选择方案。结果表明：高价值货物对延误风险更敏感，货物贬值速率对延误成本影响更小；最优路径的平均风险延误率为0.46，边境节点延误风险较高；单位货物价值为300万元时，最优路径的边境延误成本是运输运费的1.2倍。对沿线边境站点的延误风险监测与应急处理需要引起运输企业和铁路管理部门的重视。

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海南自贸港背景下海口市对外客运量预测研究

张亚男, 席洋, 杨嘉钰, 刘剑锋

2021, 21(3): 260-267.

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针对典型的海岛型城市海口市，综合考虑经济、政策、基础设施等多维度定性、定量影响因素，构建系统动力学模型，预测2020—2035年海口市对外客运需求量。预测结果显示，未来15年海口市对外客运需求呈稳步上升趋势，预计在2035年对外客运总量将突破8000万人次。GDP敏感性分析结果表明，当增速大于9%时，当前设施建设计划需要进一步加强，提前提高交通设施的供给能力；就业引进人口敏感性分析得出，人才引进规模控制在100万人左右可实现最大的经济效益，比60万人、140万人分别高出6.9%、5.1%；两种主要对外交通方式(机场和高铁)建设时序敏感性分析结果表明，机场开通相比高铁可拉动需求增长提高6.3%，这充分说明航空是海岛型城市对外出行的主要方式。

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天气因素对福州地铁客流的影响分析

江世雄，蔡灿煌，林宇晨，陈德旺

2021, 21(3): 268-274.

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地铁作为一种绿色出行方式，是缓解城市交通拥堵的重要手段。地铁客流受到多种因素影响，其中天气因素变化较快，会造成地铁客流的快速变化。了解天气因素对地铁客流的影响，有助于建立相应的运输组织响应措施。本文旨在量化分析天气因素对福州地铁客流量的影响，并考虑原始天气指标的局限性，引入体现舒适度的指标。建立地铁客流与天气因素(包括气压、相对湿度、风力、降水、风寒指数等级、综合舒适度指数等级等)之间的多元线性回归模型，量化影响方向和影响程度。此外，工作日与非工作日的客流模式差异较大，将两者分别建模分析。研究发现：工作日，降水、风寒指数等级和综合舒适度指数等级对地铁客流有显著影响；非工作日，降水、气压、相对湿度、风寒指数等级和综合舒适度指数等级对地铁客流有显著影响。总体而言，非工作日地铁客流对天气因素更加敏感。

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长沙地铁万家丽广场站厅仿真及客流优化研究

谢建平，杨坤，张译颢，张海峰，谢宜斌

2021, 21(3): 275-281.

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城市轨道交通作为居民主要出行方式，为建设更舒适的出行环境，提高乘客在站厅的进出效率，减少乘客拥堵现象。本文以长沙地铁万家丽为原型，研究已经开通运营的换乘车站，在建筑面积固定的情况下，如何根据既有设备布局高效组织激增的进出站和换乘客流。基于万家丽近期和远期客流数据，同时重现排布验票闸机、楼梯的进出方向和位置，利用仿真软件充分验证方法的可行性和有效性。结果显示，新的排布方式可满足实际性需求，使客流组织方案与站内空间布局更加协调，一定程度上消除了乘客拥堵现象。基于仿真结果和理论计算结果对比发现，行人走行时间增加量随进站客流量的增加呈现先增后减再增的趋势，该趋势可为未来车站行人走行时间预估提供一定的理论基础。

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