城市危险品道路运输网络的设计和分析

为了更好地研究道路危险品运输网络的拓扑特性,通过分析危险品道路运输路径选择模型特点和所面临的问题,建立了适用于危险品道路运输网络的、规范的、准确的一套体系和标准。以成都市为例,使用Arc GIS和Matlab软件初步设计和建立了道路危险品运输拓扑网络,统计了相关拓扑基础数据,并仿真生成相同规模的随机拓扑网络。对比发现:成都市危险品道路运输拓扑网络具有随机网络特性,主要表现为节点度频次分布服从泊松分布。分别通过线性拟合、高斯拟合、幂律拟合,以拟合优度值选择发现:节点度累积概率分布服从泊松分布;节点度分布中的主要集中节点度为2~4,平均节点度为2.968 2。这些表现特征可为危险品运输相关政府部门、运输公司提供危险品道路运输网络设计相关的科学有效方法。     

基于范围经济的运输网络扩张竞争优势分析

为探明运输网络扩张的竞争优势,阐述了取得规模经济的3种途径:密度经济、幅员经济和范围经济在运输网络中的实现方式,认为运输网络扩张主要在于扩大网络覆盖区取得的范围经济。在此基础上,根据传统的线性运输边际收益函数与边际成本函数,建立了对称运输网络利润最大化时的最佳运量与最大收益模型,证明了运输网络扩张时的最佳运量和利润随网络覆盖区扩大而增长,最优价格随运输网络扩张而下降,并通过算例对理论性结论进行了验证。结果分析表明:运输网络的扩张具有运输价格和利润的竞争优势,所表现的运输范围经济主要源于网络扩张时运量增加产生的密度收益。     

综合运输网络中的公路交通量分析与预测探讨

在综合运输网络中,公路与铁路、水运等运输方式间的竞争与协作关系日益复杂。而传统公路项目交通量预测往往从公路交通系统自身的角度出发,割裂了公路交通与其他运输方式之间的复杂关系,因而影响了预测结果的可靠性。本文以国道主干线上海至成都高速公路(沪蓉高速)麻城至武汉段为例,站在综合运输的全局角度,在全面分析公路、铁路运输特性及其对综合运输分担的影响的基础上,提出了综合运输网络下的公路项目交通量分析与预测方法,并在方式分担预测过程中创造性地引入了LOGIT模型修正系数以提高其可靠性,从而保证了交通量预测的精度和准确性,以利于客观反映出公路项目在综合运输网络中的客货运地位和作用。     

考虑有限理性和公平性的危险品运输网络优化

针对含有风险控制的危险品运输网络优化问题，讨论了运输商的有限理性路径选择行为对运输风险的影响。基于鲁棒优化的方法构建了双层规划模型，通过增加各路段最大风险值的上界约束来实现不同路段之间运输风险分布的公平性，上层规划表示政府部门通过关闭部分路段来最小化最大运输网络总风险、路段最大风险的上界值以及路段关闭总数；下层规划表示有限理性的运输商在考虑感知偏差的情形下选择总成本最小的运输路径。考虑到传统启发式算法容易陷入局部最优解，通过重新定义上下层问题，设计了割平面算法求解该模型，并给出了算例分析。结果表明:虽然有限理性运输商的总成本增加了3.5%，但危险品运输网络的最大总风险下降了约8.4%；通过改变政府部门对各目标的关注度，可以影响有限理性运输商的路径选择行为，使得方差系数和基尼系数分别下降了约36.1%和26.2%，实现了不同路段之间风险分布的公平性目标；在实施车辆限行策略的情形下，针对有限理性运输商的感知偏差进行灵敏度分析，发现运输网络最大总风险的最小值不会改变，但会对路段关闭总数产生影响。在考虑运输商为有限理性决策者的情形下，可为政府部门设计更加符合实际情况的危险品运输网络，从而有效降低运输风险。      

大宗货物公路运输网络结构特征提取

为提取大宗货物公路运输网络结构特征,选择网络总体特征、空间组织、运输联系以及货物种类生成等指标,采用社会网络分析和空间分析方法,构建了考虑实际运量的区域大宗货物公路运输网络结构特征提取方法;基于云南物流大数据平台的实际运单提取7 291条大宗货物公路运输数据,分析了云南省大宗货物公路运输网络的组织结构和货运节点运输联系的空间分异特征,验证了特征提取方法的有效性。结果表明:云南省大宗货物公路运输网络密度为0.023,平均度1.759,特征途径长度2.494,平均聚类系数0.162,为典型的小世界和无标度网络;运输网络整体结构较为疏松,但运行效率较高,呈现"多中心"空间格局;滇中城市经济圈存在小范围的联系强度集聚区,而滇西边境地区之间的点联系强度差异显著。同时,运输网络空间组织呈"散点"布局,受行政区划影响较小。整体上,云南省大宗货物公路运输网络存在5条货运量较大的关键运输通道,并呈现以腾冲、昆明市辖区为主的"双供给中心"发展格局,供给节点货运量整体上处于较高水平,但仍呈"供少需多"的特征;从大宗货物种类的生成特征来看,钢材货物运输的轴辐式指向显著,金属矿石、能源类运输的向心性指向明显,机械设备运输主要集中于滇东地区。     

基于博弈论的危险品运输网络选线

针对运输路段交通事故概率未知的情况,提出同时考虑运输成本和风险的危险品运输网络选线模型,以降低危险品运输事故对沿线居民和周围环境的影响。考虑发生交通事故后有毒气体泄漏的二次事故,对事故后果进行量化,界定为气体覆盖范围内的受影响人数;考虑在实际运输过程中路段的复杂性,采用最短路径算法选取运输成本较低的若干条备选路径,对运输路网进行简化;假设事故由袭击方制造且运输方对多条路径进行组合使用,以运输风险最小为目标,建立基于零和博弈理论的复合选线模型;采用启发式算法对模型进行求解,获得运输方对各条备选路径的选择概率,构成复合选线策略。以上海市道路网液氯运输选线问题作为典型案例,验证复合选线模型的有效性,并将模型得到的复合选线策略与最优单一选线策略的结果进行对比分析。结果表明：复合选线策略的期望受影响人数为184人,而单选线策略的期望受影响人数为374人;复合选线模型能够很好地解决危险品运输路段概率未知的问题,并能很好地指导实际危险品运输,且在降低运输风险方面效果优于单一选线策略;最短路径算法的运用能有效限制运输路径的长度,有利于节约运输成本;启发式算法的运行时间较短,在适当控制备选路径数量的前提下,可以用于更大规模路网下的运输选线工作。     

系统最优的综合客运枢纽动静态配流模型

综合客运枢纽是实现城市各种交通方式间无缝隙换乘的关键节点,决定着整个城市客运系统的运输效率。针对综合客运枢纽通道设计中存在的量化依据不足及交通方式协调问题,结合枢纽自身特性,从成本角度考虑系统最优,建立了固定换乘需求和弹性换乘需求两种情形下,基于系统最优的综合客运枢纽动态、静态配流模型,并设计了应用实例,应用遗传算法加以求解,从而为综合客运枢纽的优化设计提供量化依据。     

综合运输网络下的公路建设项目交通量预测方法研究

传统公路建设项目交通量预测方法往往从公路交通系统自身的角度出发,割裂了公路交通与其他运输方式之间的复杂关系,因而影响了预测结果的可靠性。本文从综合运输的角度出发,提出了基于综合运输网络的公路建设项目交通量预测方法,并对预测方法涉及的具体模型进行了讨论。应用该方法可以客观反映公路与其他运输方式之间的作用关系、准确描述交通量的转移规律、充分把握建设项目在综合运输网络中的作用和地位,使预测结果更加合理、有效。     

线路设计中多方案组合优化算法

为了使设计者从道路线路设计的繁重计算统计工作中解脱出来,在研究了局部方案间内在关联的基础上,提出了将局部方案分解为更小单位的逻辑方案,用有向网络图表示逻辑方案问的拓扑关系,采用节点一弧段联合数据结构来表示网络图;同时基于最短路径理论,提出了在网络图中智能化搜索综合指标最优的逻辑方案集,自动形成整体方案的组合优化算法.研究结果表明:该组合优化算法是正确的,应用该算法能自动生成整体最优的方案,提高了设计效率和水平.     

中欧集装箱海铁复合运输网络脆弱性分析

中欧贸易运输涉及多个港口和车站,构成复杂的运输网络,网络枢纽节点受到自然灾害、安全事故等影响失效,导致网络仅局部连通,进而影响全局效率。为量化分析中欧集装箱运输网络在枢纽节点失效后的网络功能变化程度,基于中欧班列和海运航线网络构建海铁复合运输网络。在此基础上结合负荷-容量级联失效模型提出1种网络脆弱性仿真模型,模型考虑到节点容量、攻击方式及负载分配策略3类影响因素,并设定网络连通性及网络效率为脆弱性测度指标,仿真实验分析影响该网络脆弱性的因素与演化规律,并通过网络效率变化曲线判断了关键节点。结果显示,中欧集装箱海铁复合运输网络共计167个节点,网络具有无标度和小世界特性,度相关性系数为0.13,网络体现弱同配性,度值相近的节点倾向于互相连接;针对枢纽节点的蓄意攻击相比随机失效的网络更脆弱,失效节点数为3时,蓄意攻击下的网络连通性和效率对比随机失效时,分别下降20.15%和37.19%。从影响因素看,基于地理距离对失效节点负载进行重新分配的策略会加剧网络崩溃,节点容量的增加使网络更为鲁棒,当容量冗余系数增到0.2后,脆弱性指标达到临界阈值,外界干扰不再对整体网络产生影响;海港失效对网络效...     

Promoting intermodal freight transport through the development of dry ports in Asia: An environmental perspective

The volume of international trade and freight transport in Asia has witnessed fast growth in recent decades. The resulting environmental impact of freight transport operations has become a major cause of concern. Intermodal transport has gained prominence recently due to its potential to offer door-to-door service through the integration of various modes of transport in the logistics chain, improved coordination and services, and the development of intermodal interfaces. However, few studies have focused on this development in Asia.The development of intermodal transport requires transport links, nodes, and services. The development of dry ports, an important component of intermodal transport, could play a major role in promoting intermodal transport in Asia, including its twelve landlocked countries. Dry ports located in deep inland areas, as opposed to near the sea, would incorporate customs and other related facilities and rail links, as well as provide for transfer, transshipment, and distribution functions for cargo. By encouraging a modal shift, such dry ports would help to ease road traffic congestion and reduce emissions.This study reviews the status of intermodal freight transport in Asia from an environmental perspective. It examines intermodal transport opportunities presented by the development of inland dry ports in hinterland locations. This paper also reviews selected case studies of dry port development in Asia. Finally, we present the lessons to be learned for the promotion of intermodal freight transport from selected Asian countries as well as the policy options available.     

城市桥梁预制装配化绿色建造技术应用与发展

城市桥梁建设中,为避免传统施工方法产生的弊端,采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工的桥梁施工技术能有效缩短施工工期,提高施工质量,减少对城市环境污染.预制装配化施工技术基于"创新、协调、绿色、开放、共享"的发展理念,具有"一优二减三节四降"的优势.装配化绿色施工的基础是设计标准化,预制装配式桥梁上部结构需合理设置接缝...     

多层次公交线网拓扑结构分析

为构建与城市道路等级相类似的分级(层)公交线路,明确不同线路的主体功能,有序而科学的引导乘客的出行行为和习惯,减轻地面道路交通压力的同时创建一个优良的公共交通服务体系,根据城市布局结构和路网架构特征,参考一般的公交线网结构,构建适应多层次公交特点、分别适用于单中心、多中心、分离式组团和带状等4类城市用地布局的公交网络拓扑结构,并提出了串联、并联、叉联和枝联等4种线路连接方式。研究结果可用于指导不同用地布局城市多层次公交线网架构,并为进一步深入研究多层次公交线网的规划设计打下基础。     

套筒加强式圆形钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验

为解决圆形钢管混凝土柱-钢梁单边螺栓节点在地震荷载作用下存在的安全隐患,提出套筒加强式节点。以节点构造方式和梁柱刚度比为主要影响因素,设计10个1/2缩尺比例的圆形钢管混凝土柱-钢梁节点试件,采用柱端加载方式完成了试件的低周反复荷载拟静力试验,观测了试件的破坏过程与破坏模式,分析了各试件的滞回曲线、承载能力、延性和耗能能力、强度与刚度退化等特征参数,系统研究了不同影响因素下套筒加强式焊接节点、栓焊混合节点与传统螺栓连接节点的破损规律差异,并给出了此类节点极限弯矩的计算方法。研究结果表明：节点的破坏模式主要取决于节点的构造方式和梁柱刚度比,套筒加强式栓焊混合节点避免了螺栓松弛、断裂以及焊缝开裂等破坏形式的发生,达到了“强节点,弱构件”的抗震设计要求;套筒结构使节点核心区的焊缝和螺栓共同承受弯矩和剪力,提高了节点强度和梁柱连接的刚度,节点由螺栓连接时的半刚性连接变为刚性连接;与传统螺栓连接节点相比,套筒加强式节点具有更高的承载力和安全储备,其等效黏滞阻尼系数、转角延性系数、弹性及弹塑性层间位移角均满足规范要求,各抗震性能指标良好;节点极限弯距的计算结果与试验结果吻合较好,表明该方法可用于此类节点的设计计算。     

基于多方式广义费用模型的超级交通网络需求预测技术应用

针对综合交通网络规划各方式缺乏有机融合问题，通过建立以虚拟概化线连接的铁路、公路、水运、民航各方式交通线网和火车站、港口、机场等枢纽节点一体衔接的超级交通网络模型，运用广义费用函数计算客货在路网、枢纽及虚拟概化线上流动产生的广义费用，实现各方式交通网络融合。考虑公路客货运周转量占全方式总量比例高，但客货运平均运距短，以县级行政单元为基础将全国划分为2 540个综合交通小区，获取2018年各运输方式全年客货运起讫点（OD）数据，通过聚合、拆分等方法，将各方式OD表叠加形成现状综合交通小区客货运输量OD表；采用总量预测、自上而下分层控制的技术路线，对2050年全国总量、分区域总量和综合交通小区客货运发生吸引量进行预测，计算2050年综合交通小区客货运输量OD，实现各方式运输需求融合。基于Fisk模型，构建组合出行情况下多方式、多类别随机用户均衡分配模型（SUE），采用连续权重平均（MSWA）法对模型进行求解，并通过算例验证了模型和算法的有效性。结果表明：模型能够体现“宜铁则铁、宜公则公、宜水则水”的规划理念，实现乘客组合出行和货物多式联运，预测精度较高。研究成果可应用于宏观交通趋势判断，为实现综合交通网络规划中各方式有机融合提供借鉴，并成功应用于国家综合立体交通网规划研究中。     

基于模糊解释结构模型的客运交通结构优化方法

客运交通结构优化是实现城市交通系统可持续发展的重要方法之一,在提升城市客运交通系统效率方面发挥重要的作用.根据客运交通结构影响因素的性质,建立模糊解释结构模型,将客运交通结构的影响因素划分为4个层次:直接影响感知因素层、间接影响认知因素层、过渡连接因素层和根本性因素层,并使用有向弧对于层级之间与层级内部的影响因素关系进行了连接.根据模型的分析结果可知,城市规模为根本性因素,资金投入为过渡连接因素,道路布局、基础设施、出行者特性为间接影响认知因素.研究结果确定了优化客运交通结构的关键性因素,以哈尔滨市为实例,从交通政策、土地利用、出行方式效用等方面提出了优化城市客运交通结构的建议.      

BP神经网络在公交智能化调度中的应用研究

应用BP神经网络自动生成公交线网的调度方式,研究了公交线路上各站点的客流量统计和预测方法,将BP神经网络与城市公交系统紧密结合,确定了输入变量的构成、变量数据的获取,输入量和输出量的对应关系及实现从输入到输出的对应关系.应用BP神经网络算法确定智能化调度中变量转化,最终自动生成正班车、快车、区间车、准点控制和放车调度等5种调度方式,结果表明采用BP神经网络的结构和方法能够更好地反映城市公交调度层次与模式,是一种研究城市公共交通智能化调度的最有效方法.     

城市地面地下一体化物流网络货运性能研究

为解决地面地下物流系统耦合运作下的货运性能评估问题,根据城市物流特征刻画一体化网络设施形态,提出地下货运载具设计依据与多式联运成本测算方法,基于案例,对一体化网络运输成本、总运力、流量配置和交通安全外部效益在不同地下运载速度、发车频率和设施容量参数下的动态表现进行模拟分析。结果表明： 1)路网与地下物流网络的立体协同有利于城市物流降本增效; 2)与运载速度相比,地下枢纽节点的处理能力和干线隧道的通行能力对一体化网络服务水平的影响更显著。     

Exploring ways to determine an alternative strategic road network in a metropolitan city: A multi-criteria analysis approach

Street functional classification comprises a principal element of urban road networks. However, the conventional approach that has dominated urban and transport planning, has given main priority on car movement. This condition lead to significant negative impacts on cities such as major severances to the urban fabric, low multimodality level, inaccessible road environment for pedestrians and cyclists. As a result, it is clear that we should embark into a new hierarchy system, enhancing and supporting sustainable transport modes.The current research intends to develop a method that determines the strategic road network of a metropolitan region based on a multicriteria analysis process (MCA). More specifically, at first, we created 3 alternatives of re-defining the current strategic road network of the study area. These alternatives propose 3 different strategic network classifications according to several parameters; i) connectivity properties, ii) route position in the road network, iii) urban interest, iv) existence of major public transport lines and metropolitan cycling routes, as well as v) their existing classification condition. Afterwards, we evaluate these alternatives using multicriteria analysis (REGIME method) in order to choose the most efficient one. The evaluation process uses various criteria which cover a considerable range of urban and transport issues. The selected alternative adopts a two-dimensional matrix approach, which addresses the significance of the routes and the modes prioritized. The method is applied to the metropolitan area of Athens in Greece.It is worth noting that the selected alternative can bring about notable benefits for the Greek capital, such as increase of walking, cycling and public transport share, improvement of traffic safety level, greener mobility (less GHG emissions and energy consumption), enhancement of the urban realm, better accessibility and coherence of the urban fabric. The method proposed, is a human-oriented planning tool which provides priority to sustainable modes and could be replicated to other areas with similar characteristics as well.     

随机运输时间下集装箱海铁联运箱流径路优化方法

集装箱在海铁联运过程中容易受到各种不确定因素的影响, 导致运输时间波动, 进而影响货物的送达准点率。为有效降低不确定运输时间的影响, 兼顾运输过程的经济性和绿色可持续性优化集装箱海铁联运箱流径路。采用随机机会约束规划构建运输总费用最少和碳排放量最低的多目标模型。在约束条件中引入铁路和海洋期望运到时间, 并对超过期望运到时间的径路进行惩罚处理, 保证运输径路的优越性。考虑一站直达和中转换装这2种运输组织模式, 克服现有研究未考虑货源是否充足的缺陷。运用不确定及概率论相关理论知识将不确定约束转化为线性约束。以西安至洛杉矶的集装箱货物出口径路优化为案例背景, 采用NSGA-Ⅱ算法求解, 并通过贪心算法改进初始化种群以及基于logistics分布的概率选择算子改进精英选择算子。通过对比分析得到以下结果: ①算法优化后运输总费用减少23.15万美元, 碳排放减少6.69 t, 同时算法求解速度提高了75.36%;②将本文模型选用的随机规划和模糊规划进行对比, 发现随机规划解集数量多于模糊规划, 且二者在相同输送径路中的运输总费用和碳排放量均优化了10.65%。因此本文模型和算法具有良好的优化效果。进行灵敏度分析, 观察置信水平以及时间影响系数对目标函数和货物送达准点率的影响。结果表明: ①较高的铁路和海洋运输置信水平会提高货物的运输总费用。②时间影响系数和货物送达准点率呈负相关, 影响系数越大货物送达准点率越低。