城市轨道交通网络可靠性研究

运用复杂网络理论及熵权法对城市轨道交通网络进行可靠性的综合评价,找出脆弱的站点以加强防护。将城市轨道交通网络抽象为由车站和轨道交通线路所构成的非加权无向网络,再对网络节点的度和度分布,以及网络直径、平均路径长度、聚类系数等特性进行分析,得出网络类型。提出了评价网络可靠性的3个指标,并用熵权法确定各指标权重。以重庆城市轨道交通网络为实例对该方法进行了应用。     

基于复杂网络模型的地铁系统脆弱性分析

基于影响地铁系统脆弱性的干扰事件,构建了干扰事件的有向复杂网络.采用网络密度、平均路径长度、度和度分布,以及聚类系数等分析指标,进行复杂网络的拓扑特征分析.分析结果显示,只有少数关键节点能直接影响地铁脆弱性.采用复杂网络的互信息理论,对干扰事件有向复杂网络节点进行信息量计算和重要性评价,进而找到重要节点.评价结果表明,影响地铁系统脆弱性的关键因素是车站客流量、车辆系统和设备系统,可采取相应的针对性措施来提高地铁运营的安全性.     

基于复杂网络的艰险山区铁路崩滑流灾害链全过程风险评估

艰险山区铁路沿线崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害频发,为保障山区铁路安全建设和安全运营,对山区铁路典型灾害链进行全过程风险评估意义重大。基于复杂网络理论,对山区铁路灾害事件的孕灾环境、致灾因子、承灾体特征及链式演化规律展开研究,分析山区铁路典型崩塌滑坡泥石流灾害链成灾机理,构建山区铁路崩滑流灾害链网络模型,利用网络节点出入度、子网数、支链数、介数中心度、边介数、连通度和平均路径长度7个评价指标,综合评估灾害网络节点的重要度和边的脆弱性。结果表明:在山区铁路崩滑流灾害演化网络中,淤埋线路、车站、桥涵和隧道,行车中断或瘫痪是风险控制的关键点。研究成果为艰险山区铁路崩滑流灾害链预防、断链减灾工作做出决策支持。     

铁路网多路径搜索技术的实践

对铁路网中点对之间多条较短路径搜索技术进行研究,可为铁路线网分析、径路比较和OD分配等应用打下基础,在铁路运量设计和线网规划中有重要实用价值。在分析铁路主要网络特征基础上,将铁路网站点分为枝站点、中间站点和支点,提出删除枝站点、中间站点来简化路网而不改变铁路网络站点间多路径计算结果的路网简化方法;给出了铁路网合理路径的限制条件;采用扩展Floyd法设计了相应的数据结构。测试结果表明,即使在全路复杂的货运干线网中,计算2048条较优路径,扩展Floyd法计算时间约为4 min,内存占用在400 Mb之内。在铁路设计相关应用中实用性明显。     

网络视角下高速列车部件维修关系网络复杂性研究

采用复杂网络理论和方法,以CRH3型动车组为例,通过构建我国高速列车部件之间的维修关系网络,计算和分析该网络的节点平均度、平均路径长度、网络密度及网络集聚系数,从而揭示该网络的拓扑特征.研究结果表明:CRH3型动车组部件维修关系网络的平均路径长度较短,网络密度较大,且节点度的分布服从指数分布,是一个小世界网络;为利于高速列车投入运营后的维修资源分配和维修策略制定以及降低维修费用,在高速列车设计阶段应该考虑降低高速列车维修时部件间的依赖关系;对于节点度较高或是节点集聚系数较大且影响到列车安全运行的部件,应加大维修资源的分配力度.     

我国城市群城际铁路网络结构特征研究

城际铁路网络是城市群建设的重要内容。文章在阐述城市群城际铁路网络结构特征的基础上,分析城市群城际列车网络特征,即网络密度、网络中心性(包括点度中心度、介数中心度、紧密中心度3个指标)、节点开行列车利用率,然后选取成渝、关中、哈长3个处于不同发展阶段的典型城市群作为研究对象,对比揭示区域内城际铁路网络结构分布特点与列车开行规律,并结合区域内城际客流需求分析供需匹配性,以期在城市群大发展背景下为城际铁路列车运营组织提供参考依据。     

下一代高速铁路LTE-R时间同步网协议脆弱性分析

铁路无线通信系统时间同步网络,是保障行车安全和提高铁路运营效率的重要基础。针对下一代高速铁路LTE-R自身全IP化架构在使用精确时钟PTP时间同步协议过程中易受到ARP攻击的问题,提出基于随机Petri网(SPN)的LTE-R时间同步网协议脆弱性分析方法。建立了ARP攻击状态下LTE-R时间同步网协议脆弱性分析SPN模型;通过马尔科夫链同构的方法,得到ARP攻击下LTE-R三级时钟节点实施速率与PTP协议同步正常、异常之间的关系曲线;定量得到了影响LTE-R时间同步网协议脆弱性的关键因素。研究结果为GSM-R时间同步网络向LTE-R安全演进提供了一定的理论参考依据。     

城际铁路设计理念研究

研究目的:城际铁路的国民经济和社会效益巨大,但建设投资大,其运营具有准公共性的特点,决定了其运营经济效益不佳的客观情况。如何确保城际铁路可持续运营,成为城际铁路可持续发展的关键。研究结论:(1)确保城际铁路可持续发展是城际铁路设计的总目标;(2)要确保城际铁路可持续发展,应从扩大项目收入来源、节约项目建设成本两条技术路线着手;(3)应按照"五网合一"的理念优化城际铁路线网规划,落实好经济选线、交通衔接、站点周边综合开发等提高项目客流吸引能力;(4)应拓展物业开发、广告等多渠道扩大项目收入来源;(5)应选择适宜的项目技术标准、优化工程技术方案、采用安全且具备可实施性的工程措施、临时用地与永久用地统筹研究、采取适宜的投融资方案以及强化建设阶段投资控制等措施节约项目的建设成本;(6)本研究成果对城际铁路线网规划、勘测设计和建设管理具有指导意义。     

基于复杂网络的高速铁路网络结构特征分析

便捷稳定的高速铁路运输网络是铁路客货运高效运输的保证,以复杂网络理论为基础,从铁路实际基础设施角度构建高速铁路网络,从网络拓扑性质方面分析高速铁路网络特性,了解高速铁路网现状。运用L Space方法构建高速铁路网络模型,从度与度的分布、平均路径长度、聚集系数等复杂网络指标分析拓扑网络结构特征。研究得出,我国高速铁路网络整体上具有无标度网络特征,中东部和沿海沿江地区车站数量较多,聚集性较高;局部枢纽地区的节点连接聚集,具有小世界网络特征,主要集中在杭州南、南京南、郑州东等大型车站。此外,通过对比分析2023年高速铁路网络特性的变化情况,可以看出路网车站具有连通性不断增强、路网区域布局均衡化发展的特征。     

考虑公交接驳的地铁网络韧性评估及故障修复策略

地铁网络突发重大事故后,通常会启动公交接驳疏散滞留乘客。提出衡量网络性能的网络效率可达性指标,考虑地铁站点发生故障后公交接驳对乘客的紧急疏散作用。基于网络效率可达性指标构建韧性评估模型,提出多故障下以韧性最大化为目标的修复策略,并以上海市地铁网络为例进行实例研究。研究结果表明,单个站点发生故障后启动公交接驳可使网络性能损失降低5.1%;占网络站点总数2.14%的多个站点发生故障后启动公交接驳可使网络性能损失降低13.48%;多故障下相比基于站点度、介数、脆弱性等评估得到的修复序列,基于韧性评估得到的最优修复序列可使网络性能累积损失降低2.86%。此外,研究发现在公交接驳场景下,当地铁网络中多个站点发生故障后,优先修复客流量大、站点周边线路稀疏、失效后造成影响大且修复时间短的站点,有助于降低网络性能的累积损失。     

区域性城际轨道交通客流预测方法研究

分析了区域性城际轨道交通规划与传统交通规划方法的差异,提出了城际轨道交通客流的特点,以及以影响范围、交通小区划分、交通方式分担、诱增客流、时间价值为要点的区域性城际轨道交通客流预测方法。     

温州在区域轨道交通网中的地位

立足于温州在地区轨道交通网中的地位,针对温州经济发展对交通运输提出的更高要求,建议将温州作为长三角区域轨道交通线网中的重要节点来规划和建设,科学合理地建设温州铁路综合枢纽,对金温铁路进行改造扩能.     

铁路快速货运方案研究

我国经济进入新常态,铁路快货运输迎来良好发展机遇。从铁路快速货运现状分析出发,以问题为导向,对快速货运硬件(铁路高速铁路、普速铁路通道,主要运输节点、运载及装卸设备)和软件(运输组织模式、标准化、信息化、智能化等)环境方案进行研究。提出铁路快速货运应依托高速铁路网,普速铁路网的网路优势,在国家综合物流通道基础上,优化完善铁路快运通道布局,着力构建铁路快运运输通道和物流节点,满足市场对快速货运的要求。     

复杂交路条件下的城市轨道交通客流分配研究

城市轨道交通客流分配的关键在于确定乘客的换乘方案,而乘客的换乘不仅受线网的影响,还受到各条线路运行交路的影响。以分析复杂运行交路对旅客换乘影响为基础,阐述根据轨道交通线网和运行交路构建乘客换乘网络的方法,利用该网络可直观地表达乘客的换乘情况,且网络中不含节点费用,方便了客流分配相关量的计算。在分析换乘网络弧的阻抗计算方法的基础上,建立城市轨道交通客流平衡分配模型,并对模型进行简要分析,最后通过实例求解,检验该客流分配方法的有效性。     

江苏省沿江城市群城际轨道交通线网规划方案研究

城际轨道交通的规划建设是城市群发展的必然要求,江苏沿江城市群是我国城市化进程过程中重点发展的区域。根据沿江地区城市群的特征,把沿江地区城际轨道交通线网分为主骨架城际网和都市圈城际网两个层次进行规划,重点研究沿江地区都市圈内部中心城市之间以及中心城市与中小城市之间的城际轨道交通通勤线网。     

城际轨道交通线网规划综合评价研究

结合都市圈城际轨道交通线网规划评价决策的特点,探讨城际轨道交通线网评价指标体系和线网规划方案评价方法的优选,提出适用于都市圈城际轨道交通线网规划评价的“层次分析法-熵-灰色关联”组合评价模型。该模型将层次分析法、信息熵理论和灰色关联决策方法有机结合起来。以长江三角洲都市圈城际轨道交通线网规划为例,编制相关软件进行组合评价,验证该方法的合理性和有效可行性。     

基于网络测度的宝鸡至汉中铁路功能定位研究

针对铁路规划项目功能定位定性分析为主的客观性不足问题,以宝鸡至汉中铁路为研究对象,选取节点间旅客交流时间或节点间运输距离为权重,运用Space L构造法建立区域铁路客、货运输网络拓扑结构模型;采用复杂网络分析方法,基于"有无对比"思想及等级化线路技术标准,结合应用Pajek软件与R软件,测算区域铁路运输网络直径、平均距离、边介数、网络效率等加权特征参数,以及非加权特征参数集聚系数进行网络测度分析,并进行网络最小生成树分析;以网络分析结果为基础,从路网、通道、客运、货运四个方面对铁路规划项目功能进行定量化综合定位,宝汉铁路为宁陕及陇东地区与川渝地区间南北纵向新通道的骨架干线,是一条以货为主、客货共线的区域路网干线铁路。     

交通区位线在城市群城际轨道交通线网布局中的应用

针对城际轨道交通线网布局方法中定性因素太多的特点,提出以交通区位线为权重的搜索方法来布局城市群城际轨道交通线网。根据城市的交通综合重要度和经济联系度搜索出初步线网,再根据预测的起始点和实际情况对初步线网进行修正,最终给出推荐的线网,并根据城市群内部经济相互作用的强弱确定线网的建设时序。以武汉城市群城际轨道交通线网为例,验算了该布局方法的合理性及可行性。该方法可为线网布局提供定量分析的依据。     

基于BFS和加权半监督聚类算法的地铁客流分配研究

复杂的城市轨道交通线网给乘客提供多种出行路径选择,而轨道网络起讫点间可能存在多条可选有效路径,给城市轨道客流清分工作带来难度。为求解相同起讫站点间各路线乘客选择的概率问题,以广州市地铁自动售检票(automaticfarecollection,AFC)系统刷卡数据为研究对象,提出一种创新性的半监督聚类算法框架。首先基于广度优先(breadth first search, BFS)的K短路径的搜索算法,识别起讫点间的有效路径集,由此确定初始聚类中心及个数;然后以路径距离和换乘次数等特征值依次标定各有效路径权重,由这些标记数据出发,采用加权半监督的方式增强聚类算法的分类能力。最后结合客流调查结果,与经典K-means算法和朴素贝叶斯分类算法进行比对。通过算例证实提出的客流分配算法性能最优,准确率高达94%,具有较好的分类效果。     

昆明新机场发展轨道交通的几点建议

研究目的:本文通过对拟建的昆明新机场发展轨道交通的线网方案研究,提出在昆明新国际机场发展轨道交通的必要性,并对研究的推荐方案在建设时序及投资方面提出了建议。研究方法:根据对国内外枢纽机场综合交通线网规划的分析,从投资估算、预测客流量及综合评价等方面进行技术、经济对比论证,提出了利用既有铁路开行机场城际列车、新建轻轨引进航站楼和新建机场铁路专线的三个设计方案。研究结果:推荐采用新建轻轨方案。该方案具有结构科学、合理,功能齐全、完备的特点,是一个能与外部交通实现快速有机衔接、方便旅客通达的综合交通体系。研究结论:机场线轨道交通的建设,将会改善昆明市东部发展轴的交通结构,解决城市日益严重的交通拥挤和城市污染等环境问题,是昆明市城市交通发展的需要。