城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的組織方法及實(shí)施技術(shù)研究.pdf

1、城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)展過程中,由單一線路逐步形成經(jīng)緯交錯(cuò)、線路之間聯(lián)系密切的網(wǎng)絡(luò)形態(tài),其適用的線路運(yùn)營組織理論與方法、技術(shù)也更加復(fù)雜。
　　 目前,國內(nèi)外相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)者已經(jīng)對多線換乘、共線運(yùn)營、多交路運(yùn)營、快慢車結(jié)合、可變編組、共用車輛段、票務(wù)清算等網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的相關(guān)組織方法與實(shí)施技術(shù)進(jìn)行了不同程度的探討,然而總體上缺乏從微觀(車站、線路層面)到宏觀(線網(wǎng)層面)、從單一實(shí)施技術(shù)到綜合運(yùn)用的研究,以及綜合運(yùn)用多種方法與技術(shù)產(chǎn)生的

2、通過能力、運(yùn)營效益等方面的不同效果研究。
　　 有鑒于此,本文研究了城市軌道交通線網(wǎng)不同的幾何形態(tài)對線網(wǎng)換乘能力的貢獻(xiàn)差異,將單線路的客流特征分析綜合拓展到線網(wǎng)覆蓋的整個(gè)市域范圍;在系統(tǒng)闡述各種網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的相關(guān)方法與技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營環(huán)境下的票款清分算法及實(shí)施方案流程;研究了共線運(yùn)營結(jié)合多交路的兩線通過能力損失計(jì)算方法,并提出了實(shí)現(xiàn)該運(yùn)營環(huán)境下多交路線路通過能力最大化的判定條件和行車組織方法;研究了乘客總體時(shí)間效益最

3、大化的快車跨站選擇模型并給出了相應(yīng)的算法。
　　 主要的研究工作及結(jié)論包括:
　　 (1)提出并分析了以兩兩線路之間的換乘結(jié)點(diǎn)數(shù)定義的線網(wǎng)換乘便捷性矩陣。針對線網(wǎng)形態(tài)中的網(wǎng)格平行線、放射線和環(huán)線和換乘車站中的兩線換乘、三線換乘,分別探討了其換乘便捷性的差異。計(jì)算結(jié)果表明,軌道交通線網(wǎng)中,增加不同線形的線路對線網(wǎng)換乘便捷性的邊際貢獻(xiàn)不同。以線網(wǎng)規(guī)模相近的東京營團(tuán)地鐵和北京城市軌道交通為對比案例,計(jì)算結(jié)果后者的換乘便捷性僅為

4、前者的40％。分析表明造成這一差距的線網(wǎng)形態(tài)原因在于前者以網(wǎng)格型形態(tài)為基礎(chǔ),缺乏弧線與對角線線路,同時(shí)換乘結(jié)點(diǎn)以兩線換乘為主。
　　 (2)從長大線路的不同方向的客流空間分布特征出發(fā),研究了線網(wǎng)的總體客流空間分布特征。研究了連接郊區(qū)的長大線路的客流特征,其全線客流空間分布不均衡;通勤客流對早晚高峰的影響尤為突出;各區(qū)段之間(特別是市區(qū)客流與郊區(qū)客流之間)的客流交換量明顯不均衡。在此基礎(chǔ)上,連接各線路的最高流量客流斷面,形成圍繞城

5、市中心區(qū)的一個(gè)閉合環(huán)線或大弧度曲線。
　　 (3)研究了共線運(yùn)營環(huán)境和換乘環(huán)境下的票款清分算法,分析了線路與經(jīng)營核算實(shí)體的對應(yīng)關(guān)系,對換乘環(huán)境下的票款清分算法進(jìn)行了改進(jìn)。在構(gòu)造算法的過程中,提出了共線運(yùn)營區(qū)間“虛擬路徑”的概念,對應(yīng)相同OD的不同經(jīng)營核算實(shí)體。從而利用多路徑選擇概率模型或者隨機(jī)用戶平衡模型,確定客流分配,實(shí)現(xiàn)共線運(yùn)營環(huán)境下的票款清分。設(shè)計(jì)算例驗(yàn)證了本文改進(jìn)的票款清分算法的有效性。
　　 (4)以長短交路嵌

6、套的多交路線路為研究對象,給出了各區(qū)間通過能力損失的計(jì)算模型;提出了通過延長長交路折返時(shí)間達(dá)到線路通過能力最大化的方法;推導(dǎo)了采用這一方法的充分條件。算例表明,通過延長折返時(shí)間110s,線路單雙交路區(qū)間單位小時(shí)通過能力分別提高了0.4列和1.2列,驗(yàn)證了最大化方法的有效性。
　　 (5)以郊區(qū)線采用過軌運(yùn)輸結(jié)合多交路的市區(qū)線共線運(yùn)營為研究對象,給出了各區(qū)間的通過能力損失計(jì)算式;提出了市區(qū)線利用郊區(qū)線的過軌交路達(dá)到全線線路通過能力

7、最大化的方法;推導(dǎo)出了采用這一方法的充分條件。此時(shí),市區(qū)線全線通過能力損失降低為零;郊區(qū)線的通過能力損失增大,但增值低于市區(qū)線的降值。算例表明,在損失郊區(qū)線通過能力0.3列/h的條件下,提高了市區(qū)線原單交路區(qū)間通過能力13.3列/h,驗(yàn)證了最大化方法的有效性。
　　 (6)從整條線路全體乘客的角度,構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)旅客總體時(shí)間效益最大化的快車跨站選擇模型。利用多目標(biāo)規(guī)劃問題的特點(diǎn),采用將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)單目標(biāo)問題的方法設(shè)計(jì)算法?？缯灸Ｐ屯?/p>