绿色低碳交通

• 碳达峰目标下城市公共交通系统低碳转型路径

  单肖年;胡颖;寇泷丹;叶倩;万长薪;

  大力推进公共交通优先发展是实现城市交通系统双碳目标的关键路径，碳达峰目标下公交系统低碳转型发展尤为突出。本文首先对比分析了两种交通系统碳排放估计方法，其次剖析了北京市公交系统碳排放总量及人均碳排放的历年变化特征，量化分析了我国30个典型城市的公交系统碳排放发展阶段特征。最后设置零驱动、单驱动及双驱动3种情景，基于LEAP模型预测了三种情景下未来30年北京市公交系统总能耗及人均碳排放变化特征，剖析了各种情景下的公交系统减碳潜力，并进一步讨论了其他5个典型城市公交系统多情景下的碳达峰年份时间。研究结果表明，公交系统低碳转型发展需以人均碳排放为特征指标，在双驱动情景下我国典型城市公交系统人均碳排放达峰年份在2023—2026年之间。研究成果为指导城市公共交通系统低碳转型发展提供了参考性思路及实践价值。

  2023年03期 v.21;No.81 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]
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• 考虑电池退化和动态充电特性的电动汽车充电站效益优化模型

  王宗为;罗霞;

  本文研究电动汽车充电过程中的电池退化特性和动态充电特性，定量分析二者对充电站系统服务质量和系统效益的影响。结合充电特性参数和服务质量参数，本文提出了一种考虑电池退化和动态充电特性的电动汽车充电站效益优化模型，旨在为客户提供良好服务质量的同时实现系统收益最大化。优化模型通过限制客户可充电水平SoC_r，均衡系统性能和系统效益。考虑到电动汽车客户充电需求的异质性，本文将单一客户基础模型拓展为更符合现实场景的多类客户效益优化模型，并提出多类客户专用充电模式和共享充电模式两种充电服务策略，以实现充电站资源的合理分配。通过四组仿真实验，验证所提出的两种客户类型效益优化模型的可行性，并为系统运营商的服务策略给出选择建议。仿真结果表明，优化后充电站堵塞概率下降96%，平均充电时间减少50%，系统效益提高151%。在不同客户流量环境中，模型倾向为鲁棒性较好的快充系统设置更高的SoC_r水平，为慢充系统设置较低的SoC_r水平，并建议系统运营商在充电站系统流量强度小于1时，选择共享充电模式获得更高收益；在流量强度大于等于1时，选择专用充电模式获得更高收益。

  2023年03期 v.21;No.81 13-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2733K]
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智能网联交通

• 理想诱导环境下的网联车与网联自动驾驶车混合交通流建模研究

  李松;张开碧;李永福;黄龙旺;

  智能网联车辆通过先进的无线通信技术能够实现车辆间信息传递，然而通信环境中不可避免的存在干扰信号，当干扰信号达到一定的强度时，车辆间的通信会被迫中断，等效于交通流中车辆的通信拓扑发生了切换，通信拓扑切换必然会对交通流造成影响。基于此，本文在由网联车（connected vehicle,CV）和网联自动驾驶车（connected autonomous vehicle,CAV）构成的混合交通流中，研究了理想诱导环境下通信拓扑结构切换和CAV不同空间分布对混合交通流动态性能的影响。首先提出一种结合图论和概率论的通信拓扑表征方法，对混合交通流中的通信拓扑进行表征。然后考虑CV与CAV在决策行为上的特点，结合通信拓扑提出一个通用车辆跟驰模型，并使用约化摄动法推导出通用车辆跟驰模型的稳定性条件。最后设计数值仿真实验，在不同的CAV渗透率下，研究理想诱导环境下通信拓扑结构切换和不同CAV空间分布对混合交通流动态性能的影响。通信拓扑结构切换数值仿真结果表明，稳定的通信连接将有利于混合交通流动态性能的平滑性。不同CAV渗透率下数值仿真结果表明，当理想诱导环境中不存在干扰信号时，CAV渗透率越高，混合交通流动态性能的平滑性越好；当理想诱导环境中存在干扰信号并导致通信拓扑切换时，CAV渗透率为40%且空间分布为集中分布时的抗干扰能力最强。不同CAV空间分布下数值仿真结果表明，当理想诱导环境中不存在干扰信号时，CAV集中分布下混合交通流动态性能的平滑性最好；当理想诱导环境中存在干扰信号并导致通信拓扑切换时，CAV集中分布的抗干扰能力强于CAV均匀分布和随机分布的抗干扰能力。

  2023年03期 v.21;No.81 31-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 6715K]
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• 基于群体感性工学的智能网联汽车功能偏好分析

  赖信君;林深和;邹靖凯;李敏;黄家琪;刘智睿;傅惠;

  不少基于智能网联汽车（ICV）的研究均假设用户高度接受并同质使用智能座舱内的智能网联功能，而在汽车“新四化”的不同阶段，用户对ICV的功能需求及使用行为有着显著个体差别特征。忽略这些特征，对智能汽车相关研究及技术发展均有较大影响。本文基于感性工学分析方法及利用大量用户的评论文本大数据，提出群体感性工学理念，旨在建立一套系统科学的ICV功能需求与偏好量化分析体系，为智能网联背景下的驾驶员行为研究及ICV技术发展提供决策支撑。该技术框架包括高效的文本数据挖掘分析方法，所提出的基于汽车领域增量训练的Bert模型能自动化识别用户评论文本中的意图、目标功能及情感强度。最后，通过引入座舱内用户行为数据建立NLP-Kansei模型，能大幅提升模型的预测性能。通过对某新能源汽车品牌两款平台车型85 441名车主共138 819条用户评论进行模型应用，精细化挖掘不同人群对于智能网联功能偏好的细微差别。对比传统预训练模型，新模型能有效挖掘用户需求偏好并显著提升计算效率，其技术框架及结果能为相关领域研发提供有效支撑。

  2023年03期 v.21;No.81 59-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2431K]
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交通机器学习

• 基于趋势提取下多尺度时空残差网络的路段速度预测模型

  朱子俊;宋国华;范鹏飞;黄健畅;

  速度预测模型在速度变异，即短时间、大幅度的速度变化场景中会出现模型失准的现象，为了获得更好的预测精度和对速度变异的鲁棒性，本研究建立了多尺度时空残差网络。时间上，通过提出的去趋势方法将速度分为趋势项和残差项，预测速度是预测残差和对应趋势项的直接加和。空间上，同时考虑了预测路段所在的局部路网和整体路网对预测的影响，构建了基于路段速度相关性的前馈神经网络模块和基于AlexNet的图像识别技术分别提取两种不同尺度的空间特征。预测路段的速度趋势、速度残差、局部路网特征和整体路网特征作为构建的编码器-解码器结构的输入以计算最终的预测速度。本研究提出了误差差异率指标来描述速度变异导致的模型失准程度，基于北京市路网浮动车数据，分析路段速度的日间和日内变化特征，选取具有不同速度变化特性的路段进行数据实验和模型验证。结果表明，模型不仅在整体测试集上具有出色的预测精度，在速度变异场景下具有更显著的性能优势。模型具有更好的鲁棒性，误差差异率相比于对照模型平均下降了约30%。

  2023年03期 v.21;No.81 74-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2424K]
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• 基于深度学习的网络货运平台定价决策

  姜浩晨;张小强;

  人工议价是当前网络货运平台的主要定价方式，但存在议价回合多、耗时及效率低下等弊端。为了弥补人工议价的不足，本文提出基于深度学习的动态价格预测模型。首先，结合历史订单数据和极端随机树特征选择的结果，对价格预测模型进行训练调优。其次，利用该模型对待定价订单的计划价格和实际价格进行预测，形成一个价格区间，制定实时价格策略，为网络货运平台的定价决策提供依据。最后，论文以顺丰网络货运平台为例，选取了8种经典机器学习模型作为对比模型，经对比发现本文所建的模型R2-score达到98.24%，相较于与其他模型有更高的预测准确度，并能为平台提供多样化的动态调价策略。实验结果表明：该深度学习模型定价预测更精准、动态定价能力更强，能够适应复杂的现实交易情况，从而可提高网络货运平台在公路货运市场的竞争力。

  2023年03期 v.21;No.81 86-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2061K]
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交通运输管理

• 基于路网在途车辆数的拥堵指数短期预测

  孙士宏;宋国华;孙建平;雷雪;朱瑞仪;范鹏飞;

  交通拥堵指数是定量评价路网车辆运行状况的指标，准确预测交通拥堵指数的发展趋势是交通工程师关注的重点。为克服天气、节假日等复杂因素对交通高峰时段拥堵指数预测精度的干扰，本文以预测未来2 h范围内每5 min的拥堵指数为目标，首先，利用交通流基本图和交通波理论，从拥堵蔓延角度分析路网在途车辆数与拥堵指数的峰值滞后现象机理；其次，分析路网在途车辆数与拥堵指数的相关性，结合非线性回归方法，构建基于路网在途车辆数的拥堵指数预测模型（NV-NR模型）；最后，利用北京市2018年6～9月工作日的数据集进行验证分析。结果表明，NV-NR模型在验证集中预测精度达91.9%；在拥堵指数达到中度拥堵阈值及以上的范围时效果更优，预测精度达93.8%，平均绝对误差为0.412。该方法能够有效预测交通高峰时段的拥堵指数短期变化趋势，为交通拥堵指数预测提供一种新的思路。

  2023年03期 v.21;No.81 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K]
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• 公路甩挂运输的货运需求形态分析

  杨忠振;彭译侬;陈康;

  为揭示公路甩挂运输在中国发展缓慢的原因，明确适应公路甩挂运输发展的市场条件，构建了甩挂运输盈利的货运需求量临界值计算模型和甩挂运输利润高于常规运输的临界货运需求量计算模型，计算求解相应的货运需求量及货运路径。模型的数值计算结果揭示了适合甩挂运输的货运市场需求形态：第一，甩挂运输盈利所需货运量比传统运输盈利的货运量更大；第二，货运需求必须集中在少数的公路运输走廊上，且各运输走廊的双向货运需求基本均衡。通过与现实中的货运市场需求形态的比较证明，当前中国的公路货运市场并不适合大力发展甩挂运输。研究进一步表明在推进甩挂运输时，在市场需求形态适合的地区进行试点才能借助市场的力量使试点获得成功，进而以试点地区为样本推进公路甩挂运输。

  2023年03期 v.21;No.81 108-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]
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交通行为分析

• 考虑多尺度建成环境影响的双职工家庭通勤时间模型

  王晓全;邵春福;尹超英;

  城市建成环境作为城市空间结构的基本组成，是影响居民出行决策的关键要素。既有建成环境和通勤行为研究多以居住地邻里范围为研究尺度，以个体出行决策行为为研究对象，较少同时从城市和邻里两个空间尺度建成环境入手，并将家庭成员通勤行为间的相关性纳入考虑。本文利用2014年中国劳动力调查数据，首先构建考虑空间异质性的多层线性回归模型，探讨多空间尺度建成环境对居民通勤时间影响，其次将双职工家庭夫妇通勤时间相关性融入建成环境对通勤时间影响的分析过程中，利用似不相关回归模型探究多空间尺度建成环境对家庭夫妇通勤时间影响的差异性。结果表明：城市尺度和邻里尺度建成环境均对居民通勤时间具有显著影响，且建成环境对家庭夫妇通勤时间的影响具有显著差异，其中男性通勤时间受两个尺度建成环境各因素的影响更大。研究结论可为精细化的城市和交通规划提供理论支撑。

  2023年03期 v.21;No.81 121-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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• 货运驾驶员路怒情绪对愤怒表达行为的影响研究

  刘洋;陈红;肖赟;梁子君;

  为探究货运驾驶员驾驶愤怒的影响机理，本文基于货车驾驶特征，改良设计了货运驾驶员版的驾驶愤怒量表和表达量表，并通过题项分析、信效度分析及验证性因素分析完成量表的修订工作，在此基础上归纳了货运驾驶员的驾驶愤怒特征，构建了路怒诱因对货运驾驶员愤怒表达影响的结构方程模型。结果表明：货运驾驶员的愤怒水平总体低于国外驾驶群体，高于公交驾驶员，违规行驶是最容易诱发货运驾驶员愤怒的情况（得分3.25），驾驶时长与货运驾驶员的驾驶愤怒及表达得分显著正相关；交通违规频率高及有过事故经历的货运驾驶员愤怒水平更高，更容易表达愤怒；驾驶愤怒可解释愤怒表达36%的方差，是货运驾驶员愤怒驾驶行为的关键预测指标，其中违规行驶、无礼行为和缓慢驾驶三种路怒诱因对货运驾驶员的驾驶愤怒表达均呈现显著正向影响，标准化影响效应分别为0.201、0.254及0.159，他人的无礼行为是货运驾驶员愤怒表达的首要触发因素。本研究提供了一种度量货运驾驶员愤怒水平的有效工具，并为道路运输管理部门干预货运驾驶员的路怒及愤怒驾驶提供了理论基础。

  2023年03期 v.21;No.81 130-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K]
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铁路运输组织

• 列车运行计划冲突判定与检测方法研究

  洪鑫;孔庆玮;陈亚茹;张红斌;

  冲突判定和检测是列车运行计划编制和调整过程中的重要环节，是列车安全、有序运行的重要保障。本文较为全面地刻画了各类列车间隔时间冲突，包括列车追踪间隔时间冲突和车站间隔时间冲突，并基于时空网络提出相应的冲突判定方法。同时，提出了到发线占用冲突判定方法，并基于车站“点-弧”拓扑结构构建以及道岔分组，考虑时空维度，提出了咽喉区进路冲突的判定方法。进一步，基于滚动时域和深度优先搜索方法，提出了列车运行计划冲突检测方法和具体的冲突检测步骤。最后，提出了列车运行计划冲突疏解原则和策略，具体包括调整列车到发时刻、调整列车到开顺序、变更列车服务和变更列车运行径路的疏解策略。基于京包客专线路图定列车日常开行、图外临时旅客列车加开的场景进行了实验，实验结果证明了间隔时间冲突与车站进路冲突检测方法的有效性，可以精准地检测出上述冲突，为计划编制人员提供了合理的冲突疏解建议，保证了列车运行计划的可执行性，可辅助调度员快速、高效进行运输组织决策。

  2023年03期 v.21;No.81 145-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2826K]
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• 基于深度强化学习的列车运行图冗余时间布局优化研究

  徐欣仪;黄平;文超;彭其渊;

  为精细化布局冗余时间，提升运行图抗干扰能力，本文考虑多种列车最小间隔时间约束，提出了基于深度强化学习的列车运行图停站-区间冗余时间联合优化模型。首先，基于武广高速铁路列车运行实绩，研究冗余时间作用特点及布局影响因素。其次，基于决策树回归算法构建环境模型，预测不同冗余时间下的列车晚点恢复效率；基于马尔可夫决策过程中的循环反馈结构，构建后验晚点时空分布学习闭环；基于Proximal Policy Optimization算法构建智能体。最后，进行实例验证，结果表明：（1）相比于线性优化结构，基于循环反馈优化结构的模型具有更准确的后验晚点时长估计精度，平均提升约11.8%;(2)本文模型收敛稳定，平均提升列车晚点恢复效率约14.87%，最高约45.17%。

  2023年03期 v.21;No.81 161-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 2441K]
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• 双机场终端区共用航段离场管制优化

  钟涵;魏来;

  距离相近的两个机场在其终端区容易出现共用航段现象，某些情况下还会存在定位差异（如北京首都机场和天津滨海机场），从而大大增加交通管制复杂性。为探究管制策略对于不同定位临近双机场终端区离场交通运行的影响，本文提出了差异加权调节和附加尾随间隔控制两种管制放行方式并分别构建了对应的优化控制模型，其可以给出对应条件下终端区空域内双机场的最佳放行间隔和航班飞行进程。鉴于问题的计算复杂性，借助一种改进遗传算法对其进行求解，并通过北京首都机场和天津滨海机场进行验证分析。结果表明，离场时共用航段使得双机场延误调节难以同时兼顾，现实中北京首都机场优先级更高，在此前提下由天津滨海机场去往华东、中南和西南三个航班流方向的计算最优放行间隔分别为5.3、6.2和9 min。相较于当前天津滨海机场固定8 min间隔的放行策略具有明显优化空间，进一步分方向优化调整天津放行间隔可在不影响首都机场优先条件下减少天津滨海机场航班的延误和扇区通过时间。

  2023年03期 v.21;No.81 177-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2067K]
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