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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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    氢燃料电池公交研究文献综述及展望

    刘涛郭家新韩莹唐春艳...
    1-13,23页
    查看更多>>摘要:氢燃料电池公交车的使用有助于减少碳排放和促进交通运输系统的可持续发展.本文通过检索国内外相关数据库,系统梳理了氢燃料电池公交的国内外相关研究文献,分别从发展氢燃料电池公交的可行性与前景,氢燃料电池公交系统评估及与其他公交方式的对比分析,氢燃料电池公交的社会接受度,氢燃料电池公交的规划与运营管理,以及氢燃料电池公交的安全性分析这5个方面,对国内外氢燃料电池公交研究的相关文献进行综述.研究发现:由于氢燃料电池公交目前仍处于探索发展阶段,关于其可行性、系统评估和社会接受度的研究相对较多,而关于其系统规划与运营管理和安全性分析的研究还相对较少;我国虽然在氢燃料电池公交领域的科学研究和实践起步较晚,但目前已处于世界前列;在政策支持和市场需求的双重推动下,氢燃料电池公交在我国正快速发展.基于文献综述内容,本文进一步分析了现有研究存在的不足,提出后续研究的建议.研究认为:可以从降低氢燃料电池公交成本,提升氢燃料电池公交基础设施建设,提高氢燃料电池公交社会接受度,以及加强氢燃料电池公交安全管理这4个方面进一步开展深入研究,尤其需要加强氢燃料电池公交电池技术革新、配套基础设施建设以及运行安全保障的研究.未来氢燃料电池公交将在旅游景区运输、大型体育赛事交通运输、城市交通运输及城际长途运输等交通运输场景具有广阔的应用前景.学术界和工业界应主动结合氢能产业和交通运输发展的相关政策要求和实践需求,针对氢燃料电池公交发展的重点与难点,持续开展深入研究,共同助力氢燃料电池公交的健康可持续发展.

    城市交通可行性与前景对比分析氢燃料电池公交社会接受度安全性分析

    融合麻雀搜索与长短时记忆的疆煤铁路外运量预测

    李海军张晓洋高如虎魏德华...
    14-23页
    查看更多>>摘要:为准确预测新疆煤炭铁路外运量,本文提出一种融合麻雀搜索算法与长短时记忆网络的(SSA-LSTM)预测模型,模型引入麻雀搜索算法对长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型的超参数进行优化,以提高模型预测性能.以2015-2022年新疆煤炭铁路外运量数据为基础,综合考虑经济、运输等多种因素,对各影响因素的灰色关联度进行计算,验证所选因素与预测指标具有较强的关联度.对影响因素中的GDP数据进行消费者价格指数(Consumer Price Index,CPI)处理,并将处理后的数据输入模型进行预测,最后应用该模型对未来新疆煤炭初、近、远期铁路外运量进行预测.研究结果表明,SSA-LSTM模型的预测效果显著优于BP(Back Propagation)神经网络和传统LSTM模型,平均绝对百分比误差(MAPE)为0.88%,均方根误差(RMSE)为49.9.同时,与未经CPI处理的预测相比,经过CPI处理后预测误差更小,MAPE和RMSE分别降低了75.8%和56.2%.本文为新疆煤炭铁路外运量预测提供了一种有效方法,为疆煤外运通道设计提供了重要数据支撑.

    铁路运输疆煤铁路外运量SSA-LSTM模型灰色关联分析预测

    米字形高铁网对区域社会经济高质量发展的影响

    悦国勇胡昊
    24-36页
    查看更多>>摘要:以全国首个米字形高铁网为研究对象,从空间格局、经济发展、社会发展及生态环境这4个维度分析其对区域高质量发展的影响;构建影响评价模型,建立多维度指标评价体系,并对影响效果进行量化分析.结果表明:米字形高铁网建成开通,使河南省际和省内加权平均旅行时间大幅缩短至4.90 h和1.62 h,改善幅度达到65.6%和37.8%;区域联系强度显著增强,逐步形成以省内联系为主,向东北及东南方向稳步拓展的"中心-外围"式发展结构;郑州高铁枢纽首位度由1.90稳步升至2.83,核心枢纽地位进一步巩固;采用双重差分模型验证了米字形高铁网对河南省各地市社会固定资产投资、外资利用规模、人均GDP、城镇化率及就业升级指数等经济和社会发展指标均具有正向促进作用;铁路客运综合能耗优化量和综合营运减排量稳步提升,工业废气SO2排放量降低,生态环境效果显著.

    交通运输经济高质量发展双重差分模型米字形高铁网区域经济

    京雄城际铁路全生命周期能耗及碳排放研究

    曹猛袁振洲杨洋聂英杰...
    37-44,55页
    查看更多>>摘要:城际铁路作为绿色运输骨干,对减少能源消耗和实现"碳达峰碳中和"目标起到支撑作用,本文通过对我国城际铁路发展及能耗现状进行分析,基于"双碳"背景下对规划设计、施工建造、运营等全生命周期能耗及碳排放进行研究,考虑节能减排、绿化碳汇等措施影响,以京雄城际铁路为典型案例进行分析.研究结果表明,规划设计阶段勘测产生的碳排放占比很小,运营期年均能耗占比最大,约占全生命周期年均总综合能耗的74.9%,建材生产阶段(折算100 a)年均能耗占比约22.4%,考虑节能减排以及绿化固碳等措施效果明显,年均能耗可节约12%左右;与国内外同类铁路能耗指标类比分析,单位运输牵引能耗指标为6.42 tce·(106人公里)-1符合预期,并对照转移公路出行客运量减碳效果明显,节省碳汇交易总额约61267万元,产生的社会效益较大.本文为构建绿色低碳城际铁路碳排放双控指标体系提供了参考和借鉴.

    铁路运输碳排放全生命周期京雄城际能耗指标

    碳达峰背景下沿海城市群道路交通节能减排潜力

    张兰怡徐艺诺王硕谢郑一...
    45-55页
    查看更多>>摘要:基于我国"双碳"目标战略,为探究沿海城市群道路交通节能减排潜力,本文以福建省沿海城市群为研究对象,构建长期能源替代规划系统模型,设置3个一级情景与4个二级子情景.通过调整机动车保有量及燃油经济性等因素模拟分析研究区域道路交通的减排潜力与趋势.研究结果表明:在所有情景中,改进政策情景(MPS)表现出最优的节能减排效果,其节能减排潜力最大.与基准情景相比,到2035年,MPS情景有望实现节能59.3%.该情景下温室气体与污染物排放的趋势均呈现显著下降,减排效果显著.从具体车型的节能减排潜力来看,在MPS情景下,小型载客汽车(汽油)、重型载货汽车(柴油)和轻型载货汽车(汽油)具有最大的节能潜力;8种车型的碳排放可在2025年达峰;且污染物排放能有效控制,其中重型载货汽车(柴油)的污染物减排潜力最大.研究证实推进综合政策落实,加快传统燃料汽车的淘汰以及优化道路车辆结构等措施,将对实现绿色低碳目标产生积极影响.通过模型模拟,福建省沿海城市群道路交通系统有望在2030年前实现显著的节能减排效果.

    城市交通减污降碳LEAP模型道路交通能源消耗沿海城市群

    车联网公交系统动态时空优先控制研究

    李哲苟杨扬李震尧李敖...
    56-64页
    查看更多>>摘要:为提升公交专用道全时段利用效率,减轻连续公交专用道交叉口节点的车辆延误,本文在分析适用交通流量条件的基础上,从空间和时间两个维度出发,探索车联网环境下公交系统动态时空优先协同控制方法.在空间维度,设置间歇式公交专用进口道,并对清空距离等4个动态区间制定车辆运行控制策略.在时间维度,基于深度强化学习通过绿灯延长和红灯早断的方法动态调整信号配时.使用SUMO和Python构建仿真验证平台,设计原方案、空间优先、时间优先、时空协同优先这4种控制策略和3种饱和度情景的对比仿真实验.结果表明,在饱和度分别为0.2、0.5和0.8时,时空协同优先方案相较于原方案平均延误分别降低了40.96%、39.93%和28.20%.低饱和度下,空间优先效果明显;中饱和度下,时间优先效果明显.设置间歇式公交专用进口道可能导致公交自车延误稍有增加,但是整个交叉口的平均延误显著降低.本文提出的车联网公交系统动态时空优先控制方法能够保证公交优先的同时,有效提高交叉口通行效率.

    智能交通动态时空优先深度强化学习间歇式公交专用进口道车联网清空距离

    基于动态轨迹规划的自动驾驶车辆协同换道方法

    刘淼淼刘晓晨朱明月魏泽平...
    65-78页
    查看更多>>摘要:传统的多车协同缺乏对目标队列和换道车辆信息的有效利用,为考虑动态信息变化对换道过程的影响,本文提出基于动态轨迹规划的自动驾驶车辆协同换道控制方法.首先,针对自动驾驶环境下单车进入车辆队列的研究场景,提出基于实时动态信息的协同换道控制框架,在考虑换道车辆与目标队列车辆的合作以及换道行为给目标队列带来影响的基础上,构建非换道期间和换道期间的纵向协同控制模型;之后,在换道车辆发出换道请求并满足换道触发条件后,考虑队列纵向协同目标,根据纵向速度变化动态规划每一时刻的期望轨迹,提出基于正弦曲线的动态换道轨迹规划方法,得到安全和可靠的轨迹曲线,并采用模型预测控制的轨迹跟踪控制算法,实现实时轨迹跟踪;最后,通过搭建Prescan-Simulink联合仿真平台,设计多组不同速度工况下的仿真实验,以及设置传统基于前车—跟随策略的控制算法与本文的控制策略进行对比,综合分析换道触发时间、队列稳定时间和速度波动幅度这3项指标,验证本文控制策略的有效性和可行性.仿真结果表明:本文所设计的协同换道控制策略和传统方法相比,队列的平均稳定时间缩短了34%,队列的速度波动幅度保持稳定,并在不同相对速度的工况下,均能够实现车辆安全和高效地换道.

    智能交通协同换道动态轨迹规划网联自动驾驶车辆协同换道控制架构

    基于改进视觉算法的自动驾驶风险预判模型

    赵红专张继康潘佳雯袁泉...
    79-90,139页
    查看更多>>摘要:针对传统车辆切入过近导致自动驾驶产生脱离的问题,本文提出一种YOLOV7-Tiny(You Only Look Once Version 7 Tiny)和SS-LSTM(Strong Sort Long Short Term Memory)的自动驾驶风险预判模型.首先,模型改进了视觉目标检测模型YOLOV7-Tiny,增加小目标检测层;其次,引入SimAM(A Simple,Parameter-Free Attention Module for Convolutional Neural Networks)无参注意力机制模块,优化训练损失函数,并对其目标车辆进行轨迹跟踪及预测,通过改进的多目标跟踪算法StrongSORT(Strong Simple Online and Realtime Tracking)的短期预测不断矫正LSTM(Long Short Term Memory)的长期预测,即建立SS-LSTM模型,并将预测的超车轨迹与智能网联车自身轨迹在同一时间纬度下进行拟合,得到传统车辆切入时的风险预判模型.实验结果表明,本文的自动驾驶风险预判方法有效预判了传统车辆切入时的风险.仿真实验表明,改进YOLOV7-Tiny相比于原有算法mAP(mean Average Precision)提高了2.3个百分点,FPS(Frames Per Second)为61.35 Hz,模型大小为12.6 MB,模型满足车载端轻量化的需求.实车实验表明,根据SS-LSTM模型所得到的风险预判准确率为90.3%.

    交通工程风险预判YOLOV7-Tiny自动驾驶长短期记忆网络轨迹预测

    基于图像序列分析的城市道路交通事故预测

    胡正华周继彪毛新华张敏捷...
    91-102页
    查看更多>>摘要:为进一步提高路网交通事故预测的准确性,本文提出一种基于图像序列分析的短时交通事故预测方法.首先,使用过采样方法对微信小程序采集的交通事故数据进行插值处理,来消除事故数据内部大范围零值对模型训练准确性的影响;并将其与路网的流量数据及与引发事故相关的属性数据进行融合,得到稳定的时间序列作为模型的输入数据.然后,构建一个具有密集连接卷积的双向ConvLSTM U-Net(BCDU-Net)模型.该模型结合了一组双向ConvLSTM结构,将编码层和解码层的特征进行融合,以更全面地捕捉序列数据中的时空相关性.同时,模型还采用密集连接卷积结构,使特征图在深度方向上相互拼接,确保每一层都能够直接从损失函数中访问梯度.最后,通过将预测结果与实际交通事故数据的比较评价了模型的性能.结果表明,本文模型的预测结果相比全连接长短期记忆网络(FC-LSTM)模型,卷积长短期记忆网络(ConvLSTM)模型和U-Net模型,交叉熵损失函数分别降低了65.96%、15.70%和3.47%,均方根误差分别降低了21.48%、3.13%和1.71%,精确度分别增加了75.06%、11.82%和3.08%.说明本文所提出的方法在预测城市道路交通事故时具有更好的性能.

    智能交通交通事故预测深度学习交通安全BCDU-Net模型

    考虑速度模式的纯电动公交进出站生态驾驶策略

    张雅丽付锐魏文辉袁伟...
    103-115页
    查看更多>>摘要:新能源汽车的大力推广给节能减排带来新机遇的同时,也突显出由于动力系统与传统燃油车存在差异,驾驶人延用传统燃油车的操作方式与驾驶习惯引起电动汽车能耗高的问题.为增加进站能量回收,减少出站能量消耗,本文考虑实际进出站速度模式建立进出站生态驾驶策略.首先,采集纯电动快速公交自然驾驶数据,分析其与燃油公交车的能量消耗差异性.其次,剖析实际进出站速度模式,并基于此分别建立5种考虑速度模式的进站减速策略和出站加速策略,对比能源消耗率分别确定进站和出站生态驾驶策略.之后,在基于速度模式生态驾驶策略的基础上,建立基于快速基因非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)的生态驾驶策略.最后,利用3种驾驶风格下的实际进出站数据验证两种生态驾驶策略的节能效益.结果发现,基于速度模式和NSGA-Ⅱ的生态驾驶策略对耗能型、一般型和节能型这3种驾驶风格的节能率分别为17.04%/23.58%、14.76%/21.48%和5.78%/13.21%,提出的策略对于耗能型驾驶风格的节能率最高,其次为一般型,对节能型驾驶风格的节能率最低.基于NSGA-Ⅱ的策略比基于速度模式的策略节能7.89%.

    城市交通生态驾驶策略多目标优化纯电动公交进出站速度模式