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土地利用与城市轨道交通客流的非线性关系

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 43-51页

作者：魏丽英石晶晶北京交通大学交通运输学院北京100044

城市轨道交通站点影响范围内土地利用对客流影响具有时空分异特征且存在类型差异,为针对性探讨不同站点两者的复杂非线性关系,提出一种基于土地利用空间分布规律、对站点实际影响范围进行差异化识别的方法;并通过分时段多尺度地理加权回... 详细信息

城市轨道交通站点影响范围内土地利用对客流影响具有时空分异特征且存在类型差异,为针对性探讨不同站点两者的复杂非线性关系,提出一种基于土地利用空间分布规律、对站点实际影响范围进行差异化识别的方法;并通过分时段多尺度地理加权回归,获取能够表征土地利用对客流影响时空变化特征的站点聚类指标,采用K-means++算法将研究区域内的站点划分为4类;进而基于改进的梯度提升决策树模型分类定量探讨不同类别下土地利用与轨道交通客流的复杂非线性关系。研究表明:通过捕捉不同站点土地利用与客流的时空分异特征对站点进行分类识别,可有效提升两者非线性关系模型的解释度。根据模型输出结果,发现不同类别站点影响轨道交通客流的关键土地利用要素不同,第1类中关键变量为相对重要性分别为61.35%和30.08%的公交站点数量和慢行密度;第4类的情况类似但相对数值有所变化,公交站点数量的相对重要性由61.35%下降至30.31%;建筑密度在第2类中以66.57%的相对重要度占据最大比例;但在第3类中仅占5.59%。此外,不同类别站点影响范围内土地利用与轨道交通客流的关系存在较为显著且各异的阈值效应。研究表明,对于不同类别站点的用地开发应各有侧重,且应结合实际将土地利用设计指标控制在相应的合理范围内。研究为差异化的站点周边土地利用开发策略的制定提供了理论支持和量化指导。

关键词：多尺度地理加权回归土地利用空间差异性阈值效应梯度提升决策树轨道交通客流

“一带一路”沿线省域交通碳排放影响因素时空异质性

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环境科学 2024年第8期45卷 4636-4647页

作者：赵红星石璟晶何瑞春马昌喜兰州交通大学交通运输学院兰州730070

选取“一带一路”沿线17个省(自治区、直辖市)行政单位作为基本空间单元,核算2000~2021年“一带一路”沿线省域交通碳排放,在利用空间自相关法分析交通碳排放时空分异特征的基础上,结合固定效应回归模型和地理探测器探究交通碳排放影响... 详细信息

选取“一带一路”沿线17个省(自治区、直辖市)行政单位作为基本空间单元,核算2000~2021年“一带一路”沿线省域交通碳排放,在利用空间自相关法分析交通碳排放时空分异特征的基础上,结合固定效应回归模型和地理探测器探究交通碳排放影响因素的时空异质性.研究发现:①“一带一路”沿线省域交通碳排放具有显著的空间正相关性,整体呈上升趋势.并且交通碳排放高低值聚类演变在空间上呈现出两极分化的特征,高值聚类区主要分布在开放先行区,低值聚类区主要分布在丝路核心区.②对外开放水平和机动车保有量是交通碳排放的正向驱动因素,能源强度、交通运输结构、行业发展规模和政府干预程度是交通碳排放的负向驱动因素.③能源强度和交通运输结构是交通碳排放空间分异的主要驱动因子,且多数因子在与其他因子空间叠加后会产生非线性增强作用,即驱动因素之间存在较强的协同性.结果表明“一带一路”沿线省域交通碳排放受周边地区影响且影响程度不断加强,同时交通碳排放关键驱动因素之间存在协同作用.因此建议“一带一路”沿线省域充分考虑交通碳排放影响因素的时空异质性特征,制定差异化的交通碳减排政策.

关键词：交通碳排放时空异质性地理探测器影响因素 “一带一路”

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无信控交叉口驾驶人潜在危险感知能力评估

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 127-135页

作者：彭金栓成家佳赵刘昌罗霜袁浩徐磊重庆交通大学交通运输学院重庆400074

为量化无信控交叉口驾驶人潜在危险的感知能力,组织驾驶人实车驾驶试验,实时采集驾驶人眼动特征参数。解析熟练和非熟练驾驶人直行通过无信控交叉口模式下的扫视和注视规律,引入马尔科夫链模型,阐释驾驶人注视转移特性,揭示驾驶人视觉... 详细信息

为量化无信控交叉口驾驶人潜在危险的感知能力,组织驾驶人实车驾驶试验,实时采集驾驶人眼动特征参数。解析熟练和非熟练驾驶人直行通过无信控交叉口模式下的扫视和注视规律,引入马尔科夫链模型,阐释驾驶人注视转移特性,揭示驾驶人视觉搜索与潜在危险感知特性的内在联系。结合熟练和非熟练驾驶人各映射指标下的统计学分析,萃取驾驶人潜在危险感知能力表征参数。基于灰色近优综合评价法,构建驾驶人在无信控交叉口场景下的潜在危险感知能力评估模型。研究表明:直行条件下,无信控交叉口下非熟练驾驶人的水平搜索广度、垂直搜索深度和扫视强度显著低于熟练驾驶人;相较于熟练驾驶人,非熟练驾驶人兼顾道路两侧信息的能力较弱,且注视概率的适时调配机制不够灵活;熟练驾驶人在无信控交叉口的潜在危险感知得分比非熟练驾驶人高31.2%;熟练驾驶人中,男性潜在危险感知能力明显强于女性,而性别对非熟练驾驶人感知绩效无显著影响。研究结果可丰富防御性驾驶相关理论体系,为无信控交叉口交通设施的优化和完善,驾驶人安全教育及评估等提供重要参考。

关键词：交通工程潜在危险感知评估马尔科夫链无信控交叉口兴趣区域驾驶行为

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基于特征复用机制的航拍图像小目标检测算法

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 437-448页

作者：邓天民程鑫鑫刘金凤张曦月重庆交通大学交通运输学院重庆400074

针对无人机(UAV)航拍图像检测存在的小目标检测精度低和模型参数量大的问题,提出轻量高效的航拍图像检测算法FS-YOLO.该算法以YOLOv8s为基准网络,通过降低通道维数和改进网络架构提出轻量的特征提取网络,实现对冗余特征信息的高效复用,... 详细信息

针对无人机(UAV)航拍图像检测存在的小目标检测精度低和模型参数量大的问题,提出轻量高效的航拍图像检测算法FS-YOLO.该算法以YOLOv8s为基准网络,通过降低通道维数和改进网络架构提出轻量的特征提取网络,实现对冗余特征信息的高效复用,在较少的参数量下产生更多特征图,提高模型对特征信息的提取和表达能力,同时显著减小模型大小.在特征融合阶段引入内容感知特征重组模块,加强对小目标显著语义信息的关注,提升网络对航拍图像的检测性能.使用无人机航拍数据集VisDrone进行实验验证,结果表明,所提算法以仅5.48 M的参数量实现了mAP0.5=47.0%的检测精度,比基准算法YOLOv8s的参数量降低了50.7%,精度提升了6.1%.在DIOR数据集上的实验表明,FS-YOLO的泛化能力较强,较其他先进算法更具竞争力.

关键词：无人机(UVA)图像目标检测 YOLOv8 轻量化主干 CARAFE

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基于竞争情景的双枢纽航线网络优化模型

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2902-2911页

作者：何湘妮李艳华阳杰北京交通大学交通运输学院北京100044

针对双枢纽机场不属于同一机场集团的航线网络重合问题,以机场为视角优化航线网络布局,提出竞争情景下的双枢纽航线网络优化模型。在P枢纽中位问题航线网络构建思想的基础上,以旅客计划延误成本和航线重合成本最小为目标,考虑双枢纽机... 详细信息

针对双枢纽机场不属于同一机场集团的航线网络重合问题,以机场为视角优化航线网络布局,提出竞争情景下的双枢纽航线网络优化模型。在P枢纽中位问题航线网络构建思想的基础上,以旅客计划延误成本和航线重合成本最小为目标,考虑双枢纽机场直飞和中转航线、旅客需求、中转航程等因素,建立了竞争情景的无容量限制严格多分配0-1整数规划双枢纽航线网络优化模型,并使用交互式的线性和通用优化求解器(LINGO)对模型进行求解。选取成渝机场群成都双流机场和重庆江北机场作为双枢纽进行实例分析,通过不同航线重合成本研究航线网络优化问题。结果表明:优化后的目标函数值下降明显,计划延误成本下降率随航线重合成本的升高而减小,其中,航线重合成本为2000元和3000元时,目标函数值的下降率最高,分别为32.8%和32.6%,此时航线网络计划延误成本和航线重合成本的平衡效果最好。可见,所提模型可以在充分考虑双枢纽机场竞争关系、兼顾计划延误成本的同时降低航线重合率,从而减少航线冗余导致的资源浪费,为存在竞争关系且追求协同发展的双枢纽合理调整航线网络提供指导。

关键词：航线网络双枢纽航线重合成本计划延误成本 P枢纽中位多目标整数规划

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考虑机会充电与行程时间可靠性的区域多车型电动公交调度优化

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交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 151-165,187页

作者：姚恩建王鑫刘莎莎杨扬李成北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044 北京交通大学交通运输学院北京100044 交通运输部科学研究院城市公共交通智能化交通运输行业重点实验室北京100029

为提高电动公交系统运营效率,降低运营成本,本文提出一种考虑机会充电和行程时间可靠性的电动公交调度优化方法。首先,基于区域调度场景,提出在线路始末站配备快速充电桩,利用车次接续时间进行机会充电的策略;然后,考虑行程时间的随机波... 详细信息

为提高电动公交系统运营效率,降低运营成本,本文提出一种考虑机会充电和行程时间可靠性的电动公交调度优化方法。首先,基于区域调度场景,提出在线路始末站配备快速充电桩,利用车次接续时间进行机会充电的策略;然后,考虑行程时间的随机波动,以表征特定可靠性的预留行程时间作为模型输入生成调度方案,同时,将发车延误成本纳入目标函数中,综合考虑公交企业从规划到运营阶段的整体效益,构建以总成本最小为目标的区域多车型电动公交调度优化模型,针对模型特点,设计自适应大邻域搜索算法进行求解;最后,以北京市大兴区4条公交线路为例,验证模型和算法的有效性。结果表明:基于本文方法得到的最优调度方案相较于传统单线路单车型调度方案,能使企业日均总成本下降37.93%,平均每辆车的发车延误时长减少5.63 min,说明本文所提方法能有效降低企业成本,提升公交系统可靠性。相较于不考虑机会充电和行程时间可靠性的区域多车型运营模式,本文最优方案能使总成本下降28.67%。此外,通过灵敏度分析,建议公交企业以240 kW的充电功率进行快速充电资源的配置,以90%的行程时间可靠性进行电动公交调度方案的编制。

关键词：城市交通区域调度自适应大邻域搜索电动公交机会充电行程时间可靠性

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站点需求响应的电动模块公交车重组调度优化

中国公路学报 2024年第4期37卷 24-36页

作者：高虹刘锴姚恩建大连理工大学交通运输学院辽宁大连116024 北京交通大学交通运输学院北京100044

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好... 详细信息

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好解决乘客在车站的滞留问题。模型以单公交线路为研究对象,通过优化电动模块车在组合站点的容量重组操作和不同班次间的序列决策,旨在最小化包括车辆派遣、运营能耗等多项成本在内的总成本。特别考虑到模块车电池容量较小等特点,调度模型强调了车辆个体的能耗限制和充电计划。针对提出的混合整数非线性规划模型,引入辅助变量将约束中所涵盖的非线性部分转化为线性约束,增强模型的可求解性。采用郑州市电动公交实际运营数据提取的多项参数作为模型输入,将优化后的车辆使用数、系统总成本、未服务乘客的惩罚成本以及充电成本等多项指标与其他2种调度策略进行对比。结果表明:相较于传统电动公交,考虑站点需求响应的模块车调度策略可使系统总成本降低约26.6%,特别是站点间动态容量调整的优势可以使滞留乘客的人数降低95.4%,提高公共交通服务的便民性;与非站点响应的模块车调度模式相比,总成本也降低约7.3%,其中运营和充电成本的减少最为显著。最后展开敏感性分析为实际运营中关于车型选择、电池容量配置以及寻找乘客服务水平和运营经济性二者的均衡点提供了决策依据。

关键词：交通工程电动模块车调度优化站点需求响应乘客滞留充电决策

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考虑近邻度值之和的城市轨道网络抗毁性研究

系统仿真学报 2024年第9期36卷 2127-2136页

作者：李淑庆宋易宵钟国剑重庆交通大学交通运输学院重庆400074

为解决城市轨道交通站点或线路失效引发的网络级联瘫痪问题,考虑了网络节点一阶邻域的影响作用,基于非线性容量负载模型,提出了负载分配阻抗系数,并建立了考虑近邻度值之和的非线性容量负载优化模型,通过优化负载结构来调整节点在负载... 详细信息

为解决城市轨道交通站点或线路失效引发的网络级联瘫痪问题,考虑了网络节点一阶邻域的影响作用,基于非线性容量负载模型,提出了负载分配阻抗系数,并建立了考虑近邻度值之和的非线性容量负载优化模型,通过优化负载结构来调整节点在负载重分配时的备择概率,减少级联过程中节点的失效数,提高网络抗毁性。以重庆市轨道网络为实例应用,仿真分析网络在两种模型下的抗毁性。结果表明:优化模型中负载容忍系数的增大对网络抗毁性的改善效果更显著;优化模型中节点的负载分配阻抗系数越大,节点在负载重分配时的备择概率越低,越不容易发生级联过载。

关键词：轨道网络非线性容量负载模型近邻度值之和负载分配阻抗系数抗毁性

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高速铁路预售期旅客购票量分布预测

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 13-25页

作者：徐光明林珊珊米希伟王凯胡心磊中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 北京交通大学交通运输学院北京100044

在预售前(相隔31 d)预测高速铁路预售期旅客购票量分布是铁路企业精准进行收益管理的前提。基于高速铁路预售模式和旅客售票数据,分析预售期内各预售日旅客购票量的相关性,探究预售期旅客购票量分布的影响因素。综合考虑出发日特征以及... 详细信息

在预售前(相隔31 d)预测高速铁路预售期旅客购票量分布是铁路企业精准进行收益管理的前提。基于高速铁路预售模式和旅客售票数据,分析预售期内各预售日旅客购票量的相关性,探究预售期旅客购票量分布的影响因素。综合考虑出发日特征以及旅客购票量分布时序特征的影响,构建了考虑多输出间关联性的最小二乘支持向量回归-卷积长短期记忆网络(MLSSVR-ConvLSTM)模型。以京沪高铁线路中上海虹桥站至北京南站、上海虹桥站至徐州东站、上海虹桥站至无锡东站这3种不同距离OD旅客为例,进行预售期旅客购票量分布预测实例分析。研究结果显示:MLSSVR-ConvLSTM模型预测结果较好地反映了真实的预售期旅客购票量分布的变化趋势,平均绝对百分比误差为6.7%~11.0%,预测效果优于多元线性回归(MLR)、K近邻回归(KN)、极致梯度提升算法(XGBoost)、支持向量回归机(SVM)、多输出最小二乘支持向量回归(MLSSVR)和卷积长短期记忆网络(ConvLSTM)等模型,验证了所提出模型的合理性和有效性。进而表明,在构建预售期旅客购票量分布预测模型时,考虑预售期旅客购票量分布整体性以及各类因素的综合影响可有效地提高模型预测精度。所提出的预售期旅客购票量分布预测模型可以为铁路企业制定动态票额分配和浮动票价等政策提供理论支撑。

关键词：高速铁路预售期旅客购票量分布预测 MLSSVR-ConvLSTM模型售票数据