城市轨道交通网络规划的优化

对城市轨道交通网络规划中的相关问题 ,如网络规模、规划与城市发展的关系 ,规划与土地使用的相关性等 ,提出了一些定性与定量分析方法 .结合我国已建成开通的城市轨道交通系统的实际情况 ,对城市轨道交通网络建设的充分必要性、建设的时机及建设的次序等优化问题进行了探讨 .     

旅客视角下基于时变的多模式交通网络出行路径

城市多模式交通出行路径决策会受到城市公共交通发班时刻表及交通网络时变特性影响。本文考虑这两个影响因素,研究了换乘次数、出行时间、步行距离等约束条件限制下以实际出行成本最少为优化目标的城市多模式交通出行路径决策问题。由于该问题为NP难问题,本文提出了基于遗传算法的四种求解策略。数值算例表明四种求解策略均有效,其中,变异概率随迭代次数调整的多种群遗传算法求解策略计算效率最高。     

交通网络k-短路径与最小支撑树问题

为了给交通管理部门提供多个路径诱导信息,基于经典的最短路径算法——Dijkstra算法,研究了赋权交通网络的k-短路径问题。k-短路径问题是在网络G中求出给定起讫点对之间的k条路径P1,P2,…,Pk,满足W(P1)≤W(P2)≤…≤W(Pk),其中W(*)表示路径*的权值。在网络G的基础上,通过对G的点、边重新划分以及对边上的权值重新赋值,构造出了1个新的网络G′并讨论了它的几个性质。从而将G的k-短路径问题转换为求解G′的最小支撑树问题,进一步,最小支撑树问题又等价于求G′中一条边的权值。研究结果表明:由于最小支撑树问题具有多项式算法,得到关于k-短路径问题的多项式算法,其时间复杂性为O(k(m+nlg(n))),m和n为G的边数和顶点数。最后通过算例给出了算法的具体执行过程,同时验证了其可行性。     

城市轨道交通网络系统的面向对象体系建模

介绍了面向对象建模技术,运用面向对象方法对城市轨道交通网络系统进行类的识别与定义,对城市轨道交通网络系统中类的关联、继承及聚集等关系进行分析,在此基础上分析了城市轨道交通网络系统中对象间交互关系,明确了交互行为.最后实现了面向对象的城市轨道交通网络系统的对象建模、动态建模和功能建模.     

考虑路径尺度的城市轨道交通客流分配

城市轨道交通客流分配是进行轨道交通线网规划、评估和运营管理的关键技术之一。考虑有效路径之间重叠对路径选择概率的影响,在效用函数中加入路径尺度调整效用值,提出基于路径尺度的Logit客流分配方法。以北京地铁线网为例,构建乘客出行广义费用函数,搜索有效路径,清洗自动售检票系统(automatic fare collection, AFC)刷卡数据,通过MATLAB软件进行客流分配计算。结果表明:与既有模型相比,路径尺度Logit模型路径选择概率误差降低了24.32%,提高了客流分配精度。提出的路径尺度Logit模型具有较好的适用性、有效性,对于提升城市轨道交通线网科学规划水平、降低运营安全风险具有重要意义。     

城市轨道交通网络关键站点识别方法对比与分析

为总结城市轨道交通网络关键站点识别方法的研究成果,推动其在关键交通设施保护领域的更广泛应用,调研了关键站点识别方法的研究现状,总结了国内外城市轨道交通网络关键站点识别的主要方法,并以上海市地铁网络为例对不同方法进行了对比与分析.结果表明：不同方法识别出的关键站点的分布规律存在差异,基于站点度中心性和介数中心性识别出的关键站点主要是网络中的换乘站点;基于站点紧密中心性识别出的关键站点主要分布在网络中心区域;但是基于网络效率损失识别出的关键站点主要位于环形线路和临近环形线路向外辐射的支路上.研究还发现：不同方法之间的相关性大小存在差异,对于客流介数中心性高的站点,一旦失效后对网络可达性损失的影响也较大;对于失效后造成乘客未满足出行需求高的站点,一旦失效后对网络效率损失的影响也较大;但紧密中心性较高的站点失效后对网络可达性损失和网络效率损失的影响并不显著.     

城市轨道交通网络鲁棒性分析

为保障城市轨道交通运输网络的安全运营,使城市轨道交通网络改、扩、建优化策略更具有针对性,提升网络抗毁能力。通过复杂网络理论构建城市轨道交通网络路网模型,该模型引入虚拟换乘边概念,便于准确地描述网络中边的权重,并通过提出改进的边权函数以及交通流动态分配原则,建立了网络级联失效模型。以郑州市城市轨道交通网络进行了实证分析,结果表明:改进后的城市轨道交通网络级联失效模型能更为准确地仿真网络级联失效过程;网络在选择性攻击和随机性攻击下选择性攻击网络所呈现的鲁棒性较差。可见对于城市轨道交通网络优化时,应该重视提升关键节点的鲁棒性,实现网络高效运转。     

突发事件下城市轨道交通列车时刻表调整及系统实现

为提高突发事件下城市轨道列车时刻表编制工作的效率,本文基于地铁运营商常用的调度手段,采取不同的调整策略,应用SQL Server 100数据库和VC++2013对列车时刻表进行调整。以北京地铁1号线列车时刻表为例,在部分区间完全封闭的情况下,实现开行小交路的仿真方案。结果表明,本文提出的调整策略使突发事件下的时刻表编制工作更高效、列车运行调整更便捷,同时减小了与突发事件下实际调度手段的偏差,在应用中更容易实现。     

时变路网双目标动态路线优选有约束A*算法

为了解决现有交通时变网络(网络中的路权为时间的函数)模型中计算所得的最短路不稳定的问题,构建符合首进首出原则的时变网络,进而将时变网络扩展为一系列静态网络,并在扩展的静态路网上应用A*算法求解时变最短路;同时,为满足用户多重喜好,借助道路延误风险分析,设计有约束的时变A*算法,在路径寻优过程中对高延误风险路段进行启发式规避,从而实现在绕行许可范围内有效减少延误风险的可靠路径的快速搜索。数值试验结果表明:本算法由于利用了离线计算的信息,大大增加了有约束的动态A*算法的效率;考虑了阻塞发生的可能性,提高了导航的准确性,减少了出行延误风险;该方法具有路径搜索速度快、可有效避开延误高风险路段的优点。     

城市轨道交通末班列车的运行时刻表编制与线路接续优化

为了实现城市轨道交通末班列车的列车运行时刻表编制与线路接续优化,以城市轨道交通线网为研究对象,在既有研究基础上进一步考虑线网的空间复杂性和列车衔接的序列性,增加结构化的换乘时间和运营时段等实际场景条件,以各条线路末班列车时刻的组合优化为决策切入点,分析换乘线路接续成功的场景数量;基于列车运行时刻表编制要素构建集成的优化模型,应用人工鱼群算法进行启发式求解,并以北京市城市轨道交通局部干线区域为对象进行算例研究。结果表明,与现有的优化方法相比,所提出的优化模型与计算流程在线路接续成功方向数量、线路接续成功率、平均富余时差、运算执行时间和初次迭代中央处理器使用率方面均具有明显优势。     

城市轨道交通线网的优化设计

随着经济的高速发展,城市人口也日益增多,城市原有的交通条件无法满足现有的城市客运需求,发展轨道交通势在必行。但是,由于轨道交通投资巨大、工期较长,所以轨道交通线网的优化成了关键。文章分析了发展轨道交通的必要性,指出进行轨道交通线网优化的重要性,并给出了具体的优化方法,为正在迅猛发展的城市轨道交通提供理论依据。     

公交网络最优路径的一种改进求解算法

通过对多种公交网络中求解最优路径算法的分析,提出了一种考虑公交线路票价变化,并以总行程时间最短与换乘次数最少相结合为原则的公交路径寻优新算法.同时对公交换乘中换乘点的选择、步行时间及等车时间作了较详细的分析.以一个算例对新算法的有效性进行了验证.     

城市轨道交通项目可持续性评价

为了定量评价城市轨道交通项目的可持续性,建立了评价模型。分析了可持续性的概念,建立了指标体系,研究了计算各子系统发展水平的模糊识别评价法和可持续性发展度、协调度、持续度的计算方法,依据某项目可行性研究报告进行了案例分析。项目的发展度由0.465增长为0.825,发展状况良好;整体协调度平均值为0.513,处于不协调状态;持续度先是由0.022逐渐增长至0.044,随后稳定在0.043左右,发展趋势比较稳定。结果表明,所建立的指标体系内涵准确,评价方法可操作性强,评价模型科学合理。     

城市轨道交通项目可持续性评价

为了定量评价城市轨道交通项目的可持续性,建立了评价模型。分析了可持续性的概念,建立了指标体系,研究了计算各子系统发展水平的模糊识别评价法和可持续性发展度、协调度、持续度的计算方法,依据某项目可行性研究报告进行了案例分析。项目的发展度由0.465增长为0.825,发展状况良好;整体协调度平均值为0.513,处于不协调状态;持续度先是由0.022逐渐增长至0.044,随后稳定在0.043左右,发展趋势比较稳定。结果表明,所建立的指标体系内涵准确,评价方法可操作性强,评价模型科学合理。     

成网条件下城市轨道交通车底运用问题研究

为应对城市轨道交通从单线运营进入到网络化运营的新形势,本文研究成网条件下城市轨道交通车底运用问题的优化方法,提出基于网络流模型的单车场与多车场车底运用模型。采用ILOG CPLEX 12.5结合算例对模型进行求解,并与启发式算法进行比较,得出了求解方法的高效性。结果表明本方法可为成网条件下的城市轨道交通车底运用问题提供好的决策参考依据。     

城市轨道交通换乘站换乘效率研究

城市轨道交通换乘站是2条或者2条以上城市轨道交通线路的衔接车站,在轨道交通逐步进入网络化运营的进程中,换乘站作为网络节点逐渐增多。本文针对城市轨道交通换乘站换乘效率进行研究,从运营者角度出发,结合效率的概念给出换乘效率的定义,分析换乘效率效用,提出有效换乘与无效换乘概念,并将有效换乘行为进一步分为高效换乘与低效换乘,然后利用AFC客票数据挖掘技术通过实例进行应用说明,最后阐述换乘效率评价的意义与特点。该研究为换乘站运营组织改善和客流实时监控提供了理论支持。     

城市轨道交通列车牵引能耗分析

对现有城市轨道交通列车牵引能耗影响因素研究进行梳理和总结,得到了较为全面的指标体系,并以日常运营中的可变因素作为变量进行牵引能耗的物理建模,在此基础上建立了多元线性回归统计模型。以北京轨道交通2号线运营数据为基础,进行牵引能耗统计回归。研究结果表明,该模型对牵引能耗实际数据拟合程度高,对变量解释能力强,对未来预测能力佳。     

城轨路网下车站重要度的评价方法及应用

为了分析不同运营车站的重要程度,以此作为城市轨道交通运营管理的理论依据,通过对城市轨道交通典型运营车站的深入调研,分析影响车站重要度的因素,参照国家标准规范对各因素进行量化,从客流、车站属性和环境3方面构建了车站重要度评价指标体系。在分析各指标特性的基础之上,建立指标数据预处理方法,提出基于层次分析法的主成分分析综合评价模型,对车站的重要程度进行评价。最后选取北京城轨路网的8个典型车站进行实例验证,计算结果与实际情况吻合较好,该指标体系与评价模型能够在一定程度上为城市轨道交通运营管理提供理论决策支持。     

基于时空特征的城市轨道交通客流量预测方法

随着城市轨道交通网络运营里程的不断增长及网络承载客流量的不断提高,特定站点客流量极易发生急剧变化,这种变化引起整个网络客流量的不均匀分布,从而增加运营调度的难度和运营事故的发生概率.本文以城市轨道交通实际运营中采集的大量客流数据为基础,从时间和空间两个维度分析城市轨道交通客流分布的特点,并进一步提出基于贝叶斯网络的客流量预测方法,实现对特定站点的客流量预测.本实验完全基于实际数据,结果表明:预测客流量平均绝对百分比误差基本在0.1以下,预测准确程度较高.     

基于AHP-entropy与多级可拓的城市轨道交通运营服务质量评价

从乘客满意度的角度构建了符合人性化服务的轨道交通服务质量评价指标体系,采用层次分析法(AHP)和熵权法(entropy)结合的方法确定指标权重,并将AHP entropy与多级可拓的组合评价方法引入到轨道交通运营服务质量的评价中。以北京市轨道交通为例进行评价研究,对评价指标体系和评价方法进行验证。结果表明,AHP entropy与多级可拓组合的评价模型适用于轨道交通运营服务质量的评价。