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    综合交通运输体系
    考虑时间不确定的东北亚—欧洲多式联运路径优化
    王清斌, 梁瑛昊, 郑建风
    2026, 26(2): 1-10.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.001
    摘要 ( )   PDF(1735KB) ( )  
    东北亚与欧洲经贸往来密切,中欧班列的快速发展为两地提供了除海运外的陆路运输新选择,两区域之间多式联运网络发展迅速,路径选择日益多样化。针对东北亚—欧洲多式联运网络中存在的中转时间和铁路口岸停留时间不确定性问题,本文以总成本、总时间和总碳排放最小化为目标,构建多目标路径优化模型。利用梯形模糊数刻画中转时间和铁路口岸停留时间的不确定性,通过模糊机会约束规划对模型进行去模糊化。对此,设计了适用于本问题的非支配排序遗传算法(NSGA-II),并以釜山—汉堡的集装箱运输为实例进行验证。结果表明,优化所得的路径方案能够很好地兼顾成本、时间和碳排放;对海运运价的灵敏度分析显示,当海运运价上涨超过特定阈值时,多式联运经营人对海铁联运的偏好程度将显著提升;随着时间置信水平的提高,最优路径将从海铁联运转变为全程海运运输。本文为跨境物流企业应对多式联运路径决策中的不确定性提供了参考。
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    数据与决策协同的长江航运多式联运优化研究
    王静, 雷德明, 翟静, 陈淑楣, 刘林凡
    2026, 26(2): 11-23.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.002
    摘要 ( )   PDF(2204KB) ( )  
    对长江航运多式联运系统开展协同优化研究,有助于提升航运效率,实现降本增效与低碳发展。本文针对长江航运多源数据质量差与动态决策难的问题,构建融合混合数据预处理与强化学习的两阶段协同优化框架。首先,依据小样本趋势、序列性和统计性数据特征,分别采用灰色预测、插值与均值填补方法进行针对性治理,为后续决策提供高质量输入;进而,基于预处理后的数据,建立以强化学习为核心的动态决策模型,通过12维状态空间与复合奖励函数,实现对路径与方式组合的实时智能优化。基于2019—2024年长江干线实际数据的验证结果显示,该框架相较传统方法,实现社会物流总成本降低16.8%,碳减排成本节约20.16亿元,且收敛更快。实验结果可为在复杂数据环境下,提升长江航运系统效能提供可靠的决策支持。
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    面向电煤保供的采购成本与铁水联运协同优化方法
    黄兆察, 蒋林桥, 王志美, 陈军华, 张星臣
    2026, 26(2): 24-34.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.003
    摘要 ( )   PDF(2029KB) ( )  
    为应对电煤保供中燃煤日耗需求波动与铁水联运网络结构失效的双重不确定性,本文构建一个涵盖采购、运输和库存全过程的协同优化模型,实现价格、运力和库存安全的综合平衡。模型引入价格时变特征,需求随机波动与港口失效概率,定量描述采购结构与运输韧性之间的动态耦合关系。针对模型的高维随机性与整数复杂性,设计基于场景分解的整数BranchandBendersCut(IB&BC)算法,提高大规模随机规划的求解效率与稳定性。算例以国家能源集团沿海煤炭供应网络为背景,验证了模型在不同港口失效及需求扰动场景下,均能获得可行最优方案。研究表明:在重点装港完全失效情形下,总成本上升1.2%,库存成本增幅2.8%;受泊位物理约束的离散性影响,一方面系统对风险参数的响应呈“阶梯状”特征,在特定区间内,系统成本不因风险参数变化而改变;另一方面,在节点失效场景下需求波动强度与港口失效叠加,会放大对物流成本的影响,总成本较基准场景上升15.5%。
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    考虑船舶到港延误的班列时刻表优化
    赵媛, 石柏松, 王丹
    2026, 26(2): 35-46.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.004
    摘要 ( )   PDF(2241KB) ( )  
    为提升海铁联运体系中班轮与班列的协同效率,针对现有研究在班列-船舶衔接优化中对不确定因素考虑不足的问题,本文提出一种考虑船舶到港延误的班列时刻表优化方法。根据历史船舶到港延误数据拟合其概率分布,采用蒙特卡洛模拟从该分布抽样生成场景集合,在此基础上,构建以直取班列数量最大为第一优先目标,集装箱在港等待时间最小为第二优先目标和时刻表调整量最小为第三优先目标的混合整数规划模型,并运用分层序列法进行求解。以盐田港为例,验证模型。研究结果表明:该优化方法能有效应对船期扰动,显著提升班列-船舶衔接效率,其优化结果与稳定性均优于原时刻表和基于固定船期的确定性优化方法,相较于原时刻表和确定性优化策略,车船直取成功率分别提升约39.3%和16.8%,集装箱在港等待时间下降约83.1%和20.2%。研究成果揭示了增加班列时刻表弹性对抵御船期风险的重要性,为集装箱海铁联运协同调度提供理论依据,对推动“班列+班轮”铁水联运快线网络建设具有积极意义。
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    不确定扰动下的区域道路交通网络韧性演化及提升方法研究
    王笑蓉, 李引珍, 孙颖杰, 县勇, 李雯, 巨玉祥
    2026, 26(2): 47-59.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.005
    摘要 ( )   PDF(3240KB) ( )  
    本文研究区域道路交通网络在不确定扰动情形下的韧性演化规律与提升方法问题。由于区域道路交通流量具有时变性,在考虑网络拓扑结构的同时,将通行能力实时利用率作为影响网络韧性的重要因素,构建区域道路交通加权网络模型,并以准备度、抗干扰度、适应度与可恢复度4个动态韧性指标作为度量网络韧性的优化指标,在此基础上,构建基于不确定概率性风险的多目标双层规划模型;最后,设计基于动态仿真与并行计算的改进非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmII,NSGA-II)进行求解。以甘肃省区域骨干道路网络为例,仿真区域性协同失效的灾难情景,分析投资成本与交通网络韧性的演化规律:提升网络韧性的扩容投资方案呈现阶段式负斜率凹函数形态,投资边际具有递减规律,应依据预算规模分阶段地实施差异化投资决策,并通过具体提升方案验证此规律。进一步,分析基础恢复速率的灵敏度可知,在不同等级扰动强度和持续扰动时间下,扩容投资与恢复能力呈非线性耦合特征,并提出针对性决策建议:低恢复速率网络应优先投资应急管理,基础恢复速率0.10~0.15区间是投资回报率最高阶段,可将管理手段与工程建设共同投入,达到效益最大化;高恢复速率网络可通过道路补强优化提升韧性,该演化规律及决策建议对应急资源调配与设施投资的协同优化有借鉴意义。
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    响应式公交-货车相协同的农村寄递物流选址-路径优化
    孙文杰, 张锦, 李国旗
    2026, 26(2): 60-71.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.006
    摘要 ( )   PDF(2028KB) ( )  
    针对山区/偏远农村地区预约响应式客货一体化服务易出现的运营成本高和运输资源错配等问题,本文提出一种融合响应式公交-货车协同配送与送提一体的集成模式。据此,构建以设施车辆使用成本、运输成本、自提成本以及客运服务延迟惩罚成本之和最小化为目标的两层选址-路径模型,并根据模型特征设计一种结合两阶段、输入排序、热启动和有效不等式等策略的加强Benders分解(Benders Decomposition,BD)算法。以四川省某乡镇为案例进行模型和算法的有效性验证,结果表明:客货协同与送提一体的服务模式更具规模效益,其总成本分别较送货到村模式和货车独立配送模式降低了31.33%和9.54%。加强BD算法具有较好的求解速度和质量,能够在80s内生成案例最优解。敏感性分析发现,自提点覆盖半径和固定成本的降低有利于提高自提点可达性;自提点选址结果具有稳定性,受乘车需求覆盖范围影响较小。
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    城市暴雨内涝下考虑地铁联合疏散的公交应急路线优化
    阎桑慧宇, 马瑞, 李健
    2026, 26(2): 72-80.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.007
    摘要 ( )   PDF(3020KB) ( )  
    气候变化导致城市暴雨内涝频发,引发道路积水,公交绕行、跳站或停运,对居民活动出行带来严重影响。本文针对强降雨导致的公交运营中断问题,提出一种考虑地铁-公交协同疏散的行程时间鲁棒优化建模方法,该方法基于路线行程时间预算不确定性集进行刻画。首先,基于多源数据构建了考虑多重因素的公交速度数据集;其次,利用基于循环结构的时序变分自编码器结合k-中心点聚类方法,得到有限个具有代表性的速度场景,并将速度场景结合路线长度转化为行程时间场景,对不确定性集合进行刻画;最后,构建基于路线预算不确定性的鲁棒优化模型,并将模型重构为线性模型。研究结果表明,在应急响应中引入地铁-公交协同可显著缩短乘客出行时间,与传统公交绕行策略相比,协同方案可节省约15%~20%的出行时间降幅;相较于公交区间运行策略,降幅进一步扩大至约50%~60%。所构建的基于路线的预算不确定性集合可有效反映路段尺度的暴雨扰动特征,其中,中等预算水平能在鲁棒性与成本之间取得较优平衡。本文提出的方法可为城市暴雨内涝下公交紧急疏散方案提供辅助决策支持。
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    智能交通系统与信息技术
    智能网联无车道线城市道路内边界与交通信号协同控制
    王亦兵, 陈安妮, PAPAGEORGIOU Markos, 余宏鑫, 郭静秋, 章立辉
    2026, 26(2): 81-90.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.008
    摘要 ( )   PDF(2302KB) ( )  
    针对智能网联无车道交通模式下的城市路网道路资源配置和交通效率优化问题,本文提出道路内边界控制(Internal Boundary Control, IBC)的概念,研究IBC以及IBC与交通信号配时的协同优化,实现路网双向道路空间资源和双向交通需求的动态适配。基于交通流存储转发模型,考虑路段双向交通流的IBC以及交叉口直行与左转交通流的IBC,结合路权延时转化约束,探索内边界和交通信号的协同控制,并将其表征为二次约束二次规划问题予以求解。对比分析信号配时优化、IBC、IBC与信号控制协同优化这3种控制策略。仿真研究表明,IBC能够动态调控道路空间资源分配,有效应对双向交通需求的失衡;信号配时优化更长于处理路口冲突交通流的需求失衡问题;IBC与信号控制的协同优化可以充分发挥两种控制手段的优势,进一步提升道路资源利用率,显著改善交通效率。针对考察路网,相较于信号配时优化,IBC、IBC和信号控制协同优化可将路网总延误分别减少42%和95%。
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    世界模型协同强化学习的感潮河段船舶自主航行决策方法
    翁金贤, 丁海峰, 刘文, 石坤, 倪宝龙
    2026, 26(2): 91-101.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.009
    摘要 ( )   PDF(2784KB) ( )  
    针对传统强化学习方法在船舶自主航行决策中存在环境演化建模缺失与决策短视的问题,本文提出一种世界模型(WorldModel,WM)协同强化学习(Reinforcement Learning, RL)的船舶自主航行决策方法。首先,构建RL智能体作为决策主体生成船舶候选动作。其次,基于递归状态空间模型(Recurrent State Space Model, RSSM)构建WM,利用编码器将高维观测映射至潜在空间,结合水动力流场与船舶交互环境进行时序特征提取与环境演化建模。最后,针对传统RL策略的决策短视问题,构建基于群组风险的梯度投影模块,利用WM的前视推演能力对RL候选动作进行安全性校验,通过求解约束优化问题将高风险动作映射至安全可行域,实现对潜在RL高风险决策的动态修正。以上海黄浦江典型感潮河段为例进行闭环实验,结果表明:本文决策方法在多项评估指标上均优于其他模型,相较于传统RL方法,所提方法将高风险群组出现频次由3.2次·航程-1降低至0.8次·航程-1,时间偏差率由8.15%优化至5.56%,且舵角角速度标准差由5.2(°)·s-1降至3.2 (°)·s-1。此外,消融实验表明,相比原方法,引入投影模块后高风险群组出现频次降低52.11%,时间偏差率由6.20%优化至4.32%,舵角角速度与纵向加速度标准差分别从4.21(°)·s-1和0.23 m·s-2降低至2.75 (°)·s-1和0.18 m·s-2
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    动态引导与语音对高速收费站前车辆主线换道行为的影响
    向往, 唐司杨, 王云, 薛晴婉
    2026, 26(2): 102-112.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.010
    摘要 ( )   PDF(2444KB) ( )  
    针对电子不停车收费(Electronic Toll Collection, ETC)车辆数量增加后高速公路收费站通道配置变化引发的驾驶员行为适应性问题,本文将需要换道的人工收费车辆作为引导对象,提出基于可变信息标志(Variable Message Sign, VMS)和语音提示的动态引导优化方法,旨在帮助驾驶员提前获知目标通道方向并尽早平稳换至合适车道进入收费广场。在驾驶模拟实验中设计静态引导(Static Guidance,SG)、VMS引导(Variable Message guidance, VM)和“VMS+语音”联合引导(Voice & Variable Message guidance, VVM)这3种引导方案,并测试不同交通流量下的引导效果。实验结果表明,首先,VMS动态引导可缩短换道反应时间17.09%,“VMS+语音”联合引导可缩短换道反应时间24.91%;其次,车流密度并不影响引导方案间呈现的优化效果趋势,但高流量下换道反应时间延长19.56%,平均速度降低10.29%,换道持续距离缩短15.25%;最后,与男性驾驶员相比,女性驾驶员换道平均速度慢7.48%,换道持续距离显著缩短30.58%。研究结果表明,在有条件的地方设置动态引导对于减少收费广场的车辆流线交叉,以及提升通行效率和驾驶安全有积极作用。
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    城轨车站进站大客流自适应预警智能体研究
    宋绪扬, 刘方达, 庞文丰, 王芳盛, 万怀宇
    2026, 26(2): 113-124.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.011
    摘要 ( )   PDF(1842KB) ( )  
    针对城市轨道交通进站大客流预警中阈值固化、响应滞后及适配性不足等问题,本文提出一种融合大语言模型(LLM)的自适应预警智能体方法。该方法构建“离线聚类-实时预警-LLM自适应修正”技术框架:首先,采用“层次聚类预处理+k-means优化”两阶段算法挖掘历史客流规律,生成包含日期类型和峰值特征等信息的典型客流模式库;其次,基于模式匹配,计算客流极值、变化率和累积量3类异常指标,利用四分位距法动态确定各模式下的预警阈值,并划分3级预警等级;最后,引入LLM构建自适应预警智能体框架,基于RAG(检索增强生成)技术实现预警参数的自然语言交互式优化与动态修正。以青岛地铁五四广场站373d进站客流数据为样本的实证表明:系统成功识别5类典型客流模式,并在五一假期某日高客流场景中,将原本可能触发的24次预警降低为7次有效预警,显著降低误报率;同时,案例通过语言指令支持参数调整和预警灵敏度变化,实现28.6%的预警覆盖率提升。本方法实现预警阈值与客流模式的动态绑定,融合LLM的自适应优化能力与自然语言交互优势,有效解决传统预警的滞后性与适配性问题。
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    网联自动驾驶车辆专用车道动态宏微观协同部署方法
    谷远利, 宇泓儒, 陈龙, 邓社军, 陆文琦
    2026, 26(2): 125-136.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.012
    摘要 ( )   PDF(3004KB) ( )  
    针对当前混合交通环境下网联自动驾驶汽车专用车道(Connected and Automated Vehicle Lane,CAVL)部署适应性差、宏微观决策割裂与实时响应能力不足等问题,本文提出一种融合渗流理论与多智能体深度强化学习的动态宏微观协同控制(Dynamic Macro-Micro Collaborative Deployment, DMMCD)方法。宏观层面,基于路网实时交通流状态动态更新渗流阈值,聚合高渗透率路段形成CAVL骨干网络,确保混行路网拓扑结构的连通性;微观层面,构建基于多智能体深度Q网络(Multi-AgentDeepQ-Network,MADQN)的分布式训练框架,通过多目标奖励机制优化车道级CAVL部署策略。渗流层通过动作空间宏观骨架强约束,使宏观策略直接引导微观决策;微观层依托端到端模型,实现对实时交通流的动态响应;车道级交通状态再反馈至宏观层,驱动骨干网络迭代更新,实现宏微观决策的耦合联动。最后,基于7×7的双向4车道拓扑路网进行仿真验证。结果表明:在CAV渗透率为0.1~0.9范围内,本文方法平均出行时间较分层人工蜂群算法与无专用车道方案分别降低6.77%和28.15%,平均行驶速度提升9.18%和23.94%,系统CO2排放量降低11.35%以上;当CAV渗透率超过0.5时,本文方法优势进一步扩大,出行时间降幅可达31.12%以上。此外,本文智能体单次策略生成时间仅0.12ms,能够满足实时CAVL管控需求。相关成果能够为城市路网环境下的CAVL动态部署提供理论指导。
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    融合双注意力机制的快速路协同深度强化学习方法
    孙健, 纪裕伟, 于珂伟, 李子豪, 赵昱霖
    2026, 26(2): 137-147.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.013
    摘要 ( )   PDF(3049KB) ( )  
    城市快速路匝道合流区是交通瓶颈频发区域,而网联自动驾驶车辆与人工驾驶车辆构成的混合交通流为交通控制带来新挑战。本文旨在提出一种兼顾匝道排队溢出影响的混合交通流可变限速控制方法,以缓解拥堵并增强交通流稳定性。研究将合流区协同优化控制问题抽象为马尔可夫决策过程,提出双深度Q网络和双注意力机制(Convolutional Block Attention Module, CBAM)的集成方法DDQN-CBAM:构建含匝道排队长度和合流区密度等多维度核心参数与网格化特征的扩展状态空间,引入CBAM双注意力机制强化关键特征提取,设计融合通行效率和排队控制等多目标的奖励函数,并结合优先经验回放和渐进式车流输入等策略优化训练。以徐州北三环快速路为实例,在仿真平台(SUMO)进行仿真验证。实验结果表明,该方法较传统控制策略,总行程时间减少26.49%,总行驶距离提升35.95%,交通流量标准差降低超22.5%,小时控制频率与速度调整率分别稳定在10次和0.14左右。本文提出的方法兼具工程适用性与鲁棒性,为城市快速路匝道合流区交通控制提供可靠支撑。
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    多机协同定检智能排班优化方法研究
    胡小兵, 那容菲, 李航
    2026, 26(2): 148-158.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.014
    摘要 ( )   PDF(4982KB) ( )  
    针对多架飞机协同定检排班优化问题,为减少飞机停场时间,实现资源合理分配,本文提出一种基于启发式策略的优化算法。考虑复杂约束条件限制,建立一个多机协同定检排班问题的数学模型,设定最小化资源使用量期望值与实际值的差值,并引入飞机优先级的加权值作为目标优化函数。该算法在共享资源池中基于遗传算法,结合多机定检维修任务的特点,在构建初始种群、染色体编码、种群选择、交叉、变异操作方面进行定制化设计,以期得到优化调度排班结果。选取3架B737-800飞机真实的C检数据作为实验对象,对不同方法下的多机协同定检排班优化进行模拟仿真实验和对比分析。实验结果表明,在共享资源池中用遗传算法对多机协同定检排班能够显著优化各类维修人员的资源使用量。相较于人工手动排班方法,所提算法的方差减少率均在76.43%以上,关键定检阶段工期从11d缩短至9d。
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    系统工程理论与方法
    考虑区域内可变车道与公交接驳的大型活动疏散优化模型
    田琼, 王铭阳
    2026, 26(2): 159-168.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.015
    摘要 ( )   PDF(2690KB) ( )  
    针对城市中常见的大型活动散场引发的大规模客流疏散效率低下、成本高的难题,本文提出考虑区域内可变车道与公交接驳的双层优化多模式疏散模型,以实现路网供给与运力分配的一体化决策。模型上层以最小化加权疏散时间为目标,融合车队配置、车道分配、车道反转和交叉消除的多重可变车道策略,采用人工蜂群算法进行优化;下层基于上层优化的路网条件,以最小化总运营成本为目标,考虑接驳公交线路派出,线路连接关系,待输运乘客需求量动态变化,采用遗传算法进行优化。本文以在国家体育场举办演唱会为实例验证模型和算法的有效性。结果表明:与初始方案相比,本文模型进行双层优化所得最终方案,可变车道区域的加权平均疏散时间减少30.63min,总成本下降268.41万元,极大提高了疏散效率,降低了公交运营、公交乘客和私家车乘客总成本。本文验证了可变车道与公交接驳协同优化在应对大型活动疏散中的有效性与经济性。
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    可持续航空燃料与机型和航线三维耦合优化方法
    李艳华, 王越超, 任广建, 王涛, 祁嘉仪
    2026, 26(2): 169-179.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.016
    摘要 ( )   PDF(2965KB) ( )  
    可持续航空燃料(Sustainable Aviation Fuel, SAF)具有显著减排潜力,但面临成本高昂和产量有限的现实难题。为提高航司使用SAF的效益,本文提出SAF、航线与机型的三维耦合优化方法,综合考虑机型燃油效率,航线成本以及碳排放层面的差异,以航空公司直接运营成本与碳排放量最小为目标建立SAF差异化配比优化模型。针对目标和约束的双线性特征,采用三阶段线性化策略实现模型重构,并设计结合ε约束的丹齐格-沃尔夫(Dantzig-Wolfe,DW)分解算法求解模型。最后,选取中国前5大航空公司、40个干线机场网络及10种主力机型为案例,结合24万条航迹数据,展开实例验证。结果表明,结合ε-约束的DW分解算法在求解效率和精度上均优于Gurobi直接求解。在较低减排水平下,SAF被集中配置于新一代窄体机的中程航线中,占使用总量的76.1%,此时,整体减排效益最佳。随减排量增加,宽体机在长航程上的配比逐步提升,SAF使用占比从7.3%提升至27.1%。这种差异化SAF配比方法较统一配比模式降低了碳排放约3.0%~4.8%。航线特征、航班规模与机型结构共同影响机场和航司最佳SAF配比和减排贡献。灵敏度分析表明,SAF供应量的增加以及SAF价格的降低将进一步提升SAF差异化配比方法的减排效益。本文为航空公司如何科学调控SAF掺混比例和提升减排效益提供了定量参考。
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    天气影响心理感知时间的出行选择行为研究
    于江霞, 祝思岳, 王欣彤, 罗太波
    2026, 26(2): 180-191.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.017
    摘要 ( )   PDF(1376KB) ( )  
    天气条件作为外部环境的关键要素,显著塑造出行者的主观时间感知并影响其出行决策行为。为捕捉不同天气下出行者的心理感知时间差异,本文拓展传统离散选择模型,通过放松理性人假设,将天气因素引入广义出行成本框架,提出涵盖接入、候车、在途和终端4个阶段的感知时间函数,通过户外走行感知系数与客流拥挤指数,量化天气影响步行舒适性与车内拥挤程度所引发的主观时间感知变化,构建基于累积前景理论的出行选择模型。本文以西安市通勤行为为实证背景,采用遗传算法对模型参数进行标定,将出行者划分为“高社会经济地位家庭型”“低社会经济地位流动型”两类人群。结果表明,基于累积前景理论的出行选择模型准确性更优,可以更细致地刻画不同天气下不同人群的决策选择机理;高社会经济地位人群在恶劣天气下损失厌恶系数显著升高,表现出强烈的损失规避倾向;在重度污染天气下,其风险偏好系数异常升高,反映出因健康关切而驱动的“责任型冒险”行为。低社会经济地位人群则在多数天气条件下保持较高的损失敏感度,呈现“经济驱动型”决策特征;在重度污染天气下,其风险偏好显著降低,决策权重系数急剧升高,显示出对健康风险的高度警觉与理性评估能力。
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    列车延误下城市轨道交通路网客流动态诱导研究
    何洁, 郭建媛, 王子瑜, 秦勇, 王若愚, 贾利民
    2026, 26(2): 192-202.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.018
    摘要 ( )   PDF(3084KB) ( )  
    在大规模路网中,列车延误会造成大量乘客出行滞留拥堵,通过信息诱导进行客流疏解是必要的手段。但因为受影响乘客数量庞大且行程多样,如何通过有效诱导提升出行效率并缓解路网拥堵,是一个极具挑战性的问题。为此,本文构建以最小化乘客平均等待时间与路网客流分布非均衡度为目标的客流动态诱导模型。该模型在常规约束基础上,融合随机后悔最小化和随机效用最大化理论,建立诱导信息影响下的路径选择约束。针对所提出的高维变量复杂约束模型,设计一种多目标异步并行鲸鱼优化算法(NFM_WOA),并将模型与算法应用于北京市城市轨道交通路网的实际列车延误场景进行案例分析。结果表明,通过本文提出方法对受影响的77826对OD(Origin-Destination)进行分时段动态诱导,受影响乘客平均等待时间降低12.107%,路网客流分布非均衡度优化8.582%,高满载率区间数量占比下降39.19%,有效验证了所提方法在列车延误场景下的客流诱导效能;同时,本文提出的NFM_WOA算法相较传统鲸鱼优化算法求解耗时减少94.02%,显著提升其在列车延误场景下大规模变量求解的效率。
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    城市道路交叉口人车冲突极值模型与风险评估
    张文会, 吕家乐, 陈德启, 孟凤威
    2026, 26(2): 203-211.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.019
    摘要 ( )   PDF(2166KB) ( )  
    为探究城市信号交叉口人车冲突的形成机制,并评估碰撞风险,以后侵入时间(PET)作为冲突替代指标,构建基于贝叶斯极值理论的主动安全评估模型。本文利用实地采集的3个交叉口人车冲突数据,采用广义帕累托分布对PET尾部进行建模,并在道路结构与交通参与者行为特征中选用机动车道数量、人车之间最小间距、行人速度、机动车速度与过街行人数量作为协变量连接尺度参数,实现对冲突极值非稳定性和异质性的捕捉。分别构建稳态模型、非稳态全模型与非稳态显著模型,采用MCMC(Markov Chain Monte Carlo)方法进行贝叶斯参数估计,并基于DIC(Deviance Information Criterion)进行模型比较。结果显示,非稳态显著模型DIC值为(1811.92),低于稳态模型(1827.68)和非稳态全模型(1817.17),拟合与预测性能最优;模型能够定量反映特征变化对应的风险水平差异,在碰撞数据稀缺的情况下实现了尾部风险分析,并提供了一种可用于主动安全评估的量化方法,为交叉口安全管理与风险干预提供科学依据。
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    考虑车场条件的城轨灵活编组多交路列车运行图优化
    鲍薪宇, 张琦 , 肖雅玲, 李涛
    2026, 26(2): 212-220.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.020
    摘要 ( )   PDF(2207KB) ( )  
    灵活编组与多交路结合的运行模式使城轨列车能够在特定时段和车站调整编组,实现运力动态优化。本文在考虑车场条件下,研究灵活编组多交路模式的列车运行图优化问题。综合考虑车站折返、列车接续和车场布局约束,以最小化系统总运营成本与乘客总等待时间为目标,根据客流需求和线路条件,灵活确定列车编组类型和折返方向、时间和次数,并同时实现列车时刻表与车底周转计划的一体化优化。本文构建的混合整数线性规划模型,可直接通过商业求解器进行求解。案例分析表明,灵活编组多交路模式能够更好地适应潮汐客流特征,有效满足客流需求,显著提升车底周转效率;相比不考虑灵活编组和不考虑多交路模式的场景,本文模式可使目标函数值分别降低39.0%和4.3%;增加车场配置有助于增强运输能力并生成更合理的列车运行计划;同时,考虑车底使用均衡性约束有助于提升计划的稳定性与连续性。上述结果表明,本文方法可为运输企业提供灵活、高效的运行计划编制决策支持。
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    基于灵活编组策略的列车时刻表与车厢分配协同优化研究
    王鑫伟, 许琰, 孙立山
    2026, 26(2): 221-231.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.021
    摘要 ( )   PDF(2243KB) ( )  
    为应对大城市地铁线路高峰时段客流时空分布不均衡引发的过饱和、乘客滞留与站台拥挤风险,本文提出一种新的列车运营策略:根据乘客出行距离(长途/短途)灵活分配并耦合车厢,在列车运行至客流较小区段时决策是否解耦。该策略将列车划分为前后两部车厢,并依据时变客流确定各部分车厢数量,实现列车运能与需求的精准匹配。同时,通过在上游站点协同控制长途乘客上车量,为下游短途乘客预留运能,提高大客流期间上下车客流交换率与列车实际载客效能,在全线范围内均衡滞留乘客并缓解繁忙车站拥挤。以最小化乘客总感知等待时间与车辆走行公里数为目标,构建灵活编组和车厢分配策略的列车时刻表与客流控制协同优化模型,并采用优化求解器Gurobi求解。结果表明:相较于固定编组且不进行车厢分配与客流控制的常规方案,本文策略下的优化方案可使总目标值减少6.93%,其中,车辆走行公里数降低9.38%;同时,优化方案能够更有效地均衡各站滞留乘客,降低聚集风险并提高列车平均满载率。进一步的参数灵敏度分析验证了滞留乘客感知等待时间系数对模型结果的显著影响,反映了控制滞留风险与节约运营成本之间的权衡。
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    基于冲突预测的混驾环境快速路合流区安全评价方法
    彭博, 辛子怡, 蔡晓禹, 雷财林, 潘旭萌
    2026, 26(2): 232-243.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.022
    摘要 ( )   PDF(2870KB) ( )  
    为缓解人工驾驶与智能网联车辆混驾环境下快速路合流区的交通冲突,提升行车安全水平与通行效率,提出基于冲突预测的安全评价方法。首先,建立面向人工驾驶车辆和智能网联车辆的微观交通流仿真模型,分析交通冲突影响要素;其次,针对人工驾驶与智能网联为主两种场景,基于冲突类型和冲突严重程度,构建相应的交通冲突预测模型和安全评价指标体系;然后,针对现有安全等级评价方法难以刻画合流区风险在临界状态的非线性突变特征的问题,通过正弦函数优化传统白化权函数,将改进后的灰色聚类法与综合集成赋权法相耦合,构建混驾环境下快速路合流区的综合安全评价方法。基于重庆市杨公桥立交合流区实例数据及74组交叉实验仿真开展验证,结果表明,各类交通冲突预测值与SUMO仿真冲突数的相对误差均值为5.24%;随着智能网联渗透率的增加,冲突总数以渗透率40%附近为界,先缓慢增长,后快速下降,由此以智能网联渗透率40%作为人工驾驶为主和智能网联车辆为主的两种混驾情景区分标准;当智能网联车辆渗透率增至40%以上时,杨公桥立交合流区的安全等级从三级和四级为主转变为以一级和二级为主,表明提升智能网联渗透率有助于提高合流区安全水平。
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    灵活编组条件下考虑再生制动能量利用的列车时刻表优化
    左静, 蒲璇, 许旻昊, 张能娥, 帅斌
    2026, 26(2): 244-255.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.023
    摘要 ( )   PDF(2589KB) ( )  
    针对城市轨道交通客流波动显著,能耗成本较高的问题,本文提出灵活编组条件下考虑再生制动能量利用的列车运行图优化方法。通过引入多级速度曲线决策机制,决策列车编组配置、到发时刻、速度曲线和再生制动能量回收,实现运营成本、乘客总等待时间和乘客总在车时间的最小化,并基于动态邻域结构改进模拟退火算法求解本文构建的混合整数非线性规划模型。为验证所建模型的有效性,结合城轨实际运营数据设计3组对比实验,结果表明:与考虑再生制动能量回收的固定编组方案对比,本文所提方案能够使得总牵引能耗降低17.8%,总目标下降7.2%;与仅采用灵活编组的方案对比,本文所提方案使得牵引能耗降低13.9%,总目标下降14.1%;与固定编组且不考虑再生制动能量回收的方案对比,本文所提方案节能效果最为突出,牵引能耗降低31.1%,总目标下降20.1%。在灵活编组条件下考虑再生制动能量利用的综合优化,本文实现列车运营成本、服务水平和系统能效的协同优化,达到降本增效的目的。
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    不等宽车道环境下车辆并行轨迹安全性分析
    韩宝睿, 范佳祺, 纪宇轩, 王方旭, 赵顗, 朱震军
    2026, 26(2): 256-267.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.024
    摘要 ( )   PDF(3328KB) ( )  
    为明晰不等宽车道组合环境下车辆并行驾驶安全性,并探索其横断面优化设计,本文设计不同宽度组合(3.50、3.25、3.00 m内车道)的模拟驾驶试验,提出一种基于信号波形分析的驾驶安全性评价框架,将采集的车辆横向摆动轨迹与驾驶人心率数据视为非平稳信号,运用小波多级分解、希尔伯特包络谱及正交匹配追踪(OMP)方法,从频域特性和信号构成角度,定量揭示不同侧向压力下的车辆运动特征与驾驶人风险感知规律。研究结果表明:随着车道宽度缩窄,测试车与小型车并行时,测试车横向摆动波形出现频率降低、幅值减小的变化趋势,驾驶稳定性提升;与大型车并行时,测试车摆动频谱向着多频率、低功率的趋势变化,驾驶紧张感增强;驾驶人心率变化相较于驾驶场景(尤其是与大型车并行)存在显著的“滞后效应”,表明仅依赖生理信号评估瞬时风险存在局限;将轨迹波形分解出5级不同频率波形,发现d3波形与驾驶人心理紧张程度之间具有较为显著的相关性,可作为驾驶特征频谱。本文为车辆驾驶安全远程监控提供了新的思路和视角。
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    基于高斯混合隐马尔可夫模型的路怒攻击性驾驶行为辨识
    万平, 陈盈, 邓鑫焰, 马晓凤
    2026, 26(2): 268-279.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.025
    摘要 ( )   PDF(3598KB) ( )  
    为有效干预“路怒症”诱发的攻击性驾驶行为,本文提出一种基于车辆运动状态特征的路怒驾驶行为辨识模型。首先,在交通繁忙路段开展基于道路事件刺激的愤怒情绪诱导实验,获取攻击性与正常驾驶行为数据;其次,通过基于相对非约束最小二乘重要性拟合(RuLSIF)密度比估计的时间序列数据变点检测方法及简式情绪量表,完成正常驾驶行为与攻击性驾驶行为样本的标定,并对驾驶行为数据进行Welch'st检验分析,验证本文选取的速度、纵向加速度、横向加速度与航向角速度这4个特征在不同驾驶状态下具有显著差异性;最后,构建基于高斯混合-隐马尔可夫模型(GHMM)的路怒攻击性驾驶行为辨识模型,采用Viterbi 算法与Baum-Welch算法优化模型参数,通过合成少数类过采样技术-编辑最近邻规则(SMOTEENN)组合采样策略平衡样本,并引入似然比检验和阈值设定等方法提升模型辨识能力。研究结果表明,该模型整体准确率达84.17%,较逻辑回归(LR)模型和支持向量机(SVM)模型分别提升了6.90%和6.27%;特征分析验证其对横向加速度和航向角速度等关键特征的辨识效果显著。本文研究结果可为开发基于车辆运动状态特征的路怒攻击性驾驶行为检测预警系统提供理论支撑。
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    兼顾准时性的动态不确定道路网络可靠路径优化模型
    王子吉安, 黄爱玲, 杨柳
    2026, 26(2): 280-288.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.026
    摘要 ( )   PDF(1679KB) ( )  
    道路网络的动态性与不确定性,使得路径规划方案难以兼顾准时性与最优性,同时增加了大规模路网中问题求解的复杂度。为此,本文提出一种兼顾准时率要求的动态不确定路网可靠路径优化模型,在满足准时率需求的同时尽可能缩短行程时间。基于鲁棒优化范式,构建了时间依赖与不确定性下的可调节鲁棒最短路模型,可适应不同准时率需求下的可靠路径求解。为支持用户直观地依据准时率偏好生成出行方案,本文设计了相应的生成算法,通过融合区间搜索与蒙特卡洛方法,建立调节因子与准时率之间的显式关联,从而无需用户直接设定调节因子。在可靠路径求解环节,结合时间依赖Dijkstra算法设计了高效的子算法,降低求解复杂度。在多个真实城市路网中进行模型与算法的性能验证。实验结果表明,所提出的生成算法能够输出符合用户准时率预期的出行方案;在保证100%准时率时,相比鲁棒优化模型,行程时间减少了10.6%。同时,可靠路径求解子算法较为高效,在大规模路网中可达毫秒至秒级,能够支持在线或离线环境下的大规模路径规划任务。
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    考虑飞行机组编制规模的机组配对优化方法
    张宝成, 谢亚辰
    2026, 26(2): 289-299.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.027
    摘要 ( )   PDF(1756KB) ( )  
    传统的两阶段求解机组排班计划问题通常忽略第1阶段的机组配对与第2阶段的机组人员指派之间的联系。然而在现有的CCAR-121-R8的法规约束下,机组配对的结果决定着飞行机组的编制规模,进而影响飞行机组人员指派成本。为防止因飞行机组编制规模扩大带来的成本增加和不必要的资源消耗,本文提出考虑飞行机组编制规模的机组配对模型,以列生成算法为主框架,并针对定价子问题特性,设计融合状态压缩与向量支配策略的改进动态规划算法进行求解。结果表明:与传统的动态规划算法相比,子问题采用本文设计的改进动态规划算法求解,能使计算时间减少48.43%~81.65%;相比于现有的机组配对方法,本文模型生成的航班环对飞行员的平均数量需求减少3.12%,平均总成本减少5.53%。此外,本文模型通过压缩日飞行时间和日值勤期的上限,减小航班环的飞行机组编制规模,使飞行时间大于9h和值勤期大于14h的勤务数量分别减少9.10%和23.53%,部分飞行员的潜在疲劳风险得以降低。
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    工程应用与案例分析
    融合贝叶斯优化与深度学习的机场公交专线短时客流预测
    刘涛, 李林
    2026, 26(2): 300-308.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.028
    摘要 ( )   PDF(2491KB) ( )  
    针对机场公交专线客流具有强外部干扰性和高随机性特征,本文采用一种基于贝叶斯优化的混合深度学习模型进行客流短时预测。该模型通过卷积神经网络提取客流数据的局部特征,引入注意力机制实现关键时刻动态加权,从而增强模型预测复杂客流的能力,利用长短期记忆网络捕捉长期的时序依赖关系。为克服传统人工调参的局限性,采用贝叶斯优化算法自动搜索全局最优超参数组合,以增强模型的预测精确性。本文以成都天府国际机场公交专线4号线2024年1月—10月的客流数据为例,分析5、10、15、20 min这4种时间粒度对预测精度的影响。实验结果表明,在20min时间粒度下,模型的拟合优度达到0.794 2,均方根误差为3.836 9,平均绝对误差为3.132 3,加权平均绝对百分比误差为19.041 8%。与Transformer、随机森林、XGBoost、时空同步图卷积网络(STSGCN)、图多重注意力网络(GMAN)和时空注意力融合网络(STAFN)等基准模型相比,本文所提出的模型在各项指标上均有一定提升,验证了模型在机场公交专线短时客流预测中的有效性与优越性。
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    干散货港口卸船作业资源配置与流程优化研究
    李海江, 赵家鹏, 郭静怡, 马千里, 贾鹏
    2026, 26(2): 309-317.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.029
    摘要 ( )   PDF(2098KB) ( )  
    干散货港口卸船作业的优化研究对于提升港口作业效率意义重大。针对干散货港口泊位、卸船机、堆场货位、水平运输等全流程的资源配置与作业优化问题,本文构建一种基于图结构的散货港口作业要素表征方法,并设计以最小化作业成本为目标的两阶段混合整数规划模型。首先,在码头卸船作业阶段,提出一种“泊位-卸船机”协同配置模型,设计了集成异步调度策略的非支配遗传算法的联合求解方法。实验表明,该模型可显著降低卸船作业能耗,降幅达14.3%。其次,在堆场作业环节,充分考虑货物堆存期的不确定性和运输路径约束,构建一种“堆场货位分配-水平运输流程”联合调度模型,并提出一种集成动态掩码机制的深度确定性策略梯度求解算法。结果显示,该算法显著提升了求解速度,同时,作业时间成本降幅达21%,作业能耗成本降幅达26.4%。本文所提解决方案可以显著降低干散货全流程装卸作业成本。
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    城市内涝灾害下交通路网效率评估与修复决策
    张学全, 郭钰莹, 黄震, 张抒扬, 杜志刚
    2026, 26(2): 318-327.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.030
    摘要 ( )   PDF(3249KB) ( )  
    城市内涝灾害突发性强、覆盖范围广,严重影响道路交通安全。灾后及时评估交通路网性能并制定修复策略,对于交通网络快速恢复具有重要意义。本文综合考虑城市内涝积水下的路径通行时间和使用频率,基于路径介数中心性和人口加权改进网络效率评估模型。在此基础上,构建路网性能恢复目标函数,分析不同偏好策略下的阻断点修复次序。以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害下四环路网为例,实验结果表明:城市内涝导致部分路段和交叉口出现交通中断或减速,改进网络效率模型可以量化积水环境对于路网交通性能的整体影响;内涝积水对道路网络效率影响最大的是全阻断高介数类型的路段,半阻断高介数的路段在一定程度上比全阻断低介数的路段影响更大;根据网络效率恢复曲线可以看出,效率优先策略优于类型优先和位置优先策略;交叉口修复不一定优于路段修复,但全阻断破坏相较于半阻断在一定程度上具有更高的修复优先级。
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    基于ETC门架数据的大流量高速公路交通流特性研究
    徐进, 张高峰, 金勇, 王涛
    2026, 26(2): 328-341.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.031
    摘要 ( )   PDF(4534KB) ( )  
    为明确大流量条件下高速公路交通流特性,揭示交通流参数动态变化规律及相关关系,以广东省东莞市甬莞-莞佛高速公路(常虎高速)为研究对象,基于1周高精度ETC(电子不停车收费系统)门架数据,研究大流量条件下高速公路交通流量的时空特征、车型差异化速度和流量分布特性,以及速度-流量的相关关系。研究结果表明,交通流量呈现显著的“M”型早晚高峰特征,工作日通勤高峰时段(8:00-10:00、16:00-18:00)流量峰值突出,周末则相对平缓;不同车型的流量分布差异明显,小客车占比最高,为69.4%,并且呈现典型的“双峰”模式,与通勤需求高度吻合,货车在夜间活跃度更高;行程速度分析表明,小客车速度显著高于中大型客车及各类货车;根据速度峰值对车型进行分类,采用分段函数分别对稳定流和拥堵流速度-流量进行拟合,拟合结果更加接近大流量高速公路真实情况。研究结果可为大流量高速公路精细化管理和动态交通控制提供理论依据和数据基础。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于改进人口合成方法的居民出行调查数据扩样
    吴焕, 曹成涛, 林晓辉, 吴璠
    2026, 26(2): 342-353.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.032
    摘要 ( )   PDF(2000KB) ( )  
    在现有迭代比例更新(IPU)算法基础上,本文提出一种基于改进人口合成方法的居民出行调查数据扩样方法。针对现有人口合成方法的缺陷,从3方面进行系统性改进:一是,提出虚拟人口编码与儿童信息表重构方法,处理非类别数据与儿童信息;二是,构建覆盖多层次、多区域和多控制变量的扩样方案及评价体系;三是,融合手机信令与机动车营运数据,识别沉默出行需求和调整扩样权重系数。为验证方法有效性,将其与现有人口合成方法以佛山市居民出行调查数据为例进行对比。结果表明,本文方法在关键政策敏感属性的细分指标扩样方面优势明显,各指标扩样误差绝对值的平均值降低幅度达到60%左右。本文方法实际应用效果良好,可为城市居民出行调查数据扩样提供可靠借鉴。
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    短行程时长阈值对行驶工况构建的影响研究
    杨阳, 卫倩, 于谦, 吴芳
    2026, 26(2): 354-362.  DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2026.02.033
    摘要 ( )   PDF(2536KB) ( )  
    行驶工况构建的核心在于精准捕捉瞬态驾驶行为,现有研究多聚焦聚类算法优化与数据拼接方法,却对短行程时长阈值(tmin)的选取缺乏系统性分析。本文旨在深入探究tmin对行驶工况代表性的影响机制,为地域化tmin优化提供科学量化依据。基于西安市200辆乘用车一年的车载实测数据,提出融合主成分分析、k-means++聚类与马尔可夫链蒙特卡洛算法的工况构建方法,并构建多维度验证体系,系统分析tmin取20、60、100、140、180 s时对工况构建的作用规律。结果表明:tmin=20 s时聚类效果最优,可精细区分7类多样化驾驶模式,所构建工况能最大程度保留瞬态驾驶特征,其平均相对误差(δPV)仅4.48%,KL散度( DKL )为0.36,比功率(Ps)全区间总偏差9.10%,均显著优于其他阈值工况;20s工况的平均急动度为0.11 m·s-3,远低于0.20 m·s-3的行业实操阈值,具备良好台架复现性。本文明确tmin=20 s为西安市及同类拥堵城市乘用车工况构建的优选阈值,研究成果可为地域化工况开发、车辆性能评估及节能技术研发提供理论与实践支撑。
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