城市轨道交通客流预测算法研究

城市轨道交通客流预测是客运组织的基础,预测结果可为运营管理提供决策依据.针对城市轨道交通客流量预测问题,提出了一种ARMA-RBF组合客流预测算法:首先根据变点算法,通过对客流数据构成的时间序列处理得到变点集;然后基于小波变化对变点集进行去噪处理;最后利用ARMA-RBF算法对城市轨道客流进行预测.以北京地铁4号线新街口、平安里、西四地铁站进出客流数据进行方法验证,结果表明,相较于单独的ARMA算法或RBF神经网络算法,ARMA-RBF组合客流预测算法可提高城市轨道交通进站客流预测的精度.     

青岛地铁江苏路站换乘方案研究

地铁换乘站是连接城市轨道交通路网的桥梁,对促进区域经济协调发展有重要作用。因此,城市轨道交通换乘站是全线车站设计的重点。以青岛地铁江苏路站为例,从换乘形式的角度,对3个换乘方案从车站换乘及服务功能、附属设置和工程可行性、设计特色等方面进行了分析和比选,最终选择了方案2。对存在多个通道换乘的方案,客流组织方式的分析也至关重要,以某一方案为例,采用Anylogic仿真软件对换乘形式进行了客流仿真,从量化的角度对换乘客流流线进行了分析,最终确定了该方案以单向循环为主、双向循环为辅的换乘客流组织方式。     

兰州站站前广场换乘优化与仿真

以兰州站为研究背景,通过对站前广场设施容量进行规划,同时建立基于换乘方式分配的多目标非线性规划模型,并利用Lingo软件编程进行求解,然后对广场换乘容量的瓶颈与换乘客流组织方式分析,提出了较优的换乘方案.在方案改进后利用Arena仿真软件对改进后站前广场换乘组织方式与乘客流线进行动态仿真,并生成旅客人数、走行时间、排队等待时间和队长的报表,证实改进措施的有效性.文中充分考虑旅客换乘时间与距离,并对换乘客流的比例进行优化.提出了在换乘枢纽运行的高效性、换乘枢纽布局的合理性和满意水平3大方面较优的换乘方案.      

基于随机路径选择的城市轨道交通客流分配悖论

在城市轨道交通网络中,当改善1条已有的轨道线路(包括提高发车频率和降低服务票价等)或者新增1条轨道线路之后,将会发生客流分配悖论.为了分析该交通悖论的特征,基于传统的和改进的Logit模型的随机网络加载结果,采用公式解析和数值计算的方法,研究了悖论的形成条件,推导了悖论边界曲线和悖论区域大小,讨论了不同的Logit模型在预测随机交通悖论方面的差异性,并最终得到了轨道线路的服务质量(包括运行时间和服务票价等)差异、乘客的随机路径选择行为、乘客的出行时间价值和随机感知误差的大小等因素对客流分配悖论产生的作用机理,为避免悖论的发生提供了理论指导.      

城市轨道交通车站内客流集散瓶颈识别及排序方法

城市轨道交通车站客流集散过程中的设施瓶颈会导致车站内客流拥堵,严重影响乘客出行效率和系统运营安全.针对客流集散瓶颈进行识别和排序,在利用元胞自动机空间划分理念构建客流集散网络的基础上,分别基于复杂网络、网络最大流、拥挤堵塞等理论,提出了客流集散状态下形态、能力和拥堵瓶颈3种静态识别方法,并结合Anylogic仿真软件,基于集散时间进行静态瓶颈的排序;在动态瓶颈识别和排序方面,结合时间离散化的客流数据,提出基于时空拥堵强度的瓶颈识别及排序算法.以北京西直门换乘枢纽站为例进行概念建模和仿真建模,结果表明,利用堵塞流识别出的拥堵瓶颈在3种静态瓶颈中更符合车站实际运营情况;而排序重要度最高的动态瓶颈为站台处各楼梯起点,车站内客流集散瓶颈多出现在流线交织区且具有传播特性,验证了上述方法的可靠性和适用性.      

基于时刻表的公交网络随机用户均衡配流算法研究

提高公共交通规划管理及信息化水平,需要制定科学的公交规划管理策略,公交客流分配是公交规划与管理的核心内容之一。为促进公交配流理论研究,提高公交客流分配结果科学性,分析了国内外公交配流研究现状,对于城市广义公交网络,结合公交时刻表,定义了公交连接、连接片段以及吸引连接集合,建立了容量限制下基于时刻表的公交网络随机用户均衡配流算法（VRT-SUE）,对算法原理和求解步骤进行了探讨。构建实例公交网络进行分析测试,配流结果显示该模型能够很好的反映出出发时间、到达时间、换乘次数及费用等对乘客公交出行的影响,算法是合理和有效的。     

基于多级网络的多模式交通配流研究

为解决多模式复合网络的交通配流问题,将复合网络转化为多级网络形式,并提出多级网络客流分配模型、约束条件,以及其求解算法.将多模式复合网络转化为多级网络结构.以三级网络结构为例,网络第一级为带有组合出行的方式选择网络;网络第二级为基于出行逻辑的平面拓展网络;网络第三级为小汽车出行的道路网络.分析多级网络中的路径阻抗,包括线段阻抗与换乘点阻抗,提出以N-L模型解决多级网络流量的分配问题.根据复合网络构建的实际情况,在模型中加入有效路径筛选、有效换乘筛选与典型组合方式筛选等约束条件,以提高模型求解效率.采用连续平均法对多级网络配流模型进行求解.以三模式叠加的复合网络配流为算例,模型迭代7次即达到收敛条件.结果显示,在算例网络中,轨道换乘出行方式具有一定的竞争力,约占总出行量的40%.通过SP调查验证了该结果的可靠性.该方法在考虑了路径选择、换乘点选择、组合交通方式选择的情况下,将客流分配到多模式复合网络中去,弥补了传统四阶段法在多模式交通配流应用中的不足.      

广州快速公交线路客流特征和换乘效率研究

以广州快速公交(BRT)系统公交线路为研究对象,选择客流时间分布特征、站台集散量、车辆满载率、平均乘距、方向不均衡系数及免费换乘率等指标对客流特征进行计算分析,并针对广州BRT系统半开放、半封闭的特性讨论免费换乘问题,提出了基于IC卡信息匹配乘客出行起讫点的方法,通过获取乘客选择换乘路径信息优化BRT系统运营组织及线路运力配置计划,提升运营管理水平,同时为免费换乘补贴提供决策支持。     

基于交通量匹配性的轨道交通枢纽站换乘效率分析

城市轨道交通枢纽是城市轨道交通网络的关键节点,其运营效率的高低直接决定整个轨道交通网络的运输效率.乘客换乘效率不仅与枢纽场站的选址和设计有关,同时还与换乘设施的服务能力和服务水平有着密切的关系.本文以北京地铁西直门站换乘设施为研究对象,经过调查预测目标年地铁西直门站的交通量,并进行换乘设施服务能力和交通需求之间的匹配性研究,判断设施利用率,从换乘便利性等角度进行换乘效率分析与评价,最终实现换乘设施的优化设计.     

时变网络下轨道交通出行路径动态选择模型——以武汉市为例

轨道乘客出行路径选择模型在轨道站台设计、线网规划、运营管理等领域应用广泛.为解决传统换乘路径分配方法在考虑乘客出行自主性方面及在应对供需动态演化方面存在不足的问题,提出一种基于时变网络载体的轨道交通出行路径动态选择模型,可用于真实模拟不同时段的客运强度与设施服务对路径选择的影响.并结合全网乘客进出站信息、轨道运行时刻表、人工调查、静态线网结构等数据,分析个体出行与网络整体满载情况的相关性.在此基础上,将基于站点的轨道网络简化为基于换乘区间的拓扑结构,并结合客流指标获取算法,进行武汉市轨道乘客出行特征仿真测试.实验结果表明,该模型强调网络环境的时效差异,能够更加精细、完备地模拟出行偏好,模型具有普适性,并具有与轨道交通规划、土地利用规划等专项规划相结合的潜力.      

城市轨道交通与公交换乘服务水平评价研究

城市轨道交通与公交换乘服务水平的高低是评价城市轨道交通吸引力的重要指标。文中以轨道交通的到达客流通过常规公交疏散这一类换乘衔接模式为研究对象,分析了影响城市轨道交通与公交换乘服务水平的相关因素,提出了评价指标的类型及量化方法。在此基础上,利用模糊综合评价方法,建立了轨道交通与公交换乘服务水平的定量评价模型。以宁波市轨道交通1号线大卿桥站为例,对其换乘服务水平进行了案例分析,结果表明,模型评价结果与调查得到的满意度数据基本吻合,该模型具有较好的应用性。     

基于AnyLogic的城市轨道交通车站设施布局仿真与优化研究

城市轨道交通车站是城市轨道交通网络的关键节点。车站内服务设施的布局直接影响乘客流线的选择,是缓解站内拥堵的重要因素。本文分析了不同服务设施布局下的客流冲突。基于Any Logic构建不同设施布局模型模拟客流,总结不同设施布局的优缺点。根据西安地铁2号线小寨站布局,模拟了某工作日的低峰期客流。针对乘客密度图的瓶颈所在,提出优化方案并再次建模仿真,并提出了缓解车站拥堵的建设性建议。     

城市公交与农村客运同步换乘模型

随着城乡经济的发展,城乡之间的客运需求日益增加。为了提高城乡客运线路的运营效率,满足日益增长的城乡客运需求,同时有助于城乡客运一体化的发展,实现在有效换乘路径上城乡线路"无等待"换乘,对城市公交与农村客运线路之间的换乘进行了研究。根据城市公交与农村客运换乘枢纽的功能和布局,以及城市规模形态,分别定义了有效换乘路径和有效换乘站点,分析了城市公交与农村客运的换乘形式,并将城乡公交换乘形式划分为城区边缘同步换乘和城区内部同步换乘2种同步换乘形式。考虑乘客出行对换乘路径的选择,以发车间隔和发车时间为约束条件,建立了双层优化模型,模型通过优化换乘线路上车辆到站时间来实现城市公交线路与农村客运线路间的同步换乘。其中,上层优化目标为乘客在换乘路径上的出行时间最短,下层优化目标为车辆在有效换乘站点相遇次数最多。为求解该双层优化模型,将该问题划分为不同模块,设计了对应的启发式算法对模型进行求解,得到了基于同步换乘的线路车辆发车时刻。最后,分别以城区边缘换乘和城区内部换乘为例进行案例分析,验证模型和算法过程。结果表明:所提出的模型和算法能够求解出城市公交线路和农村客运线路发车时刻的满意解,实现城乡客运线路间的同步换乘。     

基于行人仿真模拟技术的与既有地铁车站换乘设计研究

当今城市轨道交通发展迅猛,线网日益成熟,换乘车站尤其是与既有线的换乘站逐渐增多,面对巨大的客流冲击,如何方便、快捷、安全地换乘是设计的重点和难点。通过感性认识和静态计算进行换乘初步设计后,再引入LEGION行人仿真模拟技术,按预测客流对正常运营以及事故状态下的人流形式实现近似真实的模拟,从而准确评价既定换乘方案,再反馈给设计修改、优化,达到全面完善功能需求、力求提升服务水平、充分落实“以人为本”设计理念的目的,并进行资料收集和积累,为其他类似工程设计提供借鉴和指导。     

城市轨道交通突发事件下联动运输仿真评价方法

突发事件下城市轨道交通管理部门将调整列车运行并协调其它方式联动输送客流,事先评估与分析联动运输方案意义重大.研究以客流作为纽带构建应急联动运输方案仿真模型,从调度管理角度出发选取客流延误、站台聚集密度、乘客换乘时间、客流—运能匹配度作为主要评价指标.案例应用表明该仿真模型能够综合评价联动运输方案的整体服务效果,特别是能够对联动运输决策的重要参数——公交应急联动启动时机进行量化支持.      

城市轨道交通网络中断下的有效路径搜索模型

为应用城市轨道交通有效路径快速、准确地搜索轨道交通网络线路中断下的有效路径,疏散滞留乘客,基于城市轨道交通路网模型,结合轨道网络线路中断的特点,以故障点约束、最大换乘次数、广义费用等约束条件定义有效路径,对深度优先算法进行了改进,建立起网络线路中断下的有效路径搜索模型。以上海轨道交通为例,通过C#语言编写程序实现了线路中断下的有效路径搜索。实例验证表明:当上海轨道交通人民广场站发生线路中断时,以上海西站和浦东国际机场为OD点的区段中可搜索到符合约束条件的5条有效路径。     

随机交通网络中依赖信息的路径优化问题研究

针对交通网络中路径通行时间具有与时间相关的随机分布特性，将研究在此类交通网络上依赖信息的路径选择问题。在路径选择过程中引入交通信息，在随机交通网络上最优路径选择原则为下一节点的选择将依赖于已实现的路段时间及当前节点的出发时间，通过期望最小值方法，按照路径通行时间期望值最小原则，建立一种通过所获得交通信息来进行路径选择的优化模型，给出了模型的求解算法。并在简单交通网络上对模型进行实现。     

面向出行时间可靠性的最优路径规划

目前城市道路交通普遍存在交通拥挤、交通出行困难等问题。尤其是一些大城市,交通拥挤问题已成为制约城市进一步发展的重要问题。因此,提高出行者的出行效率和可靠性对解决交通拥挤问题具有重大意义。城市道路交通网络是一个典型的动态随机网络,网络中弧和节点的耗费是随机的,且随时间变化。其最优路径问题可以转化为图论网络中的最短路径问题。提出一种基于蒙特卡罗模拟和遗传算法的动态随机网络最短路径算法来解决城市道路交通网络的最优路径问题,并提出基于出行时长95%可靠性的最优路径选择方法来保证出行时间的可靠性。实验表明该算法可以很好地解决城市道路交通网络出行时间可靠性的问题,可以很好地运用到交通出行的路径规划中去。     

蓄意攻击下城市轨道交通网络抗毁性分析

为分析蓄意攻击策略下的城市轨道交通网络抗毁性,考虑复杂网络理论中最大连通子图相对大小、相对网络效率等因素,提出一种面向蓄意攻击下的城市轨道交通网络抗毁性分析方法。首先,选取城市轨道交通抗毁性指标,对网络蓄意攻击策略进行分析;其次,采用Space L法构建城市轨道交通网络的拓扑结构图,从点度、度分布、平均路径长度、聚集系数、网络效率等统计特性指标,定量分析蓄意攻击下的城市轨道交通网络抗毁性;最后,以北京市城市轨道交通网络为例,分析其2015年至2018年的变化,并对蓄意攻击下城市轨道交通网络抗毁性进行验证。结果表明:BURT_2015和BURT_2018这2个网络的度分布及度相关的参数基本相同;BURT_2018局部连接有所改善,但网络全局效率下降13%;在抗毁性方面,攻击相同的比例节点(或连边)时,BURT_2018和BURT_2015具有相似的抗毁性,但BURT_2018需要为攻击做出更多努力,攻击相同数量的节点(或连边)时,BURT_2018抗毁性更卓越。研究结果进一步丰富了城市轨道交通网络特性的抗毁性分析方法,为城市轨道交通网络的运营管理和规划设计提供了有益借鉴。     

浅谈城市公交枢纽分类及布局

公交枢纽一般结合铁路、公路、航空和水运等交通方式综合设置。通过公交枢纽可以有效地组织客流,方便乘客换乘各种交通模式,构成一体化交通网络。因此,枢纽合理分类、布局及相应规模值得深入研究。该文就公交枢纽分类、布局、规模问题进行探讨,可供同行参考。