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2023年, 第23卷, 第2期
刊出日期：2023-04-25 上一期    下一期
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综合交通运输体系论坛
智能交通系统与信息技术
系统工程理论与方法
工程应用与案例分析


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《交通运输系统工程与信息》期刊2023年卷首语 《交通运输系统工程与信息》编辑部 2023, 23(2): 0.  摘要 ( )   PDF(731KB) ( )   相关文章 | 计量指标

综合交通运输体系论坛

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社交网络信息对出行行为的影响研究综述 陈坚, 张弛, 傅志妍, 刘柯良 2023, 23(2): 1-10.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.001 摘要 ( )   PDF(1616KB) ( )   PDF(English version)(478KB) ( 118 )   为定量梳理社交网络信息对出行行为影响的研究成果，本文基于Web of Science核心数据库与CNKI知网数据库，检索并筛选2010—2022年间133篇英文文献和32篇中文文献。采用知识图谱分析和传统定性文献分析相结合的方法，量化统计文献的年度发文量、研究热点国家、关键词图谱这3类指标，并从方法模型、社交网络信息行为、社交网络信息对出行决策的影响、社交网络信息对出行活动的影响这4个方面总结现有研究成果。结果表明：数据来源上，现有研究的基础数据尚未实现特征维与决策维融合，需要进一步融合多源数据提升研究结论的鲁棒性；研究方法上，现有研究缺乏分析方法之间的相互支撑，可整合多种研究手段跨学科分析社交网络信息对出行行为的影响；研究内容上，现有研究成果无法全面反映未来出行的发展趋势，且对出行者异质性关注不足，需结合无人驾驶、共享出行等新场景，考虑出行者异质性解析社交网络信息与出行行为之间的联系模式。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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物流企业的碳排放效率评价及驱动因素分析 郑琰, 贲宇姝, 王康得, 姜晓红 2023, 23(2): 11-21.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.002 摘要 ( )   PDF(1570KB) ( )   近年来，物流业在促进经济增长的同时，能源消耗量也在逐年递增，物流企业作为主体在运输过程中所造成的环境污染问题不容忽视。因此，为促进物流企业节能低碳化发展，采用“自上而下”法测算陆运和空运两种移动碳源的排放量。本文选取能源消耗、资本存量及劳动力作为投入变量，营业收入和碳排放量作为产出变量，建立 Super-SBM (Super-efficiency Slack-based Measurement)模型分析碳排放效率。此外，采用对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Divisia Index, LMDI)将碳排放的驱动因素分解为4种，并逐个分析其对物流企业碳排放量的影响。本文以顺丰速运企业为例，根据该企业2016—2021年间的营运数据，评价其碳排放效率。结果表明：综合技术效率值持续增长，并在2019年后稳定在1以上；纯技术效率值在1.1上下范围波动；规模效率值均处于1以下，但持续增长。说明顺丰能够在原有规模上进行技术创新，争取以最少的投入获得最高的产出，使资源得到合理配置。另外，经济发展水平和人口规模是促进碳排放的因素，前者作用最为显著，而能源效率则在很大程度上抑制碳排放，能源消费结构对碳排放量增加的拉动作用比较有限。实验结果验证了本文所提出测度方法的有效性，利用Super-SBM和LMDI 模型能够对物流企业的碳排放效率进行有效评价及驱动因素分析。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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出行即服务环境下个体出行链碳足迹监测与评估 李文翔, 程佳楠, 刘向龙, 穆凯, 蔡近近, 刘魏巍 2023, 23(2): 22-31.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.003 摘要 ( )   PDF(3014KB) ( )   在我国“碳达峰”“碳中和”战略目标下，科学准确地监测和评估个体出行碳足迹是推动城市交通低碳转型的基础，但同时也面临着巨大的挑战。因此，借助出行即服务(Mobility as a Service, MaaS)平台的数据开放与共享，旨在提出MaaS环境下城市个体出行链碳足迹监测与评估方法。首先，设计基于MaaS平台的城市交通碳源监测指标体系，实现对个体出行链多模式交通特征的提取与融合；然后，分别建立针对机动车和轨道交通出行的碳排放计算模型，计算不同交通方式的出行段碳排放，累加得到个体全链出行碳足迹；最后，以小汽车出行为基准线情景，评估个体出行链碳减排量。对在北京市采集的1865条出行链数据进行实例分析，结果显示：以小汽车、常规公交、轨道交通及非机动车为主导的出行链的平均人公里碳排放量分别为 0.2380，0.0310，0.0390，0.0017 kg · pkm-1，相对基准线的平均人公里减碳量分别为 0.029，0.220，0.230，0.280 kg·pkm-1；出行链人公里碳减排量与出行链中绿色出行比例正相关；对MaaS平台车辆电动化可使得减碳效益提高52.5%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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中美物流成本评价指标的影响因素分析及分解研究 樊东方, 靳志宏 2023, 23(2): 32-39.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.004 摘要 ( )   PDF(1330KB) ( )   为分析中美社会物流成本评价指标“社会物流费用占GDP比重”内部影响因素的差异，本文设计了两阶段研究方法进行计算和验证。引入物流科技水平类指标(以科学研究与试验发展经费投入R&D指数计算)作为该评价指标的内部影响因素之一，探讨其对社会物流成本的关联作用，并提出将“社会物流费用占GDP比重”分解为“单位周转量物流费率”“平均运距”“单位GDP货运量”的乘积关系式，从这三个维度依次对中美物流成本进行评价分析。第1阶段，利用灰色系统关联理论计算GDP、三次产业占比以及R&D指数与该评价指标的关联度，分析结果表明，中美这三类参考指标与该评价指标的关联度均为正相关，但在GDP和R&D水平上的差异明显。第2阶段，基于数据驱动方法，分别比较分析经分解得到的三维评价指标，结果表明，中国单位周转量物流费率实际上要低于美国，但美国同等货运量产出的GDP要远高于中国，中国产业结构改革应推进物流业与服务业联合发展。针对以上分析结果，提出中国物流业降本增效的具体建议。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

智能交通系统与信息技术

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融合出行拓扑与序列分析的车辆时空出行模式挖掘 金盛, 苏弘扬, 张静 2023, 23(2): 40-53.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.005 摘要 ( )   PDF(4496KB) ( )   城市小汽车出行的时空特性是支撑城市交通规划设计与交通需求管理的重要基础。针对传统的以集计数据或抽样数据研究的局限性，本文基于车牌识别数据，全量感知车辆出行活动，分析城市中个体车辆的出行时空模式。首先，从数据中提取并分离车辆出行链，获得小汽车出行的时间、空间、频率和拓扑特征，根据各时段停留点构造车辆出行活动序列。其次，融合兴趣点 (Point of Interest, POI)数据识别出行起讫点关联的土地利用特性作为停留点特征，在出行活动序列上应用k-modes聚类算法挖掘出常规通勤模式、特殊通勤模式、短时活动模式和外来办事模式这4类30种小汽车出行模式。最后，对每一类模式的群体规模、特征和典型出行行为进行详细地分析讨论。结果表明，95%的车辆出行活动可以用不多于3条边组成的简单拓扑结构表示，其中， 约30%的车辆可构造出行活动序列，并用k-modes聚类算法有效分离出各类机动车全天出行的时空模式。工作日车辆出行主要表现为常规通勤模式，休息日则以短时活动模式为主。通过对个体车辆的微观行为分析，结合出行拓扑结构和出行活动序列进行出行模式的挖掘，能够全面地反映城市机动车出行的实际情况，为精细化机动车出行行为分析与管控策略制定提供理论支撑。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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间歇性通信失效下网联自动驾驶队列控制策略 刘润坤, 于海洋, 程猛越, 任毅龙 2023, 23(2): 54-66.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.006 摘要 ( )   PDF(2838KB) ( )   网联自动驾驶车队在特殊区域驾驶时会存在间歇性通信失效，为提高在间歇性通信失效下车队的稳定性，本文提出一种考虑多前车-预测信息的网联自动驾驶车辆控制策略。首先，设计一种新型的 CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)上层控制器结构，命名为 MIP-CACC(Multi-Information Predicted CACC)，该结构包含一个对前车状态信息进行预测的预测器。然后，构建适用于该控制器的D-LRTP(Dynamic Low Rank Tensor Prediction)模型，实现对间歇性通信失 效下缺失的前车状态信息预测。通过对该控制器的串稳定性分析发现，稳定性受到信息权重、通信连接数量、通信延迟、截断频率及车头时距等参数的组合影响。不同的通信及控制场景下，存在满足串稳定性的最小车头时距参数。最后，将本文提出的控制策略与传统控制策略进行对比。仿真结果表明：在间歇性通信失效下，本文提出的控制策略对后车的驾驶状态扰动更小，驾驶速度和加速度扰动分别最大降低79.43%和72.53%。该策略对设计通信鲁棒性的网联自动驾驶车辆控制方案具有参考意义。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑车流通行效率的混行交叉口时空资源配置 钱国敏, 任璐, 季青原, 冯远静, 章立辉, 王殿海 2023, 23(2): 67-73.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.007 摘要 ( )   PDF(1721KB) ( )   为优化小汽车和大型车混行环境下交叉口时空资源配置，本文基于车道模型构建一套以通行能力最大为目标的混合整数线性规划模型。在模型中，首先，考虑许可车道位置对不同转向的小汽车车流和大型车车流通行效率的不同影响，以提升车道模型实际应用效果；其次，松弛车道位置约束，不再固定左直右进口车道的相对布设位置，以进一步考虑车流通行效率受许可车道位置影响对交叉口时空资源配置的影响；随后，考虑到相对布设位置改变会引发一些受车道渠化方案影响的潜在冲突，构建相应约束以判断潜在冲突是否存在，以及考虑其对交叉口时间资源配置的影响。数值算例结果表明：考虑车流通行效率受许可车道位置影响会改变交叉口时空资源配置，相比于传统车道模型，所构建模型在确保车流运行安全的基础上可提升交叉口最大通行能力，提升程度随大型车占比和车道位置对车流通行效率影响的增大而逐渐增大，随大型车与小汽车通行效率差异的增大呈现先增大后减小的趋势。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于典型耦合优化算法的城市交通拥塞点源反演识别研究 赵雪亭, 胡立伟 2023, 23(2): 74-83.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.008 摘要 ( )   PDF(2236KB) ( )   应用模拟-优化方法研究城市交通拥塞源的位置识别及数据推演问题。首先，构建一个假想城市交通拥塞案例，引入地下水污染质运移模型，并结合城市交通拥塞特征，改进模型适应性，利用Cholesky分解方法建立描述城市交通拥塞非均质性的城市交通流出率连续场。其次，采用Kriging和BP (Back Propagation )神经网络建立城市交通拥塞数值模拟模型的替代模型，通过平均相对误差、确定性系数及均方根误差检验替代模型精度。最后，利用麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA)求解优化模型，通过平均相对误差检验反演识别结果。研究结果表明：利用Cholesky分解方法，得到城市交通流出率分布不均，符合城市交通拥塞异质性特征，且均值为322.15，处于中等扩散水平；Kriging替代模型精度更高，平均相对误差为0.98%；应用SSA和GA均能快速准确地识别城市交通拥塞源的位置及交通扩散量，SSA相较于GA的交通拥塞源位置的整体相对误差提高1.68%，交通量的整体相对误差提升2.52%。综上，基于Kriging和SSA方法耦合的模拟-优化模型可以有效识别城市交通拥塞源和交通扩散交通量，且识别精度较高，可为城市交通拥塞源控制及交通扩散管控方案提供重要参考。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于最小油耗的货车车速与信号配时协同优化模型 张鹏, 顾云翔, 孙超, 李文权 2023, 23(2): 84-91.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.009 摘要 ( )   PDF(1779KB) ( )   为解决货车受信号灯影响频繁停和启而造成油耗过高的问题，本文建立货车车速与信号配时协同优化的整数非线性规划模型。模型的目标函数是基于弗吉尼亚理工大学综合油耗模型的货车行程油耗，包括路段行驶油耗、交叉口停车油耗以及速度恢复油耗。将路段划分为加速区、匀速区和减速区；考虑货车多档渐变的加速过程，货车每个挡位设定加速度以及换挡时间的上下限；采用交通波理论分析下游路口的排队消散过程，建立货车的时空轨迹约束。优化变量包括货车各挡位加速度、加速时间、匀速区速度、匀速行驶时间、减速度、减速时间、交叉口绿灯延长时间和红灯早断时间。以均匀间隔生成的10种货车到达情形为例进行分析，结果表明：与无车速引导相比，本模型行程油耗最高减少29.9%，最低减少 3.9%，平均减少 13.7%；货车停车次数减少5次(降低71.4%)，总停车时间减少174 s(降低89.2%)。模型有效减少了货车通过交叉口的燃油消耗和停车次数。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于轨迹数据的货车停车目的识别方法 姚雅慧, 张戎 2023, 23(2): 92-99.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.010 摘要 ( )   PDF(1772KB) ( )   货车轨迹数据能够提供丰富的货运需求信息，然而从轨迹数据中识别停车目的的方法有待进一步研究。本文利用市内出行货车的轨迹数据，设计基于移动记录反推的货车停车点提取算法；提出融合货车出行调查数据的停车目的标定方法；构建包含停车点特征、出行特征、出行链特征、附近停车点特征和附近兴趣点特征这5个特征子集的货车行为特征集，作为识别模型输入变量；运用网格搜索算法，确定最优参数组合，建立基于二叉树支持向量机(SVM)的货车停车目的识别模型，区别货车装货点、卸货点和非装卸货点。以上海市内出行的重型货车为例，应用货车轨迹数据停车目的识别方法。结果表明：出车货车1 d平均停车4.6次；95%以上停车点的停车时间大于7 min，停车点间移动时间大于17 min；货车停车点提取算法的停车点个数误差约为6.5%；设定时间匹配标准和空间匹配标准是标定停车目的的可行方法；基于二叉树SVM的货车停车目的识别模型的准确率达85.83%。研究结果可为超大城市管理者分析城市货运需求、制定城市货运管理政策提供技术和数据支撑。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

系统工程理论与方法

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空间异质性建成环境对地铁与公交换乘客流的影响 李想, 晏启鹏, 骆晨 2023, 23(2): 100-110.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.011 摘要 ( )   PDF(6558KB) ( )   地铁与常规公交换乘的出行方式成为人口密集型城市的主要出行方式，探究两者换乘模式的影响因素有助于提高公共交通分担率。本文采用AFC(Automatic Fare Collection System)数据与AVL(Automatic Vehicle Location)数据，识别地铁-公交(M-B)和公交-地铁(B-M)两种模式的换乘客流。以地铁站点为核心，围绕站点周边开发程度、交通系统、城市设计及地铁网络结构特征这4个维度构建地铁站点建成环境指标体系。利用多尺度地理加权回归模型(MGWR)探究城市建成环境对地铁-公交与公交-地铁两种换乘模式的影响机理及其尺度效应，并以成都市为对象进行实证研究。研究结果表明：MGWR模型能够反映不同建成环境要素与M-B和B-M方式间依赖关系的空间异质性与作用尺度差异性，估计结果优于全局OLS(Ordinary Least-Squares)模型与GWR(Geographic Weighted Regression)模型；建成环境要素对公交与地铁换乘客流的影响效应存在空间异质性，公交线路数量空间异质性最为显著，非机动车道密度、土地利用混合度及地铁线路数量空间异质性较弱；不同建成环境要素对换乘客流的影响效果具有差异性，公交站点数量与线路数量影响程度对换乘客流促进作用较大，而非机动车道密度则有明显的抑制作用。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑地铁运营中断下多站协同的接驳公交优化研究 孙会君, 冯宗旭, 郑汉坤 2023, 23(2): 111-120.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.012 摘要 ( )   PDF(2428KB) ( )   当地铁区间突发中断，需要分段运营时，将滞留乘客全部疏运至最近的折返站容易引起折返站拥堵。为加快乘客疏运效率，考虑滞留乘客在地铁系统内的乘车去向，利用接驳公交将其分散疏运至折返站或合理的换乘站上，本文提出了折返站与换乘站协同承担客流疏散任务的应急公交接驳方案。考虑接驳公交线路派出、线路连接关系、接驳线路时间接续、客流疏散关系和疏散目的站客流控制等约束，建立以最小化乘客等待时间和最大化公交满载率为目标的混合整数规划模型。设计嵌套改进遗传算法的分层序列算法进行求解，并以北京地铁4号线为实例验证模型和算法。结果表明，本文提出的接驳方案同传统方案相比虽然使得公交满载率下降了2.5%，但是乘客平均等待时间缩短了30.2%，极大提高了疏散效率。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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成长性视角下建成环境对轨道交通站点客流影响分析 刘翔, 陈小鸿, 田茗舒 2023, 23(2): 121-127.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.013 摘要 ( )   PDF(1709KB) ( )   为准确把握城市轨道交通客流生成规律，本文从客流成长性视角探究城市轨道交通站点客流与站点周边建成环境之间的交互关系。以上海市城市轨道交通为研究案例，通过人口及就业密度、土地利用、路网密度、出入口数量、介中心性等13个因子刻画建成环境，基于上海市地铁刷卡数据、人口及经济普查、兴趣点(Point of Interest, POI)、道路网络等多源异构数据，分别构建建成环境对轨道交通客流影响的普通最小二乘法(Ordinary Least Square, OLS)模型与极限梯度提升(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)模型进行量化实证分析。结果表明，基于机器学习算法的XGBoost模型比OLS模型具有更好的模型表现。从影响贡献度来看，轨道交通站点建成初期，地铁站点出入口数量(21.9%)，常住人口密度(15.9%)，路网密度(9.8%)是影响城市轨道交通站点客流的最重要建成环境因素。建成近期，商业设施用地(16.5%)、容积率(11.1%)和就业密度(8.5%)等用地类建成环境变量成为提升城市轨道交通站点客流的关键。建成远期，城市轨道交通站点客流水平取决于出入口数量(18.9%)、商业设施用地开发(16.6%)与换乘线路数量(7.7%)等用地和交通之间的结合水平。研究结果证实了轨道交通客流与站点周边建成环境之间的成长性特征关系及各阶段显著影响客流的建成环境变量，为因时制宜制定城市轨道交通站城一体化开发策略提供了参考。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于多源数据的地铁公交换乘量影响因素与空间异质性分析 郑乐, 高良鹏, 陈学武 2023, 23(2): 128-138.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.014 摘要 ( )   PDF(3113KB) ( )   作为多模式公交的重要组成部分，地铁与地面公交的衔接换乘是城市客运交通一体化的关键环节。本文基于南京市多源数据分析地铁与公交之间的换乘需求，以地铁公交换乘量为因变量构建多尺度地理加权回归模型，揭示地铁站点周边共享单车使用量、公交供给特性、换乘可达性以及地铁网络特性对换乘需求的影响及其空间异质性。研究结果表明：多尺度地理加权回归模型相比于线性回归模型以及传统的地理加权回归模型具有更强的解释力，地铁公交换乘量的影响因素具有显著的空间异质性；公交运营班次供给以及可达站点数量的提升能够促进地铁公交间的换乘；公交站点周边住宅型POI(Point of Interest)数量在城市外围区域对换乘量起到促进作用，企业型POI数量则对换乘量起到抑制作用；共享单车借用量会抑制地铁与公交之间的换乘需求，特别是在与中心城区联系紧密的城市外围区域。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于动态时空神经网络模型的地铁客流预测 施俊庆, 李睿, 程明慧, 阮俊辉, 谢星 2023, 23(2): 139-147.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.015 摘要 ( )   PDF(2247KB) ( )   针对城市轨道交通站点客流预测问题，本文提出一种基于注意力机制的动态时空神经网络(DSTNN)模型。模型采用多分支并行架构，能够有效提取地铁客流的复杂时空特征，在空间维度上，全局和局部注意力机制相结合，实现站点间动态时空关联和静态拓扑结构的捕捉；在时间维度上，使用双向长短时记忆和注意力机制共同学习客流数据的时变规律。在杭州地铁数据集上进行实验，结果表明：相较于经典预测模型和深度学习模型，DSTNN具有更高的预测精度和训练效率。在4种不同的预测时长下，DSTNN模型平均绝对误差的平均值较基线中扩散卷积循环神经网络模型(DCRNN)和物理虚拟结合图网络模型(PVCGN)分别降低6.63%和2.57%。此外，可视化分析证明了本模型对时空关联的动态学习能力，消融实验验证了各分支的有效性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于双向长短期记忆网络的公交到站时间预测模型 张兵, 周丹丹, 孙健, 倪训友 2023, 23(2): 148-160.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.016 摘要 ( )   PDF(3951KB) ( )   为实现准确预测公交到站时间，提高城市公交出行分担率，本文提出一种基于双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)并考虑超参数寻优的公交到站时间预测模型。通过引入非线性收敛因子、正弦余弦算子及自适应参数改进海鸥算法对双向 LSTM 模型实现超参数寻优，并增加Attention机制以提高双向LSTM处理信息能力，构建改进海鸥算法优化增加Attention机制的双向LSTM(ISOA-BiLSTM-Attention)预测模型。使用中国江西省南昌市220路公交GPS数据分方向和分时段预测车辆到站时间，验证模型预测精度。结果表明：整体上来说，Attention机制优化后的双向LSTM模型比单独采用双向LSTM模型预测精度更好；进的海鸥算法可对双向LSTMAttention 模型实现较好的优化效果，相较于现有模型及标准海鸥算法(SOA)优化双向LSTMAttention模型，ISOA-BiLSTM-Attention对于不同方向及不同时段公交到站时间预测的平均绝对百分比误差、均方根误差及平均绝对误差至少分别降低 5.96%、9.87%及 7.99%；同时，ISOABiLSTM-Attention具有最大的模型决定系数 R2 值体现了该预测模型泛化能力及稳定性较好，可针对公交到站时间进行较为准确地拟合。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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影响老年人公交出行便捷性的个体与建成环境要素 李康康, 杨东峰 2023, 23(2): 161-167.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.017 摘要 ( )   PDF(1623KB) ( )   针对既有研究多关注于公交站点和交通枢纽等相关交通基础设施的空间布局，亦或是地形和气候等自然环境因素，而较少从建成环境支持系统的整合性框架视角辨析其对老年人公交出行便捷性的影响，本文通过构建建成环境与老年人公交出行便捷性的多阶层线性模型，甄别影响老年人公交出行便捷性的关键性个体与建成环境要素。研究发现：年龄增长对老年人公交出行便捷性的制约明显，受教育程度和居住年限可以缓解因生理性衰弱导致的老年人交通环境适应能力不足，男性老年人较女性老年人公交出行便捷性感知更强，而空巢与否无显著相关性。连通路径层面的交叉口密度、路网密度、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)及公共服务设施密度是影响老年人公交出行便捷性的关键性建成环境要素，其中，交叉口密度会加剧年龄和居住年限属性对老年人公交出行便捷性的限制，而路网密度具有正向调节作用；公共服务设施对男性老年人群体更具影响，受教育程度越高的老年人群体则表现出对连通路径NDVI的更高品质要求。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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数字鸿沟背景下老年人对自动驾驶汽车接受度 刘志伟, 刘建荣 2023, 23(2): 168-175.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.018 摘要 ( )   PDF(1573KB) ( )   自动驾驶汽车可以提高老年人的机动性，改善老年人的生活质量，故研究老年人对自动驾驶汽车的接受度具有重要意义。首先基于潜在类别模型将样本整体分为数字能力弱势老年人群体和数字能力强势老年人群体。然后分别以全体样本、弱势和强势数字能力老年人作为研究对象，建立技术接受模型和计划行为理论的综合模型研究不同数字能力的老年人群体对自动驾驶汽车的接受度。研究结果表明：数字能力弱势老年人群体和数字能力强势老年人群体占比分别为27.93%和72.07%。老年人群体对自动驾驶汽车的接受度存在显著异质性。对于全体老年人，感知行为控制是影响其对自动驾驶汽车接受度最重要的因素；对于数字能力弱势的老年人群体，主观规范是影响其对自动驾驶汽车接受度最重要的因素；对于数字能力强势老年人群体，态度是影响其对自动驾驶汽车接受度最重要的因素。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑网约车竞争的机场出租车供需均衡博弈模型 黄爱玲, 刘梦寒, 李颖 2023, 23(2): 176-186.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.019 摘要 ( )   PDF(2504KB) ( )   PDF(English version)(1788KB) ( 87 )   为有效解决机场出租车供需不均衡问题，本文基于完全信息下静态非合作博弈理论提出机场出租车司机及乘客两个群体决策的纯策略博弈模型。将网约车竞争影响引入出租车司机群体决策收益函数的构建中，探讨不同竞争强度对出租车司机群体决策结果的影响。同时，考虑排队长度、上客速率、交通状况、交通费用及多交通方式分流等因素研究乘客群体决策的收益函数，反映乘客群体不同决策结果对司机的影响。以北京首都国际机场为案例进行实证分析。结果显示：在北京市网约车行业平均竞争水平下，两群体通过互馈影响达到纳什均衡时，整体供给略高于需求，其中，早晚高峰时段机场出租车呈现供大于求的状态；地铁停运后的凌晨则需求远大于供给。针对当前网约车竞争水平下达到纳什均衡时的机场出租车每日供需不均衡现象，可以适当提高出租车司机对网约车竞争影响的认知。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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客货混运下的城轨时刻表与流量控制协同优化研究 潘寒川, 陆俊波, 胡华, 刘志钢, 沙悦 2023, 23(2): 187-196.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.020 摘要 ( )   PDF(3311KB) ( )   利用城市轨道交通平峰期冗余运力进行客货混合运输是缓解地面交通拥堵和节能环保的重要手段。本文在客货混合运输模式下，研究城市轨道交通列车时刻表和流量控制问题。首先，以列车发车时间、列车车厢布置和客货需求分配给列车车厢的数量为主要决策变量，以最小化乘客和货物的等待时间以及列车车厢能耗为目标，考虑流平衡、列车容量限制及时刻表等约束，构建城市轨道交通客货混合优化模型。其次，为验证模型的有效性，以上海地铁17号线为例进行实证研究，借助优化求解器Gurobi求解模型。结果表明：本文所提协同优化方法具有良好的优化效果和计算效率，与逐一求解法对比，乘客和货物延误数量可显著降低；协同优化可减少乘客延误人数21.92%，货物延误数量9.73%，乘客和货物的平均等待时间减少35.88%和25.56%，碳排放量减少1.7%。该方法可以提高地铁满载率，减少地铁平峰时期的运力浪费，同时提高轨道交通运营安全性和运输效率。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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面向需求的城际列车时刻表与停站方案同步优化 田小鹏, 牛惠民, 韩瑛 2023, 23(2): 197-207.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.021 摘要 ( )   PDF(2995KB) ( )   为了同步优化城际铁路列车时刻表和停站方案，本文引入小时OD客流作为需求输入，考虑可变区间运行时间条件，耦合列车安全运行和需求合理加载约束，从列车运行效率和旅客出行质量两方面构建双目标线性整数规划模型。结合模型特点，采用ε-约束法将其转化为单目标优化模型，并依据问题特征构造两组有效不等式，设计分支切割算法求解转化后的单目标模型。为验证所提方法的可行性和有效性，设置以广州南—珠海城际铁路为背景的多组算例进行案例研究。计算结果表明：所提方法能够有效求解实际案例，其列车服务方案可以高度匹配旅客需求时空分布，相较于平峰时段，高峰时段分布了近70%的列车运行线，以及69%的列车停站；对于直接使用GUROBI无法求解的中大规模问题，所提方法能够在合理计算时间内获得满意可行解，展现出良好的求解性能。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑列车运行净能耗与载客量差异的时刻表优化方法 张惠茹, 豆飞, 魏运, 刘洁, 宁尧 2023, 23(2): 208-216.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.022 摘要 ( )   PDF(2510KB) ( )   城市轨道交通对缓解城市化进程所带来的巨大客流压力具有重要意义，但其日常运营需要消耗大量能源，因此在保持现有基础设施条件不变的前提下进行列车运输组织优化是一种有效且可行的节能手段。本文在充分考虑客流空间分布特征的条件下，建立一种考虑列车节能操纵的时刻表优化模型，以使列车净能耗和乘客在车时间达到双目标最优；设计一种基于仿真的非支配排序遗传算法，在最大加速度加速-匀速-惰行-最大减速度制动的最优驾驶策略基础上，通过优化列车区间运行时间和停站时间，找到一组能耗和时间平衡的帕累托最优解，以此实现城市轨道交通列车节能时刻表优化。以北京地铁昌平线实际运营数据为例进行一系列实验，结果表明：本文提出的优化模型可以得到不同载客量条件下分布均匀且完全收敛的帕累托最优解；与原始时刻表相比，固定列车载客量和考虑列车载客量空间差异的净能耗优化率分别达到 5.5%和18.79%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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重载铁路回程运输组织与定价综合优化 童瑞咏, 毛保华, 杜鹏, 魏润斌, 黄俊生 2023, 23(2): 217-224.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.023 摘要 ( )   PDF(1691KB) ( )   重载铁路运输是一种针对单一货物、单方向上的高效运输模式，往往面临着回程运力浪费的问题。为有效提高重载铁路回程方向的铁路分担率，提升铁路部门收益和降低对环境的影响，本文构建上层以铁路部门收益最大、运输线路上CO2减排率最高为目标，下层以托运人广义费用最低为目标的多目标双层规划模型，结合某企业自有重载铁路的案例，采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解得到运输组织与定价优化方案，进而研究政府补贴、碳税的设置对求解结果的影响。研究发现：算法可求得多组帕累托前沿解，提供多个优化方案供铁路、政府部门选择，铁路部门的收益值与重载铁路回程运输线路上的碳减排率呈显著的负相关；当公路运价为0.500元·吨公里-1时，铁路部门获得最大收益所对应的运价为0.285元·吨公里-1，此时相较于纯公路运输的情景，碳减排率提升 40.62%；政府给予铁路部门的补贴额由0元·吨公里-1提高至 0.10元·吨公里-1，铁路部门最大收益值提升 51.65%，最大值对应的运价由 0.285元·吨公里-1降至 0.225 元·吨公里-1，碳减排率由 40.62%提升至 49.11%；碳税从 0.0004 元·gCO2-1提升至0.0012元·gCO2-1，碳减排率增长0.26%，铁路部门的收益增加9.06%。合理的运价、政府补贴、碳税方案可有效提升重载铁路回程运输的收益及碳减排率。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑社交距离的火车站检票过程建模研究 唐铁桥, 钟静燃, 袁小婷 2023, 23(2): 225-232.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.024 摘要 ( )   PDF(2294KB) ( )   随着国内新冠肺炎疫情态势逐渐好转，铁路旅客运输服务逐渐恢复，铁路客运站作为面向旅客提供服务的重要交通枢纽之一，站内旅客数量庞大，种类繁杂；在“乙类乙管”的疫情防控态势当下，旅客对社交距离的重视程度会影响到其所做出的行为反应。本文以北京南站检票口区域为研究场景，建立基于势能场的元胞自动机模型；基于昆明火车站和重庆西站的实际检票场景，提出有限理性机制下旅客队伍间距决策函数，研究不同条件下旅客间社交距离对检票过程的影响。仿真结果表明：不同的有限理性强度会影响旅客的平均入站时间和检票过程总时间，在本文实验条件下，旅客的近距离接触次数与有限理性强度呈正相关；在排队过程中，旅客初始选择间距差值每增加0.4 m，闸机占有率平均提高3.3%，平均入站时间同比增加14.9%，平均检票时间同比增加20.5%，旅客检票时间占旅客入站时间的比值平均上升5.7%。此外，完全理性旅客的占比增加会提高旅客平均入站时间，当完全理性旅客占比较小时，检票过程总时间不会发生较大变化，但旅客间近距离接触次数较不存在完全理性旅客时会相对降低。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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网状多尺度与双向通道注意力的铁路场景语义分割 路通, 余祖俊, 郭保青, 阮涛 2023, 23(2): 233-241.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.025 摘要 ( )   PDF(2245KB) ( )   语义分割是智能感知的基础。本文针对复杂铁路场景类别易混淆及有效特征难提取的问题，提出一种基于网状多尺度融合与双向通道注意力的铁路场景语义分割网络。为增强模型对各类铁路设施的判别能力，提出网状多尺度融合模块。该模块嵌入主干网络，获取不同尺度的特征并行连接，并在融合层进行网状信息交互，实现不同分支的特征融合。通过汇聚其他分支输 入，模型输出可同时保留多分辨率特征。为提升复杂铁路场景下有效特征的提取性能，提出双向通道注意力模块。正向通道注意力模块位于主干网络上下采样操作后，使输出特征图由不同尺度的输入特征加权重组，从而自适应地提升有效特征的表达；反向通道注意力模块插入模型最终输出之前，保留底层空间信息的同时，生成有效高阶语义信息。在RailSem19铁路数据集上的实验结果表明，本文所述方法对于易混淆类别，以及轨道区域、接触网立柱、列车及防护栅栏等铁路设施类别的分割性能均有显著提升，mIoU达到65.12%，相比于其他方法有一定提升。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于操纵量指标的合流区危险驾驶行为谱研究 刘唐志, 毕辉云, 杨卓思, 夏号杰, 尚婷 2023, 23(2): 242-251.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.026 摘要 ( )   PDF(2143KB) ( )   公路立交合流区交通环境复杂，交织比例和换道频次高，危险系数大。为描述合流场景下危险驾驶行为的主要表现形式，同时，量化其危险程度，提出操纵量指标表征立交合流区危险驾驶行为，构建基于车辆轨迹数据特征参数的驾驶行为谱；运用风险度量法量化4种危险驾驶行为，即急打方向、猛踩踏板、危险跟驰和危险换道。结合四分位差法和 CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)法确定危险驾驶行为特征参数阈值和权重，并综合计算危险驾驶行为谱特征值；结合危险点空间分布及相关研究验证操纵量指标的有效性。研究结果表明：4种危险驾驶行为相关系数均小于0.2，不存在共线性；4种危险驾驶行为中，急打方向权重占比最高，为0.405，对合流区行车安全影响最大；操纵量指标危险点空间分布与现有研究合流区交通冲突点吻合。上述结果证明：采用操纵量指标建立的危险驾驶行为谱可以客观实时的结合车辆轨迹数据辨识合流区危险驾驶人，为公路立交合流区主动安全防控提供依据。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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高速公路可变限速控制策略多目标优化 唐进君, 付强, 王骋程, 袁琛, 张璇, 徐长靖 2023, 23(2): 252-261.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.027 摘要 ( )   PDF(2058KB) ( )   可变限速控制是高速公路主动管控技术的重要组成部分，根据道路运行状况动态更新限速值，可有效管控交通流状态。针对交通事件的影响，同时考虑交通运行效率与安全优化目标的可变限速控制策略具有一定的困难。本文从交通事件影响下高速公路交通流运行时空特征出发，改进基本CTM(Cell Transmission Model)模型，通过扩展元胞可变长度，融合亚稳态理论，提高基本CTM模型的适用性。考虑事件影响下瓶颈区通行能力下降和交通管控下速度可变，构建适用于高速公路交通管控的可变CTM模型。在实际管控中，为兼顾通行效率与交通安全，提出一种以总行程时间最短和总碰撞风险最小为目标的可变限速控制策略多目标优化方法，并利用非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解。选取济南绕城高速港沟-兴隆段为实验对象，通过实测数据构建仿真路段，设计突发事件场景下不同限速控制元胞数和控制周期的对比实验。结果表明，本文方法可以有效减少事件影响下32%以上的总行程时间，降低约70%的总碰撞概率，能够有效提高道路通行效率和安全水平。同时，针对限速控制元胞数量和控制周期长短的优劣性进行了实验对比和分析。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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韧性与公平双视角下公路网灾后修复决策优化 赵雪婷, 贾鹏, 杨彦博, 匡海波 2023, 23(2): 262-274.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.028 摘要 ( )   PDF(2816KB) ( )   针对灾后公路网络修复决策问题，考虑大型自然灾害波及范围广泛的特点，将大型受灾区域划分为多个子区，从局部视角优化受损路网的修复时序，从全局视角对多区域间紧急救助资源进行统筹分配。为此，基于交通运输网络拓扑结构及路段可靠度建立韧性值指标测度网络整体性能，考虑子区内部路网的韧性和救助过程中子区间的公平性，提出韧性与公平双视角下的灾后公路网修复优化模型，并通过算例验证模型和算法的可行性。研究发现：通过8种救援场景对比，相比于仅考虑交通网总韧性值的情况，韧性与公平双视角下的分配方案可保证韧性值偏小子区的救援公平性；相较于随机修复方案，优化后的修复方案对网络整体性能的恢复效果可提升57.92%；快速恢复网络整体性能需优先修复网络密度较大，且位于网络中央的受损路段，提升维修速度比增加救助资源更有利。结果表明，“划区而治”的路网修复方案更能兼顾受灾地区所有子区的救援公平性，提升其内部网络性能的恢复速率。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑时间容忍度的冷链物流配送路径多目标优化 吴暖, 代焕杰, 李季涛, 蒋奇含 2023, 23(2): 275-284.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.029 摘要 ( )   PDF(2138KB) ( )   针对“中央厨房+食材冷链配送”等新模式下客户对服务时间高要求的特点，本文开展了考虑时间容忍度的冷链物流配送路径研究。首先，依据客户对时间的敏感性，提出时间容忍度概念及其量化方法，构建以客户时间容忍度最大、冷链物流企业成本最小为目标的冷链物流配送路径多目标优化模型，设计以节约算法生成初始基点、采用混合随机-固定步长、精英策略等方式改进多目标模拟植物生长算法求解模型，依据Pareto前沿分布信息，利用最优解选择方法在Pareto非劣解集中选取客户和运输企业均能接受的方案。最后，以某冷链物流公司实例进行分析，得到了满足客户和运输企业要求的最优配送方案。为验证模型和算法的有效性，选取Solomon标准算例中30，50，100位客户做进一步分析，通过与NSGA-II算法对比，验证了改进多目标模拟植物生长算法的优越性，本文的研究思路可为冷链物流企业合理配送提供决策依据。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于两阶段鲁棒优化的可靠性物流网络设计 石褚巍, 马昌喜, 麻存瑞 2023, 23(2): 285-299.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.030 摘要 ( )   PDF(2809KB) ( )   针对网络中存在节点及线路损坏不确定性的可靠性物流网络设计问题，提出一种基于两阶段鲁棒优化的可靠性物流网络设计方法。以供应和中转节点选址，节点连通关系确定，流量分配作为决策变量，构建两阶段可靠性物流网络设计模型，追求网络总成本和总运行时间两个独立目标的最小化。其中，网络总成本目标函数包含两个阶段的成本，第1阶段，计算网络建设成本及网络正常状态下的运行成本；第2阶段，计算网络损坏情景不确定集下的网络运行成本。网络总运行时间目标函数用于计算网络正常状态下的运行时间。设计具有双层编码结构染色体的混合进化算法，以NPGA(Niched Pareto Genetic Algorithm)作为主算法框架，设计大邻域搜索机制优化个体连通关系基因层，同时，嵌套基于聚类的交叉和变异策略提升算法对解空间的搜索能力。以多组不同规模的可靠性物流网络设计问题进行案例分析，验证模型及算法的合理性和有效性。研究结果表明：两阶段可靠性物流网络设计模型能够通过少量增加前期网络建设成本的投入，显著降低网络在受损情况下的运行成本，有效提升网络可靠性。在5个供应节点、10个中转节点及15个需求节点的案例对比中，该模型求得的成本偏好及时间偏好的两组Pareto解，相比于传统多目标物流网络模型的两组对应偏好解，在同一网络损坏情景集中最多能够分别节省 20.6%和28.2%的网络运行成本；设计的混合进化算法在迭代初期就收敛到较优的目标值，表现出较强地搜索和寻优性能，能够实现对两阶段可靠性物流网络设计模型的有效求解。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

工程应用与案例分析

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共享单车对我国主要城市交通拥堵的影响 黄赶祥, 张薇, 徐迪 2023, 23(2): 300-306.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.031 摘要 ( )   PDF(1354KB) ( )   为系统考察共享单车对城市交通拥堵的治理作用，本文将ofo和摩拜单车在不同时间点进入城市运营视为准自然实验，基于高德地图提供的45个国内主要城市2016—2018年季度高峰拥堵延时指数面板数据，构建双重差分模型，识别量化共享单车的进入对我国主要城市交通拥堵的影响。结果显示：共享单车服务的进入显著缓解了城市交通拥堵，高峰拥堵延时指数在共享单车进入后，平均下降了约2.9%，为样本城市通勤者每年共节省约309百万h的通勤时间和151亿元的经济损失，减少交通高峰期我国城市机动车CO2年排放总量约355万t；共享单车对城市交通拥堵的缓解效应在交通拥堵严重和人口数量多的城市更为显著，并且不受城市空气污染的制约。本文研究结果揭示了共享单车在缓解城市交通拥堵中的重要作用和潜在价值，为交通管理者创新城市交通拥堵治理手段，缓解我国城市交通拥堵问题提供了重要政策启示。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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信号倒计时显示方式对行人过街生理负荷的影响 彭金栓, 杨祥浩, 陈鑫 2023, 23(2): 307-314.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.032 摘要 ( )   PDF(2610KB) ( )   为研究信号倒计时显示方式对行人过街生理负荷的影响，选取两个不同信号倒计时显示方式的人行横道进行试验，实时采集行人生理和速度等特征参数。分析过街起始时段和年龄等因素对行人生理特性的影响，揭示生理特性与过街速度的耦合规律。基于心率、心率变异性及皮肤电等多源指标，构建行人过街生理负荷评价模型。研究表明：随过街起始时段的推移，行人心率增长率(HRI)、R-R 间期差值均方根(RMSSD)及皮电均值(MEDA)均逐渐增大，R-R 间期均值(AVNN)则逐渐减小；全程显示方式下，行人生理负荷显著高于定程显示(10 s倒计时)；行人生理负荷均随过街起始时段的推移而升高，且在各个过街时段内老年人生理负荷显著高于青年和中年群体。研究结论能够为交通管理部门完善和优化慢行交通安全设施提供参考。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于时空脑电特征与并行神经网络的疲劳驾驶检测 张冰涛, 常文文, 李秀兰 2023, 23(2): 315-325.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.033 摘要 ( )   PDF(2130KB) ( )   鉴于疲劳驾驶是交通事故的主要诱因之一，探索客观准确的疲劳驾驶检测方法具有重要应用价值。考虑到不同类型特征之间的信息互补，不同机器学习算法之间在信息挖掘过程中的优势互补，本文提出一种基于时空脑电(Electroencephalogram, EEG)特征与并行神经网络的疲劳驾驶检测框架。减少容积导体效应，基于锁相值(Phase Locked Value, PLV)将时序EEG数据映射到空间脑功能网络(Brain Functional Network, BFN)，先后提取时序EEG数据和BFN中与驾驶过程相关的时域EEG特征和空域度量特征。通过对特征与目标类之间关系的分析，设计特征贡献度算法，为时域 EEG 特征和空域 BFN度量特征赋予不同的贡献系数，分别将两类加权特征作为长短期记忆(Long Short Term Memory, LSTM)网络和二维卷积神经网络(Two-dimensional Convolutional Neural Network, 2D-CNN)的输入，充分发挥LSTM网络时序数据处理优势和CNN空间数据处理优势，实现时空EEG特征信息互补以及两类神经网络算法数据挖掘能力的优势互补。在公开数据集上进行系列对比实验，结果表明并行神经网络框架的疲劳检测性能优于其他方法，获得了最高96.47%的准确率。此结果意味着本方法能够为疲劳驾驶预警和辅助安全驾驶提供一种有效的解决方案。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于实际车重的重型货车比功率分布及排放模型 黄意然, 宋国华, 彭飞 2023, 23(2): 326-334.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.02.034 摘要 ( )   PDF(2687KB) ( )   PDF(English version)(752KB) ( 92 )   为量化重型货车车重与比功率分布关系，提高排放测算精度和效率，本文根据有限的本地车辆轨迹数据构建了基于实际车重的重型货车比功率分布及排放模型。首先，基于北京市不同车重的货车轨迹数据构建实际比功率分布。然后，利用高斯函数拟合比功率分布，基于多项式函数量化车重和高斯函数参数的关系，从而构建本文模型。最后，计算NOx排放因子以验证模型排放测算及预测精度，并与既有排放模型MOVES对比阐述车重对货车排放测算的影响。结果表明：本文构建的模型满足一定的排放测算精度，快速路和非快速路的排放测算误差分别为4.7%和7.0%；模型通过输入唯一变量车重即可实现排放预测，降低了不同车重货车轨迹数据采集成本，简化了传统排放计算流程，车重为6.7 t货车的排放预测误差为5.3%；与基于默认固定行驶周期和固定车重的MOVES相比，模型可降低16.7%的排放测算误差。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标