交通运输系统工程与信息

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邬岚, 陆豪冬, 尹超英, 成迎吉, 任斯奇

2023, 23(6): 1-10. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.001

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为探究长三角地区货运碳排放与货运量及能源强度之间的关系，建立自回归分布滞后误差修正模型(ARDL-ECM)研究长三角地区近30年的货运量、GDP及能源强度与货运碳排放之间的长期及短期关系，并通过格兰杰因果检验分析3组数据与货运碳排放存在的因果关系。研究结果表明：长期条件下，货运量、GDP 与能源强度每增加 1%，货运碳排放量分别增加 2.369%，1.394%，2.198%，三者均导致货运碳排放量增加；短期条件下，货运量与能源强度每增加1%，货运碳排放量增加3.285%与0.935%，两者在短期内均导致货运碳排放量增加；格兰杰因果检验表明，能源强度与货运碳排放量之间存在单向因果关系。因此，应推广新能源货运方式降低能源强度，提高能源利用效率，完善多式联运货运网络达到降低货运碳排放的目标。

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低碳背景下快捷货物各运输方式间临界运距研究

孙宗胜, 帅斌, 许旻昊

2023, 23(6): 11-21. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.002

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快捷货物运输需求的增加带来碳排放的激增，运输结构调整和技术进步是交通运输领域碳减排的主要方式。为分析快捷货物各运输方式间的竞争关系及临界运距，基于Logit模型构建包含经济性、时效性、稳定性、安全性、便捷性及绿色性等服务属性的市场分担率模型，基于分担率模型构建各运输方式间临界运距-高铁时速关系模型，并通过实例分析验证模型。实例结果表明：250 km·h^-1时速下，高铁快运的绝对优势运距范围为700~1500 km，优势运输时间为2.8~6.0 h，考虑碳排放因素时，600 km及以上运距均为高铁快运的绝对优势运距区间，优势运输时间为2.4 h及以上；碳排放权重系数每增加0.1，高铁较公路的绝对优势运距区间左边界会扩大100 km; 200，250，300，350 km·h^-1这4种时速下，250 km·h^-1的公路-高铁临界运距提升率最大，较200 km·h^-1提升50%；当航空快运碳排放因子降低1/2时，其优势运距范围左边界会扩展23%。

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基于结构、效率、公平与韧性的路网密度适宜性评价研究

邓毛颖, 邓策方

2023, 23(6): 22-32. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.003

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道路网密度是反映交通与城市发展水平的综合性指标，已经纳入国土空间规划和城市体检的核心指标体系。但目前对路网密度的评价往往简单地引用规范推荐值或对标国际先进城市，存在不够精准，缺乏系统性的问题。为此，本文首先从路网核心功能出发，提炼评价路网密度的4个维度，包括路网的结构、效率、公平性和韧性，以4个维度为基础构建涵盖10项指标的路网密度评价体系；然后，针对多维度多指标存在的量纲不一致和各维度权重不易确定等问题，采用改进的CRITIC(CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation)赋权法对指标体系进行分级赋权，通过求解一级权重和二级权重，得到最终的综合评价结果；最后，以广州市天河区珠江新城—金融城片区为例，设定3种典型的路网密度发展模式，构建路网模型开展实证研究。结果显示，对于CBD(中央商务区)地区，路网效率和公平性指标的权重最高；分维度的评价结果显示，路网密度过高对效率有所抑制，路网密度增加到一定程度后，对结构和韧性的提升呈现边际效用递减趋势。因此，对CBD地区而言，存在适宜路网密度，而非路网密度越高越好。本文提出的指标体系可避免单一评价指标的局限性，实现对不同功能区路网的差异化综合评价。

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基于分子力场的网联自主车辆跟驰安全特性及模型

曲大义, 孟奕名, 王韬, 宋慧, 陈意成

2023, 23(6): 33-41. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.004

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为更精准地描述人车路复杂环境下网联异质车流多维感知与交互所呈现的动态特性，本文提出运用分子动力学势场函数定量描述车辆间相互作用关系的车辆跟驰行为模型，从分子力场角度剖析网联自主车辆的自驱动粒子特性和车车交互行为安全特性，独辟系统分析网联异质车群协同关系和安全态势演化规律的新思路。首先，类比复杂交通场景的网联自主车辆为自驱动粒子，基于分子动力学势场理论推导出网联自主车辆跟驰行为模型表达式，引入速度协同项，建立网联自主车辆跟驰行为的分子力场模型；其次，运用人工蜂群算法，采用High_D车辆轨迹数据对已有的跟驰模型和智能驾驶员模型进行参数标定，验证分析分子力场跟驰模型的合理性及安全性；设计数值仿真实验检验分子力场模型对真实车辆跟驰行为的拟合效果及稳定性表现。数值仿真结果表明，分子力场模型得出的车辆加速度结果与实际数据的平均值绝对误差与均方根误差更低，且受到扰动时波动更小，该模型提升了网联自主车辆跟随行驶的安全和效率，宏观车流运行具有更好的稳定性。网联自主车辆的分子力场跟驰模型可系统描述网联异质车群的动态特性、微观车辆跟驰行为和车车安全交互作用关系，为提高行车安全性及通行效率提供理论基础。

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多种缺失模式下交通数据组合近似填补方法

郭凤香, 黄金涛, 陈昱光, 郭延永, 刘攀

2023, 23(6): 42-50. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.005

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随着智能交通系统中采集和应用的基础数据规模不断扩大，数据缺失问题的重要性也日益凸显。针对交通数据中常出现的数据随机缺失和连续缺失问题，本文提出基于鲸鱼优化算法优化最小二乘支持向量机的组合近似填补方法(Combined Approximate Filling, CAF)。考虑缺失数据整体变化趋势的同时，参考数据的波动特征，根据多重填补思想对缺失值分别使用单变量填补和多变量填补，然后引入图片识别中自适应阈值分割法对不同时段下的差异值进行动态划分处理，最后利用不同时段的动态差异度阈值将单变量填补和多变量填补的结果进行结合，完成缺失值的高精度近似填补。为验证填补方法的性能，利用云南省玉溪市大量实车轨迹处理数据设计多组实验。实验结果表明，在小样本数据中，CAF填补方法能够适应多种场合的填补工作，该方法总体优于其他方法，在不同缺失率下均表现良好，尤其是随机缺失填补，最大 RMSE 为0.365。实验还证明了该方法在不同缺失类型和不同数据离散度下数据填补效果相比于其他方法优势更加明显。

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非闭合交通路网路径选择与绿波协调同步优化方法

荆彬彬, 林永杰, 阎珠豪, 黄政杰

2023, 23(6): 51-62. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.006

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绿波协调控制可显著提升城市路网中车辆的通行效率，已被广泛应用于干道和区域交通信号控制领域。然而，传统路网绿波控制方法多是在协调路径确定后优化相位差和相序等协调变量，忽视了路径选择与协调变量的同步优化，协调效果有限，难以满足不同协调路径的差异化控制需求。针对此问题，本文以非闭合路网为研究对象，将协调路径视为决策变量，与相位差和相序协同优化，提出一种适于非闭合交通路网的路径选择与绿波协调同步优化方法。通过分析相邻交叉口之间车流的流入和流出关系，确定其协调路径与协调路径对备选集合。以绿波带宽加权和最大为优化目标，利用时距图刻画绿波带宽、协调路径对、相位差、相序、行驶时间和红绿灯时间之间的时空约束关系，同时，引入二元变量建立协调路径对优选约束条件，构建路径选择与绿波协调同步优化的混合整数非线性规划模型。算例结果表明：相比于传统面向直行路径的绿波协调控制模型，所提模型能够自动识别路网中大流量的关键协调路径，在路网层面生成的权重绿波带宽总和提高了 14.16%，在 4 条干道层面生成的权重绿波带宽总和分别提高了17.26%，20.68%，-0.29%和39.19%。

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混合驾驶环境下交叉口空间资源动态控制方法

蒋贤才, 徐慧智

2023, 23(6): 63-73. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.007

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因CAV(Connected-automated Vehicle)与CHV(Connected Human-driven Vehicle)行驶轨迹可控性的本质差异，当前人机混合驾驶环境下信号交叉口优化控制方法鲜有考虑CAV渗透率变化对进口车道资源利用动态调节的需求。鉴于此，本文提出一种CAV专用车道的动态分配方法，以避免过渡或低效使用CAV专用车道。此外，还建立了CAV轨迹与信号控制参数的协同优化算法，以节省启动损失时间，最大限度地利用绿灯时间。案例分析表明：与全感应信号控制策略相比，本文提出的优化策略能使交叉口车均延误下降17.3%以上，当CAV渗透率超过0.33时，有必要配置一条或多条CAV专用车道来分离CAVs与CHVs的通行，以提高交叉口的通行效率；同时，与Niroumand等的优化策略相比，本文提出的方法更适合高饱和度、高CAV渗透率的多车道信号交叉口。进一步分析表明，路段长度、CAV渗透率、最大速度对本文提出方法的优化结果敏感性强。

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有限理性视域下老年人出行方式选择巢式Logit模型

张兵, 陶文康, 刘建荣, 薛运强, 邓明君

2023, 23(6): 74-82. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.008

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为研究老年群体出行方式选择行为，提高老年人出行便捷性和可达性，本文提出一种符合老年群体的出行方式选择模型。在传统Logit模型基础上，选择巢式Logit模型，改进模型中对出行者效用最大化的假设。以老年出行群体为研究对象，基于有限理性满意决策准则对模型进行假设，引入无差异阈值，构建有限理性巢式Logit模型。最后，以南昌市老年群体出行方式选择策略数据为例，采用双嵌套连续平均算法求解分析模型。研究结果表明：老年出行群体并不总是会选择出行成本最低的交通方式，其方式选择行为受其理性程度与个人倾向的影响；不同出行方式各巢间无差异阈值会相互影响，且随着无差异阈值的增加，各巢间方式选择概率逐渐趋于稳定；老年人的方式选择行为受其理性程度和个人倾向的影响，当出行成本差处于老年人能否做出有限理性判断的某个无差异区间时，选择公共交通概率随倾向系数的变化而改变，且随着倾向系数的增加而逐渐稳定。

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等待阶段使用手机对行人过街风险的影响

彭金栓, 袁浩, 宋臻, 范子斌, 杨祥浩, 张磊

2023, 23(6): 83-89. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.009

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为揭示等待阶段使用手机对行人过街风险的影响，本文选取典型信控人行横道进行数据采集，追踪行人过街过程。利用随机森林算法建立行人违章分类模型，提取过街风险表征参数，基于 CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)权重法构建行人过街风险评估模型。研究表明：行人过街等待时间、位置选择、绿灯反应时间、启动速度、平均速度及目标速度未达成率对过街违章有重要影响；等待阶段使用手机对位置选择影响较小，但会导致行人反应变慢，平均速度降低，行人启动速度及目标速度未达成率升高；目标速度未达成率、过街位置选择及绿灯反应时间对过街风险影响较大，使用手机群体过街风险相对正常过街行人增大了26.1%。研究结果可为过街设施的优化与完善，行人安全教育手段的丰富与提升等提供重要参考。

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信控交叉口行人过街冲突严重程度评价模型

张文会, 徐海彬, 周舸, 温文

2023, 23(6): 89-99. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.010

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为探究城市信号交叉口影响人车冲突严重程度的关键因素，提升交叉口安全管理水平，本文选取典型的城市道路信号交叉口，采用无人机航拍获取交通流视频，基于人工观测和Tracker软件解析处理得到冲突点信息参数与位置分布特征。为量化冲突程度，采用后侵入时间、冲突区域车速、潜在碰撞距离作为人车冲突严重程度评价指标，利用K-means聚类算法将过街冲突按严重程度迭代分类，确定人、车、路三方面下的21个解释变量。通过Pearson相关性分析筛选，建立多元有序Logistic模型，并通过ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线验证得到模型对冲突严重级别的估计分类概率结果AUC(Area Under Curve)为0.971。结果表明：行人与冲突点的距离(0.364)、车辆在冲突点前的趋向(停车让行为-4.22，减速让行为-0.937)、行人是否闯红灯行为(0.818)、机动车道数量(0.29)、行人等待红灯时间长短(0.012)、行人年龄段(-0.869)、行人着装颜色(0.673)是影响人车冲突严重程度的显著因素。本文研究结果能够为行人过街安全的交通策略制定提供一定参考价值。

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交通事件下路段通行能力多层模糊估计方法

王嘉文, 孙晨晨, 赵靖, 杭佳宇

2023, 23(6): 100-110. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.011

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交通事件常导致道路网络区域性拥堵。研究交通事件下路段通行能力估计方法，有助于精准施策，缓解交通拥堵，提高道路服务水平。针对交通事件下路段通行能力影响因素复杂、样本数据量少等问题，本文提出基于多层模糊的通行能力估计方法。首先，宏观分析路段通行能力影响因素间关联性，基于模糊逻辑，构建通行能力估计模糊子系统，并将各类交通事件影响量化为多项特征值。其次，研究以交通事件影响量化特征值为输入，构建路段通行能力多层模糊估计方法，输出路段通行能力折减率。最后，通过实际案例验证模型的有效性，对比分析交通事件下路段通行能力实测值、经典通行能力计算方法与本文方法。结果表明：本文方法适用于多种交通事件场景，通行能力估计总平均误差为5.43%，相较HCM折减车道法估计精度显著提高。在交通事件动态检测数据支撑下，研究成果可在线估计交通事件影响下的路段通行能力，可为交通管理部门实现非常态下的智能管理与控制提供支持。

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考虑天气影响的高速公路交织区交通运行状态识别

李岩, 陈姜会, 曾明哲, 徐金华, 汪帆

2023, 23(6): 111-119. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.012

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为精准识别不利天气下高速公路交织区的交通运行状态，在传统交通流指标上引入天气因素，建立改进的k-prototypes交通运行状态划分方法。本方法通过分析在不同等级的降雨、能见度、风速下交通流特性的变化特征，确定天气对交通流状态的影响；利用随机森林模型选择交织区各车道交通流运行状态的影响变量；为提高模型精度，引入信息熵衡量k-prototype算法的相异性，并提出聚类效果评价指标衡量状态的有效性。结果表明：考虑天气及交通流特征的高速公路交织区各车道运行状态划分为7类最佳，分别对应《道路通行能力手册》中的各级服务水平。在恶劣天气影响下，交织区各车道服务水平均下降明显，车道1、3平均下降4个等级，车道2、4平均下降3个等级；在中度天气影响下，各车道下降2~3个服务水平。在同一服务等级下车道1、3车流运行最小速度下降范围在11.2~17.4 km·h^-1，而车道2、4在21.2~27.4 km·h^-1。研究成果可为恶劣天气影响下更精细化的交通管理以及提高高速公路交织区服务水平提供理论基础。

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终端区交通拥堵识别及其时空演化特性分析

李善梅, 王雨鑫, 雷青蕾, 宋思霓, 王超

2023, 23(6): 120-132. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.013

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空中交通拥堵识别大多依赖于空管人员的主观经验认知，而非源于空中交通拥堵演化的科学规律，从而影响拥堵识别的准确性。为提升管制员对空中交通态势把握的科学性与准确性，将交通数据与管制经验相结合，提出一套基于核密度估计和交通流基本图的空中交通流拥堵识别方法，并研究空中交通拥堵时空演化特性。考虑管制行为及航迹特点，提出基于基本图理论的空中交通流三参数识别方法，将交通流三参数指标数据和管制经验相结合，建立基于高斯核密度估计的交通流相态识别方法，采用北京终端区验证本文方法的有效性。结果表明：用于划分北京终端区交通状态的交通流相对速度阈值为6.5 km·min^-1和9.8 km·min^-1；拥堵状态下，管制员雷达引导行为较为明显，飞行时长、飞行距离和转向次数较高，呈现出较高的航迹复杂性；交通拥堵的时空分布具有较强的不均衡性，拥堵时段主要位于9:00，14:00和19:00左右，拥堵常发区域主要位于中部区域，并挖掘出不同区域易发生交通拥堵的时段。这些规律的挖掘可提高管制员对拥堵态势把握的准确性与科学性。

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基于时空认知的违章停车行为治理策略研究

林建新, 刘依妮, 朱雪超, 刘博

2023, 23(6): 133-140. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.014

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以北京市西城区广安门外地区违章停车记录数据为基础，利用时空分析方法和社会认知理论，总结停车供给、道路交通管理、驾驶人差异作为外生潜变量，提炼出停车需求、违章停车行为作为内生潜变量，并建立结构方程模型，揭示违章停车行为产生路径及各因素间的作用机理。研究结果表明：道路交通管理潜变量对违章停车行为影响最大，停车费率、寻泊时长、停车时长些观测变量对违章停车行为影响显著，效用值分别为0.83、0.70、0.70。基于此，应落实违停治理精细化、停车资源共享化、驾驶员素质教育常态化的停车管理政策，切实有效改善路内违章停车现状，为更好管理城市违章停车实现高水平停车治理提供决策依据。

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考虑潜在需求的区域共享泊位滚动时域分配研究

孙超, 尹浩为, 宋茂灿, 张鹏

2023, 23(6): 141-152. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.015

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为研究城市道路网络交通状况和停车潜在需求对区域共享泊位选择的影响，本文通过分析历史停车数据得到当日潜在停车需求，以区域共享停车场和道路网络为研究对象，构建考虑潜在需求的区域多停车场泊位动态预约与分配整数线性规划模型。模型以平台收益和用户成本两者综合收益最高为目标，在分配开始前，处理提前预约停车用户数据时考虑潜在停车需求，提前拒绝一部分周转率较差和车位利用率较低的停车预约用户，在开始分配阶段，同时考虑提前预约用户和临时预约用户，根据实时路网交通流状况进行车位滚动时域分配。通过模型评价和算例分析发现，当停车需求较大时，在实时分配预约停车用户过程中考虑潜在需求能够提高后续泊位分配收益。相比单一停车场的共享泊位分配研究，考虑潜在需求并根据路网交通状况和停车用户信息进行区域共享泊位滚动时域动态分配会使停车场收益平均提高10%，停车位利用率和拒绝率分别提高20%和降低8.5%。在考虑潜在需求的情况下，拒绝的停车用户数量和停车时长均显著影响系统收益。模型可为共享停车平台在局部存在多共享停车场和多目的地时的停车分配与管理决策提供理论参考。

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考虑空间效应的公交站点客流量影响因素分析

王伊凡, 陈学武

2023, 23(6): 153-164. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.016

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探究公交客流量影响因素有利于针对性地进行公交规划管理，本文基于南京市多源数据，从站点层面分析公交客流量的影响因素，考虑空间依赖性和空间异质性两个角度的空间效应，构建空间杜宾模型和地理加权回归模型，揭示土地利用、交通基础设施、站点属性及社会经济因素在工作日早晚高峰两个时段对公交客流量的影响。研究结果表明：从全局角度来看，公交站点客流量间存在明显的空间依赖性，并具有聚集特征，空间杜宾模型优于多元回归模型、空间误差模型及空间滞后模型；各变量在早晚高峰时段对客流量的直接效应符合通勤规律；公共服务用地强度和公交站数量的空间溢出效应最为显著，且呈现出虹吸现象。从局部角度来看，各影响因素均具有显著的空间异质性，土地利用变量的空间差异性最大；车头时距与站点客流量负相关，影响程度以南京市玄武湖区域为中心向外递减；线路条数与站点客流量正相关，影响程度由老城区向外围区域递增。

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考虑车速调控和乘车引导的公交运行优化控制策略

翁剑成, 李文杰, 林鹏飞, 邸小建, 徐立泉

2023, 23(6): 165-175. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.017

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通过有效的精准控制策略提升公交车辆的到站间隔匀整度和运行服务可靠性是改善公交服务质量，提升公交乘客出行满意度的重要途径。首先，本文考虑站点乘客上车需求波动构建公交运行模型；其次，提出基于时间偏差反馈机制的公交区间行驶速度调控策略和基于乘车选择行为模型的公交站点乘客信息引导策略；最后，以最小化乘客出行成本和车头时距偏差为目标，构建融合车速调控和乘车引导的公交运行组合优化控制策略，并设计了求解方法。以北京公交57路为例，设计4种情形的数值仿真对比实验。仿真结果表明，组合控制策略的优化效果最佳，相比于无控制策略，公交运行稳定性提升了47.70%，避免了线路的串车发生，考虑出行时间与拥挤程度的综合成本减少了18.71%。本文还比较了不同乘客收入水平和乘客引导信息服从率下策略的化效果。结果表明，随着收入水平的提升，信息引导策略对总出行成本降低效果减弱，当乘客引导信息服从率为0.7时，组合控制策略对公交运行和乘客出行的改善效果最显著。本文可以为提升公交运行可靠性和服务质量提供重要支撑。

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弹性激励下多停车场共享泊位竞价有效权分配算法

高良鹏, 郑乐, 简文良, 马新卫, 季彦婕

2023, 23(6): 176-184. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.018

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为保障弹性停车激励机制运营效益，引入排队论中的多级库存管理模式，将多个停车场的停车泊位共享过程转化为竞价有效权在不同停车场间的周转传递过程，本文提出基于Jackson网络的泊位共享竞价有效权分配算法，通过将竞价有效权在各区域停车场的路由选择决策表征为初步判定与二次调整两个阶段，推导其分配过程中有效泊位数稳态分布解及其约束条件，并以美国加州大学伯克利分校为例，探究外部停车需求演化下各子区域停车场的最优分配结果。研究表明：基于Jackson网络的竞价有效权分配算法能使不同子区域停车场在联动运营共享停车政策时，根据外部停车需求与自有共享泊位计算最优的竞价有效权分配数。若各子区域共享泊位配置充足，竞价有效权将按照需求优先级分配予中心区域的停车场，使整体泊位占有率维持在[0.65, 0.80]区间；随着泊位不断消耗，当各子区域停车场有效泊位数低于设定阈值时，竞价有效权在路由选择决策下将得到应急补充，使停车场的泊位占有率维持在[0.90, 1.00]的高位区间，实现在避免共享泊位出现过饱和状态的同时，减少停车场因空置多余泊位所支付的额外成本。

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考虑车底运用的城轨货运专列运行图与载货方案协同优化

肖雅玲, 柏赟, 陈垚, 李竹君, 温芳

2023, 23(6): 185-195. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.019

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城市轨道交通线路平峰时段客流需求相对较小、发车间隔较大，利用其富余的运输能力开展货运服务可以有效提高线路能力利用率与经济效益。本文在不调整客运列车运行图的前提下，同时采用客货共载与货运专列两种形式运输货物，研究考虑车底运用的双方向列车运行图与货物运输方案协同优化问题。以货运专列编组停站方案、时刻表、车底周转计划货物运输方案和车站所需货物仓储容量为决策变量，考虑列车运行安全、车底周转、货物运输时效等约束，构建以提高货运净收益为目标的优化模型。通过线性化方法将原模型转化为混合整数线性规划模型，利用Gurobi软件进行求解。案例分析表明，相较于先优化列车运行计划和货物运输方案再优化车底周转计划的分步优化模型，本文方法可减少上线车底运营数3列，降低约23.6%的列车运营成本，使货运净收益提高10.3%。灵敏度分析表明，相较于客运列车，提高货运专列的货运空间和装卸载效率可以更有效地提高货运收益。

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考虑换乘站客流疏解的地铁列车跳站与客流控制协同优化

王培恒, 杨立兴, 李树凯, 高自友

2023, 23(6): 196-205. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.020

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早高峰时段，各大城市地铁线路和换乘站的客流运输与疏解压力巨大。本文首先说明部分列车在换乘站跳站，可延缓换乘客流乘车过程、降低换乘站客流疏解压力。在此基础上，构建地铁单线双方向列车换乘站跳站开行与客流控制协同优化模型，极小化乘客在始发站等待延误时间和换乘延误时间。其次，对相关非线性约束进行近似线性替代，将原模型转化为线性整数规划模型。最后，以北京地铁5号线早高峰为背景设计数值实验，使用优化求解器CPLEX调用分支定界算法求解模型，验证了模型的实际优化效果。实验结果表明，相较于列车站站停和既有客流控制，优化所得方案在14 min内使得列车运载的乘客增加了2954人，并使乘客在站外延误时间、换乘延误时间和总延误时间分别降低了58.9%、16.9%和41.6%。

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建成环境对轨道交通站点客流量与通勤乘车率影响的差异化分析

庞磊, 任利剑, 运迎霞

2023, 23(6): 206-214. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.021

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建成环境与轨道交通出行特征之间联系密切，然而既有研究主要致力于探究建成环境对轨道交通站点客流量的影响，较少对站点通勤乘车率进行分析。站点客流量体现了轨道交通的运输强度，而站点通勤乘车率体现了轨道交通的分担能力，两者对于轨道交通客流运营效益都有重要影响。本文基于轨道交通智能刷卡数据与手机信令数据提出测度站点通勤乘车率的方法，采用多尺度地理加权回归模型(MGWR)探究并对比建成环境对站点客流量与通勤乘车率影响的差异。针对天津的研究案例表明：轨道交通站点客流量由城市中心向外围地区呈递减式空间分布，而通勤乘车率则由城市中心向外围地区呈递增式空间分布；影响站点客流量与通勤乘车率的建成环境因素既存在显著差异性又具有相似性，其中站点距公交站点平均距离是影响两者的全局变量且有显著负向作用；建成环境局部影响变量对站点客流量与通勤乘车率的作用强度及方向存在空间异质性。建成环境对站点客流量与通勤乘车率影响的差异说明：针对这两项不同的客流特征指标，不仅要考虑建成环境因素对其作用的种类差异，还要考虑建成环境局部影响变量对其空间效应的差异；在未来规划中应采取分类协同配置、分区划级干预的差异化策略，统筹激活建成环境因素的异质效应以综合提升站点客流运营效益。

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重载铁路智慧港口站作业计划综合优化模型及算法研究

吴艺迪, 何世伟, 周汉

2023, 23(6): 215-226. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.022

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为提升港口站调度智能化水平，本文在研究重载铁路港口站作业组织的基础上，分析本务机担当调机运用模式下不同卸车系统的调车作业方案，以列车分解计划、卸车计划、调车作业计划及列车组合计划为核心刻画不同类型重载列车在站作业全流程。考虑港口站卸车作业能力和卸后空车返程排空效率，以车辆在站停留时间最少为目标函数，构建重载铁路港口站作业计划综合优化的混合整数线性规划模型，采用带有启发式策略的微进化与自适应邻域搜索相结合的混合算法。以某重载铁路港口站为例进行分析，结果表明，得到的设备协同调度方案中未出现空闲等待时间，出发列车配流方案中，前7列均满足最大空车编成辆数；对比不同调车作业方案，本务机担当调机运用模式可为港口站减少5台调车机；所提算法相比Gurobi求解器，在求解时间上节省97.32%，与最优下界值间隔缩小0.06%。

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轨道交通站点聚类及其对客流预测的影响分析

户佐安, 邓锦程, 杨江浩, 赵妍

2023, 23(6): 227-238. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.023

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城市轨道交通站点受多层面因素交互作用而反映出异质性，为实现站点精细化分类，本文统筹考虑地铁刷卡数据、兴趣点数据和地铁网络数据，提取客流、土地利用和网络性质等特征，其中，客流层面考虑工作日、周末和节假日等不同日期类型下客流状态，土地利用层面考虑站点辐射区用地强度和均衡性，网络层面考虑节点自身特性和影响能力。构建基于主成分分析与K-means++算法的聚类模型，综合聚类评价指标确定簇数，辨析不同类型站点多维度特性，结合站区土地利用和站点网络特征探讨对出行活动的影响，并设计簇内联合预测和整体联合预测策略，采用3种多元时序预测方法探究站点聚类对预测性能的影响。研究结果表明：考虑全部客流特征时，划分为10簇，考虑工作日进站客流特征时，划分为5簇，充分挖掘客流时变特征能够获得更加精细化的聚类结果；各簇站点客流分布特征与其土地利用及网络特征间存在一定的反馈关系；相比于整体联合预测，通过聚类联合相关性强的站点进行预测，以间接捕获空间相关性的方式能有效提升预测性能，各模型均方根误差平均降低9.04%，平均绝对误差平均降低4.94%。研究结果为站点精细化管理和站区设施建设规划提供依据。

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考虑工作量平衡的餐饮垃圾多行程收运路线优化

张燕, 李子鑫, 刘进平

2023, 23(6): 239-249. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.024

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城市餐饮垃圾的收运成本居高不下，严重阻碍了垃圾分类的推进。本文首先根据餐饮垃圾的产生及收运特点，划分不同的收运时段和频率，以均衡各个时段的收运量。其次，将城市餐饮垃圾的收运问题建模为带有时间窗的多行程车辆路径问题，并考虑驾驶员的工作量平衡约束。对于小规模问题，通过求解所建立的混合整数规划模型得到问题的最优解；对于大规模问题，针对多车多行程的问题特点，设计三维矩阵编码，提出混合自适应大邻域搜索算法。通过不同规模的算例验证了模型的正确性和算法的有效性。算例结果表明，增加不超过2%的收运成本能大幅度提高驾驶员之间的工作量平衡性。最后，采用大连市中山区的实例将本文所提算法与实际应用的优化算法进行比较发现，当使用不同的收运频率并考虑工作量平衡及城市路网的交通拥堵情况时，采用本文所提出的算法能降低14.3%的收运成本，减少12.7%的碳排放量，同时，将驾驶员之间的工作平衡性提升57.3%。

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低碳视角下城乡区域混合车队生鲜配送路径问题研究

宋丽英, 赵世超, 卞骞, 杜鹏, 沈鹏举

2023, 23(6): 250-261. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.025

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随着物流行业绿色化转型加快，越来越多的物流企业使用由燃油冷藏车和电动冷藏车组成的混合车队来完成生鲜配送。本文综合考虑环境效益、企业效益、客户满意度、生鲜产品特点等因素，建立燃油车辆与电动车辆混合车队生鲜配送路径优化模型，并选取城市与农村两种不同客户分布类型的区域作为算例分析。结果表明，相比于纯燃油车队与纯电动车队，混合车队可为城市地区的生鲜配送节省32.9%~39.4%的总成本，为农村地区节省12.1%~21.4%的总成本，且合理的配送中心位置和充电桩布局方案能为企业、客户与环境带来更优的效益。本文为物流企业根据配送区域特点制定合理的车队配置及路径方案，为政府进行末端冷链配送中心选址与电动冷藏车充电设施布局提供了理论参考，进一步促进了冷链物流绿色转型。

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托盘装载约束下带时间窗的配送车辆路径优化研究

刘永, 岳志城, 王勇

2023, 23(6): 262-273. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.026

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针对快递码放混乱等问题，本文引入可调节支撑结构高度的托盘作为装卸载体进行配送服务。首先，设计基于“砌墙”理论的托盘装载模式，提出托盘三维装载约束下配送车辆路径优化方案；其次，将装卸效率代入配送时间成本，构建平均车辆装载率最高和总成本最低的双目标优化模型；然后，结合托盘三维装载约束下配送车辆路径优化方案，设计托盘装载路径算法(Three-Dimensional Routing with Pallet, 3DRP)，并利用 LN(LOH & NEE) 三维装载算例进行验证，得到68.2%的装载率，验证了其在快递配送问题中的有效性；最后，本文对重庆市某快递公司的配送数据进行实例验证，方案最终结果显示，本文方法可以做到平均车辆装载率83.02%，且部分路径可以做到0时间惩罚成本。通过本文方案与传统三维装载方案的对比分析可知，将托盘作为载体进行快递三维装箱的优化可以兼顾车辆高装载率，并节约97.5%的时间惩罚成本，提高车辆利用率。

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考虑风浪影响下的船舶节能航线优化

计明军, 胡寒霖, 高振迪, 方婉薇

2023, 23(6): 274-283. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.027

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随着世界能源危机的加剧，节能减排已成为当今时代的重要课题。原油贸易对国民经济的发展至关重要，航运是原油的主要运输方式。其中，VLCC船(Very Large Crude Carrier)应用广泛，但VLCC船体型庞大，容易受到以风浪为首的气象条件影响。本文考虑气象环境、安全转角、时间约束和避障等因素限制，以总油耗最小为目标，构建两种VLCC节能航线优化模型，并设计基于人工势场原理的改进蚁群算法进行求解。通过算例实验发现，本文提出的方法能有效降低油耗。此外，通过对比不同预计到达时间约束下的油耗发现，放宽船舶预计到达时间可以有效降低油耗，但当船舶预计到达时间放宽到一定程度时，油耗降低程度较小。因此，在实际的营运过程中，船公司需要基于实际场景，并权衡船舶油耗和预计到达时间制定方案，以实现节能减排的目标。

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不同情境下乘员对车辆运动参数的晕车敏感性研究

马利, 付锐, 孙秦豫, 郭应时, 王畅, 袁伟

2023, 23(6): 284-295. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.028

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晕车是一种常见的由车辆运动引起的病症，严重影响乘车体验。由于现有车辆控制方法很难做到完全避免晕车，且晕车等级随暴露时间而增加，并受不同情景的影响，故乘员晕车状态变化对应的车辆运动参数阈值(晕车阈值)需要进一步研究。本文聚焦于探究不同情景下晕车阈值的变化规律，即晕车敏感性。首先，设计4类情境下(不同晕车易感性和有无非驾驶任务)的实车乘坐；其次，分析4类情境下晕车等级的变化规律；然后，分别以4种运动工况下的加速度和加加速度作为分析对象，利用单因素方差和统计方法，将相同情景和不同晕车等级下的晕车阈值变化规律(横向敏感性)进行横向对比，将不同情景和相同晕车等级下的晕车阈值变化规律进行纵向对比(纵向敏感性)。结果表明，晕车等级随暴露时间而增加，并且4类情境下的晕车等级存在差异，高晕车易感性被试具有横向敏感性，低晕车易感性被试不具有横向晕车易感性；纵向敏感性一般只在中度晕车等级下成立。研究结论丰富了晕车等级与晕车阈值的关系，可为传统驾驶和自动驾驶减少晕车的控制策略提供参考依据。

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基于手机信令数据的城市区域居民出行OD预测模型

胡宝雨, 刘学

2023, 23(6): 296-306. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.029

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为揭示城市区域居民出行规律和OD产生原理，基于手机信令数据探索城市区域居民出行目的地选择机制，考虑人口数量和POI数量两类数据建立一个地点机会选择(POS)模型。利用联通智慧足迹平台获取得到哈尔滨市居民手机信令出行数据，从交通小区和交通中区两个尺度，对哈尔滨市市二环、三环、四环不同范围展开实例研究。结果表明：地点机会选择模型预测结果在吸引能力和出行距离分布中基本符合实际数据规律，从交通小区和中区两个尺度上看，该模型预测精度分别能够达到 67%~72%、75%~83%，较机会优先选择模型预测精度分别提高了 13%~18%、9%~20%，较辐射模型预测精度分别提高了57%~60%、55%~60%。本文所提出模型的优越性在于模型简单且无待定参数，输入数据较容易获取，具有较高的预测精度，能够为城市交通规划提供理论参考。

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基于智能刷卡数据的乘客上车站点估计研究

高万晨, 路世昌, 李丹

2023, 23(6): 307-318. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2023.06.030

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针对城市公交自动收费系统中缺少乘客上车站点的问题，本文首先设计两阶段、改进K近邻和改进模糊C均值聚类这3种估计算法，并将估计结果与传统的时间窗算法进行对比；其次，采用熵率方法确定不同算法估计乘客上车站点的准确率；最后，以珠海市18路公交的智能刷卡数据为例，验证所提出算法的有效性。研究结果表明，3种算法均能实现所有乘客上车站点的全部匹配，与传统的时间窗算法相比，匹配率高约36.3%。就3个维度样本数据的平均熵率而言，乘客上车站点估计的准确率从高到低分别为两阶段算法，改进K近邻算法，改进模糊C均值聚类算法；两阶段算法与改进 K 近邻算法准确率相差不大，选择熵率最小的算法确定乘客最终的上车站点。本文研究方法可以应用于城市公交系统。

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