城市轨道交通线路与站点规划理论研究

交通方式划分与路网分配理论与算法进行研究,是对轨道交通线网规划过程中进行客流预测的理论支撑。本文分析了影响城市轨道交通线网总体规模的因素,建立了各影响因素的多级递阶结构模型和计算城市轨道交通线网总体规模的数学模型。在客流数据资料不完善的前提下,依据城市轨道交通线路定位原则,以沿线站点人口覆盖量最大、线路建设总费用最小为目标,提出了城市轨道交通线网三阶段规划法,该方法避免进行客流预测带来过大人力、物力的花费。建立了基于乘客出行时间最短的最优平均站距模型、车站选取的覆盖量模型与费用效益模型。     

城市轨道交通开发利益影响范围研究

从理论上分析了城市轨道交通开发的受益对象,并通过案例分析了各受益主体的受益情况.在此基础上,以札幌市轨道交通线路以及上海地铁1号线莘庄站和莲花路站为对象,调查分析了城市轨道交通沿线房地产价格与车站距离的关系.同时,从城市轨道交通沿线区域可达性的角度,探讨了建立城市轨道交通开发利益影响范围理论计算模型的方法.研究结果表明城市轨道交通对沿线房地产价格的影响是有一定范围的;沿线房地产价格与车站的距离成反比关系;且车站离开市中心越远,对周边房价的直接影响范围就越大.     

城市轨道交通接驳公交线路优化设计

城市轨道交通和常规地面公交之间的有效接驳是提高城市公共交通系统运行效率的重要环节。本文详细分析了接驳公交出行中乘客出行时间成本和公交车辆运营成本,以城市轨道交通接驳公交系统总成本最小为目标,考虑公交线路布局约束、乘客流量守恒约束,以及公交能力约束等,构建了城市轨道交通双边接驳公交线路优化模型,对接驳公交线路布局以及开行频率进行优化。根据模型特点,设计了人工蜂群算法。为了提高算法的计算效率和稳定性,采用了多种邻域搜索策略,且对算法的相关参数进行了校正。数值算例表明,人工蜂群算法可以很好地优化城市轨道交通接驳公交线路的布局,且在求解质量、计算效率和稳定性等方面都优于遗传算法。     

城市轨道交通出站端潜在自行车接驳分担率转移模型

为了掌握城市轨道交通车站出站端自行车接驳特征,定量描述出站端潜在自行车接驳分担率转移规律,以日本东京都为例,选取570个车站进行调查,总结不同区域自行车接驳分担率变化规律,得出其与车站密度、设施配置的关系.在此基础上,筛选出30组车站-交通小区对调查其接驳距离、步行及公交接驳时间、费用等,探讨接驳距离、步行与公交接驳时间差、公交在车时间比对出站端潜在自行车接驳分担率转移的影响,通过多元非线性拟合,建立出站端潜在自行车接驳分担率转移模型并验证.     

城市轨道交通可达性提高和住宅价格增值关系

从分析影响因素出发,将城市轨道交通对住宅价格的影响分解为交通效益和集聚效益,并建立可达性提高计算模型进行量化.以上海市轨道交通11号线的16个车站为例对可达性提高计算值和住宅价格增值之间的关系进行分析.实例研究结果初步表明,城市轨道交通对住宅价格的影响约为城市轨道交通对住宅年可达性提高的5倍,并且在城市轨道交通开通前后就已经释放;各个车站因自身的区位及在城市轨道交通网络中的位置不同,对其影响范围内房价的影响程度不同,影响幅度分布在2%~18%之间,并呈现郊区大、市中心小的趋势.该方法可以为规划阶段的城市轨道交通线路开发利益还原及车站周边土地开发建设提供参考.     

基于圈层人口变量的城市轨道交通车站客流预测

考虑城市轨道交通车站客流(指进出站客流)吸引范围内不同距离的人口对车站客流贡献率不同的情况,将人口按照距离车站的远近分为不同圈层,以不同圈层人口作为变量进行车站客流预测.通过偏相关分析验证圈层人口作为变量的合理性,同时获得影响车站客流的其他显著因素.针对线性多元回归预测模型的不合理性,建立了可反映车站客流与自变量高度非线性关系的BP(back propagation)神经网络预测模型.案例研究表明:基于圈层人口变量和BP神经网络的车站客流预测模型在减小误差方面明显优于其他模型,且具有很好的实时性.在上述模型的基础上,构建了已知任意车站背景变量,车站圈层人口对客流的贡献率模型.该模型验证的结果进一步说明基于圈层人口变量和BP神经网络的车站客流预测模型能够很好地反映圈层人口与其他影响车站客流的显著影响因素同车站客流之间的关系.     

城市轨道交通高峰时段站间起讫点矩阵预测模型

高峰小时单向最大断面客流量是城市轨道交通规划与设计阶段的重要参考依据.为了确定这一参数,需对高峰时段内出发的乘客选择的出发时刻与路径进行预测.高峰时段站间起讫点(OD)矩阵反映了城市轨道交通乘客的出行需求,是整个预测的基础.在全天站间OD矩阵已知的前提下,以中国重庆市为研究对象,首先分析传统的重力模型在预测城市轨道交通高峰时段站间OD矩阵时的优、缺点,并在此基础上进一步提出站间客流高峰时段系数模型.比较结果表明,在同一数据源下,站间客流高峰时段系数模型能有效改善传统的重力模型所存在的缺陷,预测结果明显更优.该模型预测结果的标准误差为12.90人次,相较于重力模型的29.33人次降低了56.02%.     

基于混合模式客流分配的城市轨道交通线路设计模型

根据出行者的出行方式特征构建了描述出行者实际行为的混合模式出行网络,并设计了基于混合模式客流分配的城市轨道线路设计模型,并给出了相应的算法.     

城市轨道交通车站客流模态与控制策略

分析城市轨道交通车站系统内部设施客流的流动关系,建立车站内部设施客流演化模型,从系统行为的角度构建城市轨道交通车站客流状态模态集,从而刻画车站客流群体行为演化机理.基于系统动力学给出了客流模态的定义,利用车站系统的站厅客流、站台客流、中间设施拥挤度等关键变量,分析设施客流之间的非线性作用关系,建立车站内部设施客流演化数学模型.给出模型的解析解,分析并推导了平衡点的存在性和达到稳定的条件,同时给出了相对应模态的物理特征.以北京某典型地铁站为例,根据某工作日的进出站客流量以及满载率的变化情况,利用M atlab软件对模型求解并进行数值模拟,从而得到不同参数下车站客流随时间的变化曲线,并在此基础上给出了车站客流控制策略.     

基于旅行时间分析的城轨乘客路径集验证方法

城市轨道交通乘客出行路径集是否正确,是乘客路径选择估计以及网络客流分布计算的前提和基础.从现有客流分布模型中有效路径选择集问题及OD实际旅行时间聚类特征出发,引入Rodriguez-Laio快速聚类算法,提出基于旅行时间聚类分析的城市轨道交通乘客路径集验证方法.以北京地铁网络为例进行算例分析,结果表明,该方法可以在全网络范围内对路径选择集问题OD作出快速识别及滚动验证,并为以原因分析为导向的现场客流调查与模型修正工作提供重要参考.     

基于百度地图应用程序接口的轨道交通生成预测

基于百度地图应用程序接口,设计了收集辨识轨道交通站点范围内关注点的查询收集系统,实现了收集关注点信息自动化。通过优化交通小区单元化识别方法构建了出行预测模型,对A市某轨道交通沿线现状进行分析。研究结果表明,应用该方法对轨道新线进行短期的交通发生与吸引预测,有助于提高交通生成基础数据的收集效率和预测精度。     

基于客流效益最大化的轨道交通线网优化方法

针对中国城市轨道交通线网规划中线网构架主要采用定性分析的情况,建立了轨道交通线网优化的目标函数和约束条件,并给出了模型的近似优化方法,将OD(起讫点)矩阵中距离过短的出行摒弃后,各交通小区形心按一定的规则连接成网,在这个网中寻求潜在直达客流运输效率最大的子网络作为虚拟轨道交通线网,然后结合规划道路网将虚拟轨道交通线网沿一定的城市道路铺设,形成实际的轨道交通线网规划方案。     

山地城市轨道交通车站楼梯行人交通特性分析

为解决山地城市轨道车站楼梯处行人交通特性的描述与解析,在实地采集山地城市轨道车站楼梯处行人数据基础上,分析轨道车站楼梯处行人的步频、步幅、步速特性,建立步频、步幅、步速基本特性间的关系函数,并构建楼梯上行人流量、密度、速度间的关系模型。将山地城市和平原城市轨道交通车站楼梯行人交通特性进行对比分析,结果表明:山地城市轨道交通车站楼梯行人步频、步幅、步速较平原城市相对较小。     

基于智能交通卡数据的城市轨道交通乘客个体路径选择模型

在分析城市轨道交通乘客旅行时间组成要素的基础上,提出了一种基于智能交通卡数据的乘客个体路径选择模型,克服了传统路径选择模型只考虑群体路径选择的弊端。通过分析轨道交通刷卡出行的特点,建立了乘客旅行时间模型,确立了各旅行时间要素并分析了其独立性。对出行要素进行了估计,计算出路径旅行时间,提出了乘客个体的出行路径选择模型。以北京地铁网络为案例,分析了乘客个体的路径选择,并用实际数据验证了模型的有效性。     

轨道交通换乘站换乘设施服务水平评价指标与标准研究

城市轨道交通换乘站作为轨道线网节点,其服务质量直接影响轨道交通线网整体服务水平以及运营效率。选取合理评价指标评价轨道交通换乘站换乘设施的服务水平,有利于提高轨道交通换乘站通行能力以及运营管理水平。在介绍轨道交通换乘站内部换乘设施及分析换乘设施服务水平影响因素的基础上,建立换乘设施服务水平评价指标体系;以苏州地铁广济南路站客流数据为基础,制定各换乘设施服务水平分级标准;考虑换乘客流方向不均衡性,运用加权法建立换乘设施整体服务水平评价模型,得出早高峰时段广济南路换乘站换乘设施整体服务水平为C级。     

不同接驳方式下轨道交通开发利益影响范围分析

考虑不同出行方式的费用差异,通过分析轨道交通不同接驳方式,对基于出行时间表述可达性的开发利益影响范围理论计算模型进行改进,并以南昌地铁一号线为分析对象,计算轨道交通开发利益影响范围。同时,利用搜集的站点周围房价数据,得出各站点的实际影响范围。结果表明:轨道交通开发利益的影响范围与接驳方式的速度成正相关,但同时会受到接驳方式费用的制约;另外,各站点影响范围并不相同,理论影响范围表现为距市中心距离越远,影响范围越大,单位距离的影响范围增加值越小,且单位距离的步行接驳范围的增加值均小于单车接驳范围的增加值,这说明在对站点进行增值效益分析时,不能将各个站点的影响范围设定成统一值,而要考虑不同接驳方式的影响范围的差异性。此外,由于长江路站和珠江路站紧邻赣江,导致实际影响范围缩小,这说明实际影响范围与每个城市的结构和规划有关。     

基于云模型-Markov链的城市轨道交通车站客流状态分析

在大客流条件下,城市轨道交通车站为缓解大客流的冲击,需要全面地分析和准确地预测车站客流状态,进而采取大客流组织措施.本文在明确车站结构设施设备布局的基础上,针对车站不同的设施设备进行了客流状态划分,确定了车站设施设备客流状态等级,基于此,构建了车站客流状态辨识模型,通过状态隶属关系结合马尔科夫状态转移理论分析了客流状态的动态变化情况,系统地实现了设施设备客流状态级别的判断与动态预测.通过实例分析,验证了该方法能够较准确地判别车站客流状态变化情况,为车站安全运营管理、客流控制、应急处置等方面提供决策支持,具有较强的应用价值.     

城市轨道交通换乘站点失效下网络脆弱性分析

城市轨道交通换乘站点失效会导致网络性能下降,使得系统表现出较高的脆弱性,换乘站点失效下网络脆弱性分析对于保障系统运营安全具有重要意义.考虑城市轨道交通网络和外部公共交通网络的耦合关系,分析换乘站点失效后的乘客广义出行费用,对乘客出行选择行为进行建模;从运营服务网络性能下降的视角,提出了网络脆弱性定量评估指标;对路网拓扑...     

基于出行链的城际铁路站点选址双层目标模型

为解决因站点布局不合理导致投资成本高、旅客出行不便、客流吸引效果差的城际铁路选址问题,以出行链为基础,根据城市路网形态细化出行广义费用,弥补了既往研究中忽略或简化市内出行广义费用的不足.运用Logit模型,计算出行链中不同交通方式组合的分担率.分别以城际铁路运营收入最大为上层目标,在出行链中旅客广义费用之和最小为下层目标,建立城际铁路站点选址双层目标模型,利用改进离散粒子群算法进行求解.以广珠城际线为例,对模型及算法进行应用,并分析相关参数的敏感性,结果表明:模型的Pareto最优解体现了实现双层目标的矛盾关系,以此为基础结合不同设站需求实现两者的均衡,模型可为城际铁路站点选址提供更合理的决策支持.     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率，对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划，然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件，建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型，并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算，得到了满足要求且合理的列车时刻表，该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。