基于驻站和限流的组合公交控制策略研究

为减少串车现象以提高公交服务可靠性,提出了一种基于车头时距阈值的驻站-限流的组合公交策略.为了验证新策略的有效性,基于元胞自动机模型建立了可描述公交车运行特征和乘客出行特性的仿真框架,并利用实际的公交线路数据对其参数进行了校验.数值实验分析了组合策略中控制参数的取值对系统性能的影响.结果表明,以最小化乘客平均等待时间为目标所求解的组合策略有助于公交系统服务可靠性的提高,而最小化单位乘客出行时间时所求解的策略具有更高的乘客出行效率和公交运行速度.     

基于实时信息的公交运行速度控制策略与算法研究

针对公交运行到站时间不稳定的现象,本文提出实时的公交速度控制方法,以车头时距平均绝对误差最小为目标进行求解.设计了3种公交运行场景,基于实时道路交通状态及乘客到达率,求解期望速度.并通过数值仿真对公交车头时距的稳定性、公交运行时间的可靠性、乘客等待平均时间及运行速度进行评价.结果显示,3种场景下,不考虑道路交通流影响的速度控制方法效果最佳,可以提高公交车头时距的稳定性(77.63%)及公交运行的可靠性(93.5%).如进一步考虑道路交通流影响,乘客的平均等车时间会略有增加(6.12%).因此速度控制方法更适用于受道路交通流影响较小或长度较短的线路.此外,本研究还发现,在要达到公交运行可靠性的目标下,公交站间运行速度并不是越快越好.     

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对于高频率公交线路服务,以减少在站乘客平均等待时间为目标,提出以车头时间距的一致性来分析和衡量线路级别的公交服务可靠性的方法。考虑乘客需求波动和线路运行时间随机性对公交服务可靠性的影响,以一条高频发车的固定公交线路为考察对象,利用随机模拟方法仿真公交服务过程,计算分析了不同乘客需求和运行时间波动情况下的车头时间距的变异特征和在站乘客平均等待时间。结果表明,线路运行时间波动越大,乘客到达越不均匀,车头时间距变异就越大,乘客平均等待时间也就越长;随着站序的增加,累计车头时间距变异趋向于增大,服务可靠性逐渐变差。     

城市快速公交(BRT)专用道客运能力探讨

从分析车辆的制动过程出发,推导出在保证公交车辆安全和满足乘客基本舒适条件下公交车辆最小车头时距的计算方法,在此基础上对理想道路交通条件下(即不考虑停靠站等因素的影响)快速公交系统专用道的理论客运能力进行了研究.通过分析停靠站停靠能力的影响因素,探讨了在考虑停靠站影响条件下BRT实际客运能力的计算方法,并给出了不同车辆配置、不同停靠滞留时间和不同停靠泊位数所对应的BRT实际客运能力值.     

上游停靠站公交溢出影响下交叉口公交优先配时优化

针对交叉口进口道附近设置有公交停靠站的情况,探讨站点公交溢出的两种可能情形以及具体排队过程,并建立受车头时距等因素影响的排队等待时间模型.在此基础上,一方面分析公交停靠对交叉口进口道通行能力的影响,得到通行能力损失模型,进而对交叉口乘客延误公式进行修正;另一方面,通过对停靠站公交到达离开时间的研究,建立站点乘客延误模型.然后,基于客流量进行交叉口公交信号优先配时研究,在保障其他相位车辆基本运行的前提下,建立以乘客总延误最小为控制目标,公交优先相位绿灯时间为控制变量的公交信号优先控制模型.最后,通过实际案例进行模型计算,得到交叉口的最优配时方案,并利用仿真软件模拟分析.仿真结果表明:基于优化方法得到的信号配时方案,有效减少了交叉口乘客总延误时间,保障了各相位车辆的通畅.     

考虑车速调控和乘车引导的公交运行优化控制策略

通过有效的精准控制策略提升公交车辆的到站间隔匀整度和运行服务可靠性是改善公交服务质量，提升公交乘客出行满意度的重要途径。首先，本文考虑站点乘客上车需求波动构建公交运行模型；其次，提出基于时间偏差反馈机制的公交区间行驶速度调控策略和基于乘车选择行为模型的公交站点乘客信息引导策略；最后，以最小化乘客出行成本和车头时距偏差为目标，构建融合车速调控和乘车引导的公交运行组合优化控制策略，并设计了求解方法。以北京公交57路为例，设计4种情形的数值仿真对比实验。仿真结果表明，组合控制策略的优化效果最佳，相比于无控制策略，公交运行稳定性提升了47.70%，避免了线路的串车发生，考虑出行时间与拥挤程度的综合成本减少了18.71%。本文还比较了不同乘客收入水平和乘客引导信息服从率下策略的优化效果。结果表明，随着收入水平的提升，信息引导策略对总出行成本降低效果减弱，当乘客引导信息服从率为0.7时，组合控制策略对公交运行和乘客出行的改善效果最显著。本文可以为提升公交运行可靠性和服务质量提供重要支撑。     

城市道路交叉口机动车与机动车冲突概率研究

以机动车流车头时距概率密度分布函数、临界间隙为主要参数建立机动车与机动车冲突概率模型,并在南京某交叉口进行了应用。结果表明,该方法适用于不同车头时距分布类型的机动车流。     

城市道路交叉口机动车与机动车冲突概率研究

以机动车流车头时距概率密度分布函数、临界间隙为主要参数建立机动车与机动车冲突概率模型,并在南京某交叉口进行了应用。结果表明,该方法适用于不同车头时距分布类型的机动车流。     

基于出行不均匀分布的通达型公交网络

通达性公交网络具有时空覆盖率高,乘客出行时间短等优点,可有效缓减城市交通拥堵。本文面向市中心靠近城市边界的城市形态且出行需求空间分布不均匀的城市,假设市中心出行均匀分布,郊区出行为线性递减的空间需求函数,建立公交线网规划、站点和频率设置的综合模型。模型受决策变量和输入参数影响小,稳定性和可行性好。当车头时距、市中心与城市比例、公交站距变化范围在-50%~46%,总成本增加不超过10%。乘客步行速度对总成本和乘客的成本影响较大,发展共享单车、公交微循环等会显著降低乘客出行成本。需求越集中于市中心,公交公司成本越会显著下降,但公交系统的稳定性下降,会削弱公交竞争力。     

基于合作博弈的公交滞站点优化模型

公交滞站控制是防治公交串车的常用方法. 现有研究主要集中于公交滞站时间的优化，很少关注滞站点优化问题. 本文提出一种基于合作博弈的公交滞站点优化模型. 根据系统当前状态，模型首先预测当控制不同滞站点组合时该滞站点组合对公交串车率的改进；其次，以滞站点为博弈人，以滞站点组合及其对公交串车率的改进量为效用函数，构建合作博弈，分析滞站点的单独和联合控制效果，并用Shapley 值刻画滞站点的相对重要性. 通过在最有效的滞站点实施滞站控制，能够有效防治公交串车. 最后，通过仿真实验对滞站点的数量和位置的确定进行说明，模型能有效降低公交车头时距波动，减少公交串车率，最终减少乘客平均候车时间.     

两种典型公交站点候车时间模型对比研究

乘客候车时间可直接反映公交运输系统的运营状态和服务水平.将常规公交站点分类为是否与轨道交通有衔接,对27路、111路白石桥东站,以及运通105路和87路城铁西直门站进行实地调研,获取各线路晚高峰的乘客候车时间数据,对数据进行拟合与分析.结果表明,客流到站时间分别服从对数正态分布和伽马分布.基于客流到站时间分布函数,反推出乘客候车时间模型,同时对模型进行对比分析,并得出相应结论.     

考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化

车辆到站时间的不准时性严重影响着需求响应型公交的服务水平和乘客选择公共交通的出行意愿，因此，本文对考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化问题进行研究。以运营商成本、乘客乘车时间成本、乘客等待时间成本组成的系统总成本最小为目标建立数学模型，通过优化车辆路径寻求系统总成本最优的需求响应型接驳公交服务方案，其创新之处在于，在服务过程中允许乘客提交实时出行需求；定义车辆到站时间服从已知分布以描述其随机性。提出一种遗传算法和邻域搜索相结合的启发式算法对模型进行求解，该算法融合了遗传算法的全局搜索优势和邻域搜索的局部搜索能力，通过算例测试分析对本文算法的有效性及先进性进行验证。最后，基于西安市延平门地铁站设计数值实验，结果表明，考虑车辆随机到站时间可以在一定程度上减少乘客时间成本和系统总成本。     

城市轨道交通站台最高聚集人数计算方法研究

对周期时间内城市轨道交通站台客流分阶段变化过程进行分析和简化. 基于乘客遵循先下后上原则的情形,提出一种在列车到达间隔时间恒定条件下计算站台最高聚集人数的方法. 在此基础上,进一步考虑列车到达间隔时间偏离图定时间的情况,对列车到达间隔时间的分布进行分析,提出在列车到达间隔时间存在偏离的情况下对应于给定概率的站台最高聚集人数的计算方法. 以某城市轨道交通车站为案例,在考虑列车到达间隔时间偏离的条件下计算该站岛式站台最高聚集人数. 与现行设计规范的计算方法相比,采用本文提出的方法算得的站台最高聚集人数较小.     

小城市公共交通服务评价指标体系

从基础设施服务和企业运营服务两方面,构建适合小城市的公共交通服务评价指标体系。选取站点覆盖率、车辆拥有率、乘客换乘次数和搭乘步行时间四项指标衡量城市基础设施的服务能力,行车准点率、运营车速、乘客候车时间和高峰满载率作为企业运营服务能力的衡量指标,并根据公共交通服务评级的等级分析指标的量值范围。     

城市轨道交通应急接驳公交蓄车点选址

为合理设置突发事件下轨道交通应急接驳公交蓄车点, 以接驳起始点为圆心, 以轨道交通运营恢复时间为半径, 构造了接驳需求点反向覆盖应急接驳公交供给点的覆盖结构; 根据接驳公交是否在预定发车时刻前到达接驳点, 提出了接驳需求和乘客等待时间延误的计算方法, 建立了以应急接驳乘客等待时间总延误最小为目标函数的反向集合覆盖选址模型, 并进行求解; 以具体轨道交通应急接驳公交蓄车点选址规划为例, 对比分析了不同预设蓄车点数约束条件下的选址方案。研究结果表明: 每种选址方案下的乘客等待时间总延误均随预设蓄车点数的增加而减少, 当预设蓄车点数为5时, 目标函数达到最小; 蓄车点位置分布受接驳起始点位置和接驳需求量的影响, 当预设蓄车点数为2时, 蓄车点选址结果具有向需求较大的城市中心区域聚拢的倾向, 当预设蓄车点数为5时, 蓄车点选址结果逐渐覆盖郊区; 考虑突发事件影响权重后, 蓄车点位置向突发事件发生频率较高的接驳起始点靠拢, 从而形成了均衡配置在城市中心区域内外部的蓄车点选址布局模式; 反向集合覆盖选址模型通过主动搜寻供给的方式, 能够在最小化应急接驳乘客等待时间总延误的条件下, 体现预设蓄车点数、接驳起始点客流量分布以及突发事件影响权重对应急接驳公交蓄车点选址结果的影响。      

灵活编组条件下轨道交通客货协同运输方案优化

基于灵活编组运营组织模式特点，综合考虑客流与货流之间的竞争关系，以列车编组类型及列车发车间隔为主要决策变量，以乘客等待时间和运营公司运营成本极小化为目标，构建灵活编组条件下轨道交通客货协同运输方案混合整数线性规划模型，得到系统优化的列车编组方案、 运行图和客货协同运输方案。当给定编组类型集合且没有货流输入时，本文所构建模型即可退化为传统的固定编组模式下客流运输优化模型。以北京地铁八通线为例设计数值实验，验证了所提模型的有效性，所有实验均由VB语言调用CPLEX优化软件进行求解。算例结果表明，相较于固定编组模式的单一客流运输，本文方法可在乘客平均等待时间仅增加1.1 min的情况下，降低 约41.86%的运营成本，大幅度增加运营收益，更好地实现运输服务质量和运营成本的均衡。     

随机条件下固定公交线路服务频率优化模型

在考虑客流需求波动及车辆运行时间随机变动的情况下,建立了以乘客候车期望和公交车辆利用率总体最优为目标的公交线路服务频率优化模型.利用蒙特卡罗方法随机模拟一条高频线路的公交服务,计算得到了给定线路参数下的最优服务频率.算例表明该模型可用来确定高频服务公交线路的发车时间间隔.     

城市轨道交通列车开行方案优化模型研究

近年来,随着城市化进程的加快,面对巨大的城市人口出行和环境污染的压力,优先发展公共交通己成为解决城市交通问题的主要途径。列车开行方案的研究是城市轨道交通发展的重要组成部分,它规定列车在沿途车站的到发时刻,是协调各部门工作、保证列车运行安全和旅客服务质量的前提和基础。从地铁部门成本最小化、乘客满意度最大化两个方面建立城市轨道交通列车开行方案优化的双层规划模型,主要从列车追踪间隔、列车定员、乘客候车时间和乘客车次选择4个方面进行约束,对列车编组数量、列车开行对数、列车发车时刻、列车交路方式、乘客数量、乘客车次选择和乘客等待时间7个方面进行决策,以验证模型的可行性和有效性。     

客运专线列车速度-间隔控制机理与计算

给出了制动率、制动距离、作业时间等参数取值和最小追踪间隔的计算公式．不同的全制动距离阶段划分方式及其设备配置决定了高速客运专线信号控制及列车运行方式．列车的速度-间隔控制采用一次制动模式曲线方式并以速度分级模式曲线方式作为备用模式．缩短同方向列车到站追踪间隔是缩短追踪间隔的关键．对于速度大于250km／h的旅客列车，通过进站提前减速，用一次制动模式曲线方式能够实现3min追踪间隔．在客货混线运行条件下，当车站到发线有效长不大于1200m，咽喉区长度不大于800m，120km／h的货物列车制动率0．8时，能够实现5min追踪间隔；200km／h旅客列车采用制动率为0．6即能实现4min追踪间隔．