突发事件下城市轨道交通网络客流重分布预测方法研究与应用

城市轨道交通发生突发事件后,准确把握乘客出行路径选择行为特征及受影响客流分布是保障应急处置高效、有序的关键。基于突发事件下乘客出行行为特征变化的分析,提出了受影响客流的界定算法;基于突发事件下乘客出行方案选择模型和多方式出行备选路径集的构造,建立了突发事件下网络受影响客流重分布预测算法。利用广州地铁5号线某一突发事件数据对预测模型进行了精度分析,验证了模型的适用性和有效性。     

基于前景理论的轨道交通乘客路径选择模型

研究有限理性条件下城市轨道交通乘客的路径选择问题。从出行费用角度出发,通过对不同类型乘客的出行时间、换乘时间、换乘次数和列车拥挤度4个因素的权重分析,建立乘客广义出行费用模型;并基于前景理论,建立以出行费用为参考点的路径选择模型,从而准确分析出乘客的选择偏好。实例结果表明,该模型对乘客出行路径的分析具有更高的可靠性。     

轨道交通快慢线平行运营条件下乘客路径选择行为研究

基于快慢线票价一致的研究背景,分析城市轨道交通快慢车分线运营条件下乘客路径选择行为,按照乘客出行起讫点车站类型进行客流分类,考虑换乘时间和换乘次数对广义出行费用函数进行刻画,采用正态概率分布模型对案例中各类客流的路径选择概率进行求解。得出结论:快慢线列车开行比例较高情况下,当AB-AB类、AB-B类乘客乘坐慢车出行时间在21min和41min以上时,乘客将全部选择快车出行;而B-B类乘客在出行时间不低于52 min时才会考虑两次换乘方案。说明短距离出行时乘客倾向于选择直达方案;长距离出行时则更加倾向于选择能够实现快速出行的路径方案,尽管此种路径会牺牲一定的换乘次数,乘客会权衡换乘对总体出行时间的影响并选择最优路径出行。     

应对通过能力下降的地铁列车运行协同调整优化方法

在地铁网络化运营条件下，突发事件影响列车运行并导致线网内乘客的出行时间显著增加。为应对单个线路区间通过能力下降的问题，采用小交路折返、暂停运行和上线运行3种策略调整故障线路时刻表，并利用缓冲时间协同调整与故障线路直接相连的其他线路。考虑列车运行安全、配线占用、车底接续等约束，构建以最小化乘客出行时间为目标的列车运行协同调整优化模型；根据策略选择方案和调整后的时刻表构建时空网络，更新乘客的路径选择；结合量子粒子群算法、时刻表推算算法和改进的Floyd算法求解模型。以某市地铁部分线网为例，结果表明：列车运行协同调整明显减少故障发生后乘客的出行时间，提高线网换乘效率，缓解故障线路换乘站的客流压力；故障发生在靠近线路中部的区间时，线网有较强的抗风险能力。     

城市轨道交通乘客半补偿路径选择建模与应用

城轨网络规模的扩大使乘客可选的路径增多,但通常乘客只考虑容忍阈值范围内的路径(即有效路径集合生成),然后从中择优。本文构建的半补偿Mixed Logit模型,基于贝叶斯理论将两个子过程统一,并将偏好系数和阈值参数处理成随机变量以体现乘客的异质性。融合马尔科夫链蒙特卡洛法与数据扩张技术,可内生标定所有参数。基于广州地铁调查数据标定的结果显示,内生标定的出行时间和换乘次数阈值更精准,且所建模型更优。将模型应用于预测广州地铁六号线接入后的换乘量,平均相对误差为5.19%,说明所建模型适应于网络结构变化下的客流预测。     

基于AFC数据的突发事件下城市轨道交通乘客路径决策研究

为了更好地刻画突发事件下城市轨道交通乘客路径决策行为,提出一种基于AFC数据的乘客感知路径决策分析方法。通过突发场景问卷调查数据,构建突发事件下乘客等待时间阶梯函数。依据突发事件下城市轨道交通乘客出行特点,建立突发事件下路径效用函数。考虑乘客出行行为受期望到达时间约束影响,构建乘客感知的路径决策模型,计算各路径选择概率。算例实验结果表明,模型计算结果与真实值相对误差不超过15%。将突发事件下与正常情况下的进出站客流、换乘量和断面客流量进行对比分析,掌握突发事件下路网客流分布规律。     

考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法

铁路客流均衡分配是旅客出行选择的集中体现,对旅客列车开行方案和列车运行图等的评价和优化十分重要。实际运营中列车的随机延误会导致铁路旅客的出行时间发生变化,影响旅客的出行,尤其是换乘选择。考虑旅客在路径选择决策过程中的出行时间可靠性和不可靠性2个方面因素,提出一种考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法。首先,构建旅客换乘网络,基于提出的期望-超额出行成本(METC)概念,考虑换乘过程中列车的延误概率,计算旅客的换乘成功概率和换乘周期选择;然后,进一步计算旅客出行路径的期望-超额成本,基于用户均衡条件,构建考虑列车随机延误的期望-超额客流均衡分配模型;最后,考虑到期望-超额出行成本的不可加性,结合相继平均法和k-最短路算法设计基于路径的客流分配算法,并对均衡模型进行求解。通过对一个简单算例和广珠铁路实例进行分析,结果表明：同时考虑出行时间的可靠性和不可靠性时,旅客的出行路径选择和换乘选择与仅考虑出行时间可靠性有较大差异,基于期望-超额的铁路网络客流分配模型可以更加准确地描述考虑列车随机延误的旅客的出行选择行为,证实了均衡分配方法的有效性。因此提出的客流分配方法可以为铁路网络旅客列车开行...     

城市轨道网络换乘站列车衔接同步协调优化研究

面向路网客流组织的城市轨道网络换乘站列车衔接同步协调优化是基于乘客换乘行为分析、满足列车运行约束的车站到发时刻调整问题,是对动态变化的乘客换乘行为和列车运行过程的动态匹配过程,也是列车运行图编制优化中的重要组成部分.本文以乘客换乘分析和列车运行过程分析为基础,研究网络模式下的列车在换乘站的衔接同步协调问题;以换乘等待时...     

基于动态优化的城轨网络列车运行计划换乘衔接研究

随着城市轨道交通网络的快速发展，线路间的换乘点不断增多，换乘站时刻表的协调直接影响服务水平，有必要结合线网客流分布特点协调换乘站列车到发时刻，以尽量减少乘客在换乘站的换乘等待时间，提高乘客出行效率。以线路间列车衔接时刻点为优化对象，以重点换乘站的换乘衔接需求为主导，建立换乘衔接方案编排优化模型，在网络层面实现基于线网整体换乘等待时间动态最优的换乘站衔接时刻优化，并以广州地铁线网为例，利用模型开发软件，得到符合现场需求的换乘衔接优化时刻点，为网络化运营条件下的列车运行计划协同编制提供技术支持。     

轨道交通换乘站客流特性分析及车站设计

基于北京地铁换乘站的实际运营状况,全面分析现状换乘站存在的问题及原因、换乘客流分布规律、乘客换乘行为特点等,从提高服务水平、减少运营风险的角度,提出换乘站的设计要点。     

杭州地铁换乘站人员疏散潜在障碍实测研究

分析杭州地铁换乘站凤起路与火车东站站点已经存在和可能存在的客流拥堵情况,设计现场观测布点方案,通过对闸口、换乘通道、扶梯口等节点处乘客行为特征关键数据的现场视频采集和观测统计,定量地给出地铁凤起路换乘站点的安全隐患:约19%低头看手机的乘客会降低客流速度,并会造成拥堵或诱发潜在安全风险;仅16.4%的乘客自愿走扶梯,大量乘客选择乘扶梯,导致从1号线换乘2号线的站厅扶梯处客流大量拥挤。地铁站内一些空间位置设置不合理的附属设施,在一定程度上阻碍客流交会,在客流高峰期会加剧站台客流堵塞程度。基于地铁站内客流路径及拥堵区域分布,挖掘出潜在的建筑结构、设备、导向标识等疏散障碍和安全隐患节点,并提出相应的疏解优化建议。研究结果能够为杭州地铁安全运营优化升级提供可参考的数据基础。     

基于行为分析的突发事件下城轨站间客流分布预测

提出突发事件下城市轨道交通(城轨)站间客流分布预测方法,旨在为制定突发事件下的应急预案和运营管理措施提供决策支持。首先,提出突发事件下城轨受影响客流界定算法,界定受影响的客流;然后,针对受影响客流,基于非集计理论构建突发事件下城轨乘客的出行选择行为模型,捕捉受影响乘客的出行选择偏好;其次,建立突发事件下的多方式备选出行方案集合,结合乘客出行选择行为建模结果,预测突发事件下城轨站间客流的重分布。最后,基于某突发事件下某城市轨道交通系统的历史客流数据,对该预测方法进行验证。结果表明,该方法能够捕捉到突发事件下城轨乘客的出行行为特征,分时站间客流预测的平均绝对误差为2.05人,预测效果较好。     

基于客流大数据分析和支持向量回归的地铁乘客出行时间预测研究

随着地铁线网规模的扩大,地铁客流大数据不断产生并积累,其中包含大量信息。地铁乘客出行时间是反映地铁系统运行状况和乘客满意度的重要指标。传统的地铁乘客出行时间预测没有充分利用客流大数据,因此有进一步提升空间。文章基于地铁客流大数据,整理了大量乘客出行属性和实际出行时间的数据集,并采用多种回归模型建立地铁乘客出行时间预测模型。结果表明:使用径向基核函数的支持向量回归模型预测效果最好,可较好应用于乘客出行时间预测,为乘客出行规划及运营公司调度提供参考。     

武汉地铁连续同台换乘站研究与评价

类比常见轨道交通换乘站设计方案,车站同台换乘模式具有较高的便捷性,受到设计者和广大乘客的喜爱,但该换乘模式无法解决反向换乘不便的问题。为满足乘客通过同站台完成各个分向换乘的需求,武汉地铁2、4号线采用了连续同站台换乘的新型模式。从武汉地铁2、4号线换乘站的设计思路出发,通过分析2014年度武汉轨道交通线网客流数据,结合换乘站的客流组织方案,对这种新型换乘设计思路的实用性进行研究与评价,以期为今后城市轨道交通换乘方案的选择和设计提供参考。     

高峰时段绕行票价优惠策略研究

上海轨道交通客流分布在时间和空间上呈现不均衡的特点.目前上海轨道交通售检票系统已实现一票换乘,乘客可依据乘坐的里程、时间、次数、舒适度等因素选择不同的乘坐路径.绕行票价优惠策略旨在寻找避开高峰时间客流拥堵区段的绕行路径,通过在绕行路径换乘站中设置刷卡标记等方式,实现对避堵绕行乘客的识别和票价计费的优惠,从而诱导乘客绕开高峰拥堵区段,达到均衡网络客流的目的.     

考虑互联互通的城市轨道交通网络列车开行方案优化

为顺应城市轨道交通网络列车跨线运营的运输组织发展趋势,从乘客和企业两方面,提出一种互联互通条件下城市轨道交通网络列车开行方案优化模型。模型以网络列车跨线交路组合方案和发车频率为决策变量,考虑线路通过能力、运用车数量、断面运能等约束,以乘客出行成本和企业运营成本的系统成本最小化为目标。针对模型变量多的特点,设计考虑理性乘客客流分配方法的改进邻域搜索算法进行求解。以包含4条线路的某城市地铁网络进行案例分析,研究跨线运营下的最优开行方案,并与分线运营予以比较,验证优化模型的可行性和算法的有效性。研究结果表明：1)改进的邻域搜索算法求解时间较短,且收敛解质量较稳定;2)与分线运营相比,互联互通下,全网系统成本降低了接近4.0%,全网换乘客流量降低了4.8%,同时开行跨线列车能有效降低企业运营成本,最多可降低40%;3)开行跨线列车提高了乘客的直通性,乘客直达路径数量提高了6.4%,多次换乘的行为大幅减少;4)为保证跨线运营的服务水平,应合理设置跨线交路数量。采用本模型时应充分考虑全网实际客流特点和乘客时间价值,当全网小时进站量大于97 314人次且换乘系数大于1.45时,跨线运营比分线运营更具...     

基于弹性需求的城市轨道交通列车开行方案研究

城市轨道交通的列车开行方案直接影响乘客的出行费用,需要根据客流的需求弹性制定。针对目前城市轨道交通规划和运营实际,将列车开行方案归结为列车编组、开行时段,以及各时段每一列车交路的列车数量。在分析乘客广义出行费用的基础上,构造乘客出行的弹性需求函数,将乘客乘车选择归结为具有能力约束的弹性需求用户均衡问题。进而利用城市轨道交通营运企业与乘客之间的博弈关系,对列车开行方案相关的费用、效益等优化目标和约束条件进行分析,建立基于弹性需求的城市轨道交通列车开行方案的多目标双层规划模型,并设计基于模拟退火算法的优化算法。针对长沙地铁2号线的应用表明,优化方法具有较高求解效率和较好求解质量。     

无缝换乘条件下城市轨道交通网络客流分配模型及算法

结合国内城市轨道交通无缝换乘的运营特点,充分考虑了影响城市轨道交通网络客流分配的主要因素（包括出行时间和换乘次数）,以及城市轨道交通网络的特有属性,构造城市轨道交通网络的广义费用函数,并分析乘客在城市轨道交通网络中的路径选择行为。在此基础上,基于随机用户平衡原则提出城市轨道交通网络客流分配问题的数学优化模型,在模型的求解中,分析目前常用的有效路径搜索方法并设计了基于图的深度优先搜索算法,以得出符合现实的有效路径集合,并给出求解配流模型的连续平均算法。最后通过北京市轨道交通网络的数据对模型和算法进行验证。     

长途跨线客流输送方案优化设计

研究高速和普速铁路构成的客运网络上长途客流输送方案,以及相关列车开行方案优化问题。全面分析长途客流输送的直达模式和中转换乘模式,以及长途客流出行广义费用和铁路企业运营效益。从客流广义出行费用最小和企业运营效益最大的角度构建目标函数,考虑起讫点要求、编组长度、输送能力等约束条件,建立长途客流输送方案优化模型,并通过引入平衡因子将其转化为单目标优化问题,设计了综合比选不同列车种类的直达模式、典型换乘站的换乘模式的求解方法。通过计算典型长途跨线OD的客流输送方案,表明高速列车具有显著优势,客流时间价值、消费层次构成和换乘费用对客流输送方案具有较大影响。     

东京都市圈轨道交通直通运营模式的分析与启示

对东京都市圈地铁、私铁、JR(日本铁路)的直通运营模式进行了分类和总结,探析了线路直通运营的客流特点和直通运营的工程条件。轨道交通线路直通运营可以节省乘客换乘时间,缓解换乘站的客流压力,也存在运能损失以及昂贵的工程改造费用等问题。是否采用直通运营模式应根据具体的工程条件和客流需求特征而定,在线路敷设方式为地上且线路间客流交换量较大的情况下,可以考虑选择直通运营模式,反之直通运营模式的必要性则不大。