不确定需求下轨道交通网络的鲁棒性优化

轨道交通网络设计是轨道交通规划的重点,本文研究不确定需求下轨道交通网络设计的鲁棒性优化问题.提出了不确定需求下轨道交通网络鲁棒性的概念.针对不确定需求可以被预测和不可以被预测的两种情况,分别建立了scenario 模型、minmax模型,这两个模型在优化目标中均综合考虑了最小化轨道交通线路总长度、最小化乘客总出行距离、最小化乘客总换乘次数,并基于遗传算法给出了这两个模型的求解算法.scenario 模型权衡网络的服务水平与网络对于不确定需求的抗干扰能力;minmax 模型侧重于网络在最坏情况下仍然能够保持较好的服务性能.最后,给出算例,验证了提出模型与算法的有效性.     

随机需求下公交网络设计的期望值模型与求解算法研究

科学规划公交系统是解决城市交通拥挤问题的有效手段,公交网络设计问题更是公交体系规划的重点与难点。公交需求作为公交网络设计的输入条件,在现实中具有不确定性。鉴于此,假设不确定乘客需求具有随机特性,来研究随机需求下公交网络设计问题的优化方法。以乘客成本与运营成本最小化为优化目标,构建了多目标规划的期望值模型。将遗传算法与模拟退火算法相结合,设计了求解模型的遗传模拟退火算法。最后,通过算例验证了提出的模型与算法的有效性。     

基于城乡一体化的公交线网优化模型研究

在基于若干假设的前提下,用数学寻优法建立城乡公交线网优化模型,其上层规划以最小化公交车运行时耗为目标,下层规划以最小化乘客步行距离为目标,最后采用遗传算法来求解算例。结果表明,合理设置公交站点能优化公交线网。     

面向通勤需求的定制公交线路规划研究

定制公交线路规划问题主要涉及设计车辆路线以满足散布在一定地理区域的交通需求,目标是在满足运输要求的同时最小化成本。针对定制公交线路规划问题,建立了以运营成本最小为目标的线路规划模型,并运用lingo软件进行求解。最后以虚拟乘客出行需求数据作为案例,进行定制公交线路规划研究,检验建立的模型与算法的合理性及有效性。     

轨道交通站点吸引范围研究及其应用——以深圳轨道7号线为例

国内轨道交通正处于快速发展阶段,围绕轨道站点布设换乘设施成为建立一体化公共交通体系的重要手段。以乘客出行时间最小为目标建立轨道站点吸引范围模型,给出了简化求解思路。最后,以深圳市轨道7号线站点为例,阐述模型在实际工程案例中的应用,计算结果表明,距离中心城区越远,其吸引范围越大。     

环形放射状城市常规与需求响应公交联合优化研究

针对环形放射状城市扩张过程中常规公交线网出现线网资源利用失衡、乘客出行时间过长的问题，本文设计一种常规公交与需求响应公交分层布局的双模式线网结构。基于连续近似方法，构建混合整数优化模型，以最小化公交平均运营和乘客平均时间成本之和为目标函数，根据乘客出行空间分布构建确定性的出行模式及路径选择细分方法，推导各项成本组成，求解常规公交线间距、站间距及双模式公交发车间隔等决策变量的最佳值。采用混合启发式算法对模型进行求解，并以成都市五环内环形放射状公交网络为例，验证所提双模式公交网络的有效性。优化结果表明：与单模式常规公交线网对比，双模式网络可以分别降低18.37%的乘客成本以及4.97%的公交运营成本，具体表现为减少常规公交31.85%的站点和线路建设成本以及24.36%的运营里程；系统各项成本随平均客流密度的增加呈幂指数下降并趋于稳定；同时给出不同客流密度分布条件下，系统关键设计参数的建议值。     

基于时空等待特征系数的大型活动出行规划研究

高效、合理的综合交通路径规划是成功举办大型活动的前提之一。本文针对观众群体参 与大型活动的出行路径规划问题，引入乘客出行偏好，转换为时空等待优化问题，再根据大型活 动中乘客通过多模式公共交通出行特点，构建多维时间-空间-交通方式网络，以乘客出行时间总 成本最小为目标建立整数线性规划模型。为提高模型的求解效率与质量，提出一种基于拉格朗 日松弛和次梯度优化的算法进行求解，并在求解中提出基于逆向推断的搜索空间约减方法，提高 了算法求解速度。本文以观众从北京市城区前往延庆区高山滑雪中心观赛为案例验证模型与算 法。结果表明，引入时空等待特征系数后，提升了大型活动综合交通出行路径规划方案的合理 性，改善了乘客的出行体验，并有效缓解举办大型活动时的道路拥堵状况。     

城市公交线网优化的双层模型及遗传算法求解

为了有效地优化城市公交网络,综合考虑了乘客和公交企业的利益,建立了双层优化模型。上层模型考虑整个公交系统的利益,以乘客出行和公交企业运营费用最小为目标,下层模型作为辅助,以乘客直达率最大为目标,尽量减少总的换乘次数。针对该模型设计遗传算法进行求解,并给出算法的具体实现步骤。最后考虑定长设线的方法,设计一个简单的算例,给出不同站点数量的线网的优化方案,并对优化结果进行了对比．验证了模型和算法的有效性。     

一种多目标的公交线网规划模型

公交线网规划是城市交通规划的重要组成部分之一。针对公交线网规划问题,提出一种多目标的公交线网规划模型,以最小化乘客总出行时间和总换乘次数,最大化线网的需求密度为目标函数。利用禁忌搜索和模拟退火两种算法对模型进行求解,并利用Sioux-falls network对模型进行验证。结果表明:与前人的研究相比,本模型的结果直达率提高,换乘次数减少,公交的服务水平和吸引力提高;本研究的两种算法相比,模拟退火所得结果直达率更高,需求密度更大,并且此算法效率更高。说明本模型能够有效的适用于公交线网的规划。     

城市轨道交通快慢车开行方案双层规划模型

针对城市轨道交通客流时空分布不均衡特征和乘客长距离出行时效需求,并考虑乘客的换乘行为,提出基于双层规划模型的快慢车开行方案优化方法.上层模型以乘客出行时间和列车周转时间最小为目标,考虑快慢车开行比例、线路通过能力等主要约束,构建多交路条件下的快慢车开行方案优化模型;下层模型通过设计换乘网络刻画乘客换乘行为,构建快慢车方案下的客流分配模型.设计粒子群算法求解所建双层规划模型,以广州地铁14号线为案例,验证本文构建模型的有效性和适用性.     

基于动态反馈神经网络的城市轨道交通短期客流预测

城市轨道交通短期客流的预测是制定列车调度计划、车站客运组织工作等的关键。文章在研究城市轨道交通的断面客流特征的基础上,建立基于动态反馈神经网络的城市轨道交通短期客流预测模型,提出通过若干组连续历史断面客流数据训练动态连续的神经网络,以此对未来客流进行预测;并以北京轨道交通某日早高峰客流为例进行分析,验证了该模型与方法的有效性。     

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城市轨道交通网络客流时空分布特征是网络化协同运输组织的基础与核心.本文在系统分析城市轨道交通乘客出行行为的基础上,基于Multi-Agent建模技术,构建了网络客流分布动态仿真模型,应用该模型模拟乘客的网络出行过程,统计分析得到路网的客流分布特征.该模型既能反映乘客网络出行行为全过程,又能满足大规模路网仿真需求.最后,开发了城市轨道交通网络客流仿真系统,通过北京市轨道交通网络的实际数据对模型和算法进行验证.     

城市轨道交通超大客流网络拥挤传播研究

为研究城市轨道交通超大客流传播的时间规律以及不同数量拥堵站点对整体轨道交通网络的影响,通过定义超大客流,引用疾病传播理论,建立了基于网络拥挤模型的超大客流拥堵网络疾病传播模型,并运用Adams微分方程数值进行模型求解。对反演参数得到的SIR传染病模型的传播特性拟合运用于轨道交通网络,并通过不同的初始拥堵站点数量进行仿真。研究表明：轨道交通超大客流的病态传播受传染概率、恢复概率、初始拥堵站点数影响,该联系为超大客流网络拥挤传播提供一种新的研究思路。     

基于乘客路径选择的多制式轨道交通客流分配

为量化换乘对乘客出行路径选择的影响程度,在单层网络中添加虚拟换乘站,构建无隐性连接的三层多制式轨道交通拓扑网络模型。基于时间、换乘节点衔接性,计算线网间衔接性系数;利用Dijkstra法搜索模型各起讫点间的 K 短路径,以乘客感受到的线网复杂度及乘客出行计划确定时间,建立乘客对线网的熟悉度函数;根据乘客路径选择影响因素构建广义出行费用,利 用Logit函数对每条路径的选择概率进行计算;最后设计客流分配算法进行求解,实现对多制式轨道交通网络的客流分配。以成都地铁、成灌、成贵高铁等线路建立多制式轨道交通网络仿真模型,对其客流分配实例分析表明,客流的分配结果与实际数据基本吻合,证实了客流分配算法的真实有效性。     

重大公共卫生灾害主动限流背景下城市轨道交通网络集成韧性

分析了重大公共卫生灾害对城市轨道交通网络集成韧性的影响机理；基于韧性曲线模型对传统韧性测度方法进行了修正，构建了面向重大公共卫生灾害影响的城市轨道交通网络集成韧性测度方法；评估了城市轨道交通网络节点重要度水平，运用复杂网络构建了城市轨道交通网络拓扑模型，对节点客流进行了模拟分配；应用SEZIR传染病传播模型模拟了灾害传播过程，研究了城市轨道交通在重大公共卫生灾害背景下的集成韧性水平演化规律；以西安市疫情发展过程为研究对象，对主动客流限制下城市轨道交通网络的集成韧性水平进行了模拟和数值分析。研究结果表明：主动客流限制措施能够有效提高城市轨道交通网络对重大公共卫生灾害的阻断能力，当客流限制水平达到30%后，重大公共卫生灾害传播过程趋于平缓；主动客流限制措施会直接导致城市轨道交通网络运行效率降低，但能够提升城市轨道交通网络在重大公共卫生灾害影响下的集成韧性水平；当客流限制水平分别为70%、40%和20%时，城市轨道交通网络集成韧性水平的改善提升效果更加明显，累积改善效果分别可达到10.73%、46.87%和226.81%。     

考虑城市客运结构优化的城市轨道交通定价方法研究

票价直接影响乘客出行方式选择和城市客运结构.在比较交通方式相对优势度和影响因素的基础上,以城市综合交通乘客出行时间最少,整体系统结构优化为目标,构建了城市客运系统整体出行时间最小的双层规划模型,并进行算例分析,验证模型的可操作性.算例表明,调整城市轨道交通票价情况下,随着票价降低,选择城市公共汽车和私人小汽车出行客流转移到城市轨道交通,城市轨道交通客流逐步增加,整个系统广义出行成本降低,系统总出行时间减少.城市客运系统结构中各交通方式优势的发挥受票价影响,在城市轨道交通票价制定时,应优先提高城市轨道交通客流量以增强客流分担率,最大可能发挥其运能大和系统出行时间少的特点.     

深圳市轨道交通客流特征分析及启示

为增加轨道交通客流、完善运营组织方案并提高轨道交通服务水平,基于深圳市轨道交通网络运营现状,从网络、线路、车站三个层次分析轨道交通客流发展规律和时空分布特性。针对轨道交通规划设计及运营提出几点建议：考虑车站周边开发强度对客流的影响,不断完善车站周边配套设施;根据客流特征采取相应的行车组织方案;做好换乘站设计,满足乘客换乘便捷性、安全性和舒适性要求;重视步行和自行车交通系统规划设计,为乘客提供舒适的接驳环境;完善公共汽车交通接驳设施等。     

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

轨道交通与城市协同发展的空间差异性分析：以北京市为例

为识别轨道交通与城市协同发展程度的空间差异性，以及不同空间范围内城市发展水平对轨道交通客流影响的差异性，引入描述空间集聚特征的莫兰指数Moran's I 建立轨道站点周边城市发展水平评价方法，将轨道站点周边城市发展水平和站点客流空间集聚分布特征作为轨道交通与城市发展协同程度判断标准，划定若干研究区域，利用地理加权回归GWR 模型研究两者空间相关性和城市发展因素对轨道交通客流的影响. 实证研究表明：轨道站点周边城市发展水平与站点客流协同程度较高的区域，城市发展水平对站点客流影响更大；将城市发展因素对站点客流影响程度进行排序，密度高于交通便捷程度、功能多样化程度和发展紧凑度.