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期刊信息/Journal information
交通运输系统工程与信息
交通运输系统工程与信息

毛保华

双月刊

1009-6744

bhmao2006@bjtu.edu.cn

010-51684836

100044

北京西直门外上园村3号北京交通大学机械工程楼D403室

交通运输系统工程与信息/Journal Journal of Transportation Systems Engineering and Information TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是面对国内外交通运输系统工程、智能交通、交通管理、交通工程与信息工程等学科领域的决策者、科技工作者、交通运输工程师、交通运输院校研究院所的专家、硕、博士研究生以及交通运输企业家的刊物。
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    共享单车与公共交通多元关系分类及阈值研究

    邓亚娟刘霜白钰刘文凤...
    208-216页
    查看更多>>摘要：为准确评估共享单车和公共交通之间的复杂时空关系,根据替代或补充关系的具体成因类型,结合共享单车出行起讫点的分布情况,定义共享单车与公共交通多元关系;其次,考虑公共汽电车与轨道交通的差异性,提出一种基于弱监督全连接神经网络的共享单车与公共交通多元关系的分类模型,并根据共享单车轨迹数据,计算不同关系分类和交通方式下的公共交通可达范围、共享单车骑行时长及步行接驳距离边界阈值.结果表明:共享单车与公共交通的多元关系可分为接驳补充、空白补充、替代关系1和替代关系2.其中,共享单车与公共汽电车多元关系的三参数划分阈值分别为329.75 m、5.07 min和182.93 m,与轨道交通多元关系的划分阈值分别为816.96 m、10.27 min和653.91 m.共享单车与公共汽电车以替代关系1为主,占总行程的54.98%;共享单车与轨道交通以空白补充关系为主,占总行程的48.90%.共享单车与公共汽电车关系主要为多元替代与接驳补充,与轨道交通主要为多元补充与替代关系2.共享单车与公共汽电车的关系相比于轨道交通会更为复杂.本文可为促进共享单车与公共交通在各自优势距离上的协同发展提供支撑.

    交通工程多元关系全连接神经网络共享单车公共交通

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    建成环境对共享单车使用特征的非线性影响研究

    陈奕璠张步镐党振郭唐仪...
    217-224页
    查看更多>>摘要：为研究共享单车使用特征与建成环境的依赖关系,本文以2020年厦门市共享单车订单数据和电子围栏信息为基础,从集计(栅格区域)和非集计(个体出行)两个层面,利用极端梯度提升模型(XGboost),探究建成环境对共享单车使用特征的非线性解释能力.首先,识别密度、设计、目的地可达性、土地利用多样性、公共交通可达性和需求管理六个维度的建成环境变量对单车出行生成、吸引以及用户出发时间选择的相对重要性.之后,根据部分依赖图,揭示建成环境变量对单车使用特征指标的影响趋势.结果表明,在集计层面,电子围栏密度是最重要的建成环境因素,对出行生成和吸引的影响程度分别为26.88%和51.90%,且在150个·km-2附近产生阈值效应.在非集计层面,单车用户早高峰借车概率与出行起讫点的建成环境均有关联.其中,目的地栅格中工作场所比例影响最显著(18.17%),出发地栅格CBD邻近度(7.34%)和出发地栅格公交站点密度(5.91%)次之.

    城市交通出行特征极端梯度提升模型共享出行建成环境非线性分析

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    快慢车模式下早高峰时空乘车路径选择研究

    汪景邵雨晨胡华刘志钢...
    225-233页
    查看更多>>摘要：研究早高峰通勤乘客的时空出行规律有助于更好地组织快慢车运营模式.本文从一种常见的快慢车运营模式出发,首先,根据乘客的起点车次和直达/换乘方案联合选择构建乘车路径;其次,以出行时间、早到/迟到延误和车内拥挤度作为早高峰通勤乘客出行选择的影响因素,对不同乘车路径下的出行成本进行构建;再次,以用户均衡理论建立乘车路径分配模型,并证明了该模型用户均衡路段解的存在性及唯一性;最后通过案例,对均衡模型进行验证.研究结果发现:短途乘客更愿意接受高拥挤但终点到达时刻接近工作开始时刻的车次,而长途乘客的车次选择分布较为均匀;除出行时间因素以外,延误惩罚和乘车拥挤同样影响早高峰通勤乘客的换乘行为,虽然换乘快车有可能降低出行时间,但高延误惩罚和拥挤成本会导致部分站点的乘客不选择换乘路径.

    城市交通出行选择用户均衡轨道交通快慢车模式时间价值拥挤成本

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    城市路内违章停车时空特征及影响因素作用模型

    刘柯良陈坚邱智宣张迪...
    234-248页
    查看更多>>摘要：为揭示城市路内违章停车的时空模式及影响机理,结合持续两个月共10396条电子警察违停抓拍数据,从土地利用、停车供给与道路设计这3个维度选取16个影响因素进行分析.利用标准椭圆方法、层次聚类法及皮尔逊相关性检验等方法,分析路内违停时空特征并进行影响因素筛选,进一步根据因变量特征构建贝叶斯分位数回归模型,解析早晚高峰违停数量与影响因素的关系.研究结果表明:从违停数量的时间特征来看,工作日违停数量明显高于周末违停数量,且主要集中在周中,工作日违停数量按小时聚类结果显示,违停数量分为3个时间模式,分别为早晚高峰时间段(8:00-10:00和17:00-19:00)、早晚高峰汇聚时间段(10:00-11:00和15:00-17:00)与其他时间段;从违停数量的空间特征来看,工作日违停数量的整体空间分布主要集中在商业和居住密度较高的区域,其在一天内的空间变化趋势呈现"扩撒-稳定-收缩"的态势;分位数回归结果显示,土地使用、停车供给及道路设计这3个维度因素对路内违停存在非线性影响与阈值效应,且早晚高峰违停产生机制具有差异,路内违停治理需要考虑时空特征进行差异化治理.

    城市交通非线性关系贝叶斯分位数回归违章停车时空特征

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    基于可解释机器学习框架的列车乘车区段客流分布预测方法

    孙国锋景云李和壁田志强...
    249-262页
    查看更多>>摘要：为解释客运产品特征对列车乘车区段客流分布预测的影响,本文提出一种基于可解释机器学习框架的高速铁路列车乘车区段客流分布预测方法.首先,提出基于梯度提升树模型的高速铁路列车乘车区段客流分布预测框架,构建不同梯度提升树模型(GBDT、XGBoost、LightGBM及CatBoost)的高速铁路列车乘车区段客流分布预测模型;其次,计算特征贡献重要度,基于SHAP(SHapley Additive exPlanations)方法实现特征变量优化,揭示单一特征和交互特征与列车乘车区段客流分布预测的非线性关系.北京南—上海虹桥间列车客流分布预测结果表明:4种模型可精准预测客流分布结果,GBDT,XGBoost,LightGBM及CatBoost在测试集的决定系数分别为0.9664,0.9601,0.9680及0.9715;特征优化后,按贡献重要度排序依次为标杆车,票价,旅行时间,日期,星期,车次及出发时间;特征优化后,CatBoost-7模型在验证集中的决定系数为0.9458;日期和标杆车对客流分布预测呈现非线性正相关,旅行时间对客流分布预测呈现非线性负相关,低旅行时间、高票价及出发时间整点的标杆车对客流分布预测产生正向影响.本文研究结果能够为高速铁路客运产品设计提供一定参考价值.

    铁路运输客流分布预测可解释机器学习列车乘车区段非线性关系

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    考虑空间溢出效应的高速公路交通事故随机参数频次模型

    漆巍巍覃铄磊朱淑芳刘岩...
    263-271,312页
    查看更多>>摘要：为提高高速公路事故频次模型参数估计的准确性,本文以精细的事故记录、道路属性、交通流状态和天气条件数据为样本,首先,构建传统的事故频次模型并对比拟合效果,选择效果最佳的泊松-对数正态分布模型作为优化的基础模型;之后,为挖掘更多的影响高速公路事故频次的空间效应,在加入条件自回归先验的基础上,本文考虑相邻路段的空间溢出效应,建立一个带有空间溢出协变量的模型分析空间溢出效应对路段事故频次的影响.同时,为描绘数据的异质性对路段事故频次的影响,进一步构建一个随机参数模型.结果表明,空间溢出效应显著有效,考虑空间自相关和空间溢出效应的随机参数模型的拟合优度相较于对照模型明显提升.根据最优模型的参数估计结果进行风险因素甄别,其中,"ln(MADT)""ln(路段长度)""1类车""4类车""降水"等普通变量以及"1类车S""圆曲线长S"等空间溢出协变量与事故频次显著相关.

    交通工程空间溢出效应事故频次模型高速公路随机参数空间相关性

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    考虑建成环境的交通事故严重程度致因交互效应研究

    王健宇陈献天焦朋朋覃楚亮...
    272-280页
    查看更多>>摘要：为探究考虑建成环境影响下各类因素对交通事故的作用机理,本文提出一种融合ADASYN(Adaptive Synthetic Sampling)平衡算法与CatBoost模型的方法,对沈阳市2015-2020年的道路交通事故进行研究,并解析事故致因的交互效应.首先,通过地理信息匹配的方法补充事故地点周围14项建成环境因子,构建多源数据集.其次,通过比较4种经典的机器学习模型,即CatBoost,Random Forest,XGBoost,LightGBM,并筛选出泛化能力最强的模型.随后,利用SHAP(Shapley Additive Explanation)归因方法对最优模型进行解释以揭示单个风险因素效应以及影响重要度排序.最后,基于单因素分析,探究建成环境与事故特征之间的交互效应.研究表明:相同的特征在单因素以及双因素交互分析中对事故影响机制存在差异.在单因素分析中,季节、交通方式这2项因素对致命事故具有显著的正向影响;而主干路密度、快速路密度、工业用地比例、现场形态、道路物理隔离这5项因素对致命事故有着显著的负向影响.在双因素交互分析中,高主路密度与秋冬季节交互以及低工业用地比例与春季交互等对致命事故具有正向影响;而高工业用地比例与行人交互则产生了负向影响.本文成果可为相关人员提供准确的影响交通事故严重程度的相关因素,为优化和建设城市交通系统提供一定的理论支撑.

    交通工程事故严重程度分析CatBoost模型城市道路交通事故建成环境交互效应

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    寒区电动公交充电站选址及定容规划研究

    胡晓伟宋帅邱振洋王健...
    281-292页
    查看更多>>摘要：寒区低温环境导致电动公交动力电池容量衰减,充电设施服务范围及规划数量受到影响,给电动公交充电站选址及定容规划带来挑战.为提高电动公交充电站的低温适应性,提出针对寒区电动公交充电站的选址算法及定容模型.首先,在选址规划中,构建充电站渐进覆盖服务半径,利用改进近邻传播聚类算法确定充电站选址点,基于算法聚类中心构建充电站Voronoi图划分充电集群.其次,在定容规划中,构建动力电池低温容量衰减模型,确定寒区电动公交的充电需求;基于容量有限的截尾排队论模型建立充电站有效服务强度、拒绝服务率及充电满意度等约束;引入成本权衡系数,以规划年限内全社会成本最小为优化目标,建立寒区充电站定容规划模型,并设计遗传算法进行求解.最后,以哈尔滨市市区电动公交充电站选址定容规划为例进行分析,算例结果得到9个充电站选址点及其充电集群,以及各充电站的充电机配置数量和各项成本.针对环境温度和成本权衡系数进行灵敏度分析,结果表明:寒区低温环境对充电站的充电机配置数量和各项成本有显著影响,合理权衡充电站和电动公交两者利益有助于提高充电服务满意度,降低全社会成本.

    城市交通选址定容规划近邻传播聚类算法电动公交充电站寒区低温环境电池容量衰减

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    高速铁路信号系统碳排放边界划分及分析

    苏鹏飞王果闵永智陶金豆...
    293-303页
    查看更多>>摘要：准确量化高速铁路信号系统的碳排放量,对高速铁路碳排放核算及低碳化发展有重要意义.本文提出在计算其碳排放时需要综合考虑信号系统相关关联活动的思路,并划分信号系统的碳排放边界;提出基于能源消耗的信号系统碳排放计算方法,进一步利用碳流理论分析计算信号系统内各设备的相关碳流指标;最后以甘肃省兰州西高铁站为例进行分析,验证本文所提方法的可行性和有效性.结果显示,控制及监测系统的碳排放主要与电力碳排放因子有关,维护保养电码化设备所产生的碳排放平均仅有0.12 kgCO2·d-1;信号系统各设备间的平均支路碳流密度为0.0076 kgCO2·kWh-1,各设备的节点碳势与支路碳流密度相等.结论表明,各子系统的碳排放量主要和其能耗类型有关,电能消耗引起的间接碳排放是信号系统碳排放的主要组成部分,信号系统相关活动引起的直接碳排放与一次能源消耗成正比.

    铁路运输碳排放边界划分碳流理论信号系统碳排放量计算碳流指标

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    混合蒸发气动力下液化天然气海运航线配船优化

    赵瑞嘉孙宇轩牛东翔谢新连...
    304-312页
    查看更多>>摘要：液化天然气运输船舶在航行过程中,可利用其装载货物的自然蒸发气与强制蒸发气作为船舶动力燃料.根据这一实际情况,提出混合蒸发气动力模式下液化天然气海运航线配船优化方法.通过构建船舶航速、蒸发气消耗量及航次交付量之间的关联函数,权衡液化天然气强制蒸发量与航次成本间的反馈关系.考虑自有船和定期租船、航次运输时间、蒸发损失等因素,以液化天然气船队年运营成本最低为目标,设计混合蒸发气管理策略,建立液化天然气海上运输航线配船与航速联合优化模型.根据模型特点,将遗传算法与优化软件相结合,提出基于模型分解的嵌套求解算法.最后,以航运企业实际运营数据为背景开展案例分析,计算结果表明,采用混合蒸发气管理策略可使航运企业运营成本降低7.13%,船队闲置率降低4.8%.敏感性分析结果表明,随液化天然气现货价的增高,采用混合蒸发气管理策略调整强制蒸发气用量对企业运营成本的降低效果更加显著.

    水路运输航线配船联合优化液化天然气蒸发气管理

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