基于網(wǎng)絡(luò)運營的城市軌道交通客流分布理論及仿真研究.pdf

1、隨著我國一些大城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進程的快速推進，運營管理逐步由單線獨立運營向網(wǎng)絡(luò)化運營方向發(fā)展?？土魇蔷W(wǎng)絡(luò)化運營管理的基礎(chǔ)，是票務(wù)收入科學清分、運營計劃合理制定和各線運營協(xié)調(diào)銜接的重要依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)化運營條件下由于“一票換乘”的實施，AFC設(shè)備可以精確地采集網(wǎng)絡(luò)OD數(shù)據(jù)，但無法對乘客的出行路徑進行有效地記錄，需要建立軌道交通自動售檢票清算管理中心進行客流和票務(wù)清分，而清分的核心在于解決客流在網(wǎng)絡(luò)上的分布問題。
　　 本文從網(wǎng)絡(luò)化運

2、營的基本特征出發(fā)，在分析軌道交通物理網(wǎng)絡(luò)、列車運行網(wǎng)絡(luò)和乘客出行網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了城市軌道交通客流分布的理論框架，研究開發(fā)了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流分布仿真系統(tǒng)，并以B市軌道交通系統(tǒng)為例進行了客流分布的仿真分析。論文研究的主要內(nèi)容包括：
　　 (1)從線路類型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和換乘模式等方面分析了城市軌道交通物理網(wǎng)絡(luò)特征，探討了基于網(wǎng)絡(luò)可達關(guān)系的乘客出行路徑選擇的多樣性；在此基礎(chǔ)上，考慮列車運行影響，提出了網(wǎng)絡(luò)動態(tài)可達性的概念。

3、　　 (2)闡述了城市軌道交通系統(tǒng)中乘客出行行為的復(fù)雜適應(yīng)性特征；通過分析影響乘客出行路徑選擇的確定性的時間因素和其他非確定性因素，構(gòu)建了包含乘車時間、換乘時間和擁擠度在內(nèi)的綜合出行阻抗函數(shù)；將乘客多日出行中的路徑選擇視為一個學習調(diào)整的過程，建立了乘客出行路徑選擇的貝葉斯自學習模型。
　　 (3)以Wardrop用戶均衡原理和Beckmann變換式為基礎(chǔ)，結(jié)合軌道交通系統(tǒng)的自身特點，考慮乘客山行阻抗的可控與隨機特性以及列車容量

4、限制，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)客流隨機均衡分布模型，采用經(jīng)典的Frank-wolfe凸組合算法對模型進行了求解，并給出了算例分析。
　　 (4)以AFC清分為背景，從方法的合理性和實用性出發(fā)，提出了阻抗分層考慮的多路徑非均衡客流分布模型，采用K短路搜索算法進行了求解，并討論了突發(fā)大客流和區(qū)間運營中斷等異常條件下的網(wǎng)絡(luò)客流分布相關(guān)問題；接下來從網(wǎng)絡(luò)化運營管理的角度系統(tǒng)地總結(jié)了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流指標體系，給出了基于時間窗約束的計算方法；最后對多

5、路徑客流分布模型進行了擴展應(yīng)用，以客流分布計算中的清分路徑為基礎(chǔ)，綜合考慮列車運行圖的“剛性”控制和乘客換乘走行的“柔性”影響，建立了網(wǎng)絡(luò)各站間的動態(tài)可達性銜接模型。
　　 (5)研究開發(fā)了面向AFC系統(tǒng)海量分時OD數(shù)據(jù)的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)多路徑客流分布仿真系統(tǒng)(UMT PDSS)，介紹了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能，以B市軌道交通系統(tǒng)為實例對常態(tài)和大客流條件下的網(wǎng)絡(luò)客流分布進行了仿真分析，運行結(jié)果證明了本文研究成果的正確性，具

6、有很強的實用價值。
　　 論文研究的主要創(chuàng)新點體現(xiàn)在：(1)采用復(fù)雜適應(yīng)性理論分析軌道交通系統(tǒng)中的乘客出行行為，提出了多日出行過程的路徑選擇貝葉斯自學習模型。(2)從方法實現(xiàn)的合理性和實用性出發(fā)，設(shè)計了面向AFC清分問題的阻抗分層考慮多路徑非均衡客流分布模型及求解算法。(3)系統(tǒng)地構(gòu)建了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流指標體系，考慮時間窗約束給出了相關(guān)指標的計算方法。(4)在多路徑客流分布方法的基礎(chǔ)上擴展應(yīng)用，首次提出了考慮列車運行圖“剛性