基于复杂网络理论的广州轨道交通网络可靠性研究

城市轨道交通网络是由轨道线路和车站组成的复杂网络,利用复杂网络理论探讨轨道线网的可靠性对提升其可达性和运营效率有重要意义. 采用space L方法对广州轨道交通网络进行了拓扑建模,计算分析了节点度、聚类系数、平均路径长度等指标及其分布规律,并重点研究了换乘车站故障情况下整个轨道交通网络受影响程度及可靠性. 结果表明,现阶段广州轨道交通网络呈现随机网络的特征,换乘车站发生运营故障将严重影响网络中的较长距离出行,降低轨道交通网络的客流吸引度,广州轨道交通网络在换乘车站故障后其全局效率降低,局部效率不变,车站之间的紧密程度较差.     

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城市轨道交通网络是由轨道线路和车站组成的复杂网络,利用复杂网络理论探讨轨道线网的可靠性对提升其可达性和运营效率有重要意义. 采用space L方法对广州轨道交通网络进行了拓扑建模,计算分析了节点度、聚类系数、平均路径长度等指标及其分布规律,并重点研究了换乘车站故障情况下整个轨道交通网络受影响程度及可靠性. 结果表明,现阶段广州轨道交通网络呈现随机网络的特征,换乘车站发生运营故障将严重影响网络中的较长距离出行,降低轨道交通网络的客流吸引度,广州轨道交通网络在换乘车站故障后其全局效率降低,局部效率不变,车站之间的紧密程度较差.     

轨道交通车站客流来源空间分析及接驳优化 ——以天津市为例

利用手机信令数据可在提取轨道交通出行链信息的基础上获得各车站的客流来源空间分布,并应用于交通规划中.首先,提出获取轨道交通出行链信息和车站客流来源分布的计算流程以及其中涉及的轨道交通基站检测、出行端点识别、轨道交通乘车信息提取等技术方法.其次,使用中国移动手机信令数据得到天津市轨道交通全网车站的客流来源空间分布.基于车站客流来源空间分布特征对车站进行分类,根据各类型车站的特点提出针对性的接驳改善策略.选取典型车站,对与其接驳的公共汽车线路进行走向与站点的优化设计.研究表明,不同轨道交通车站客流来源的空间分布形态具有差异性,利用手机信令数据可获取轨道交通车站客流来源的空间分布形态,为实现"一站一策"的精准接驳规划设计打下基础.     

轨道交通网络级联失效影响范围研究

轨道交通系统因多因素干扰引发客流集中、车站拥挤，并相继传播至周边车站，形成级联失效. 把握拥挤在轨道交通网络的传播范围，是减少交通突发事件影响的基础. 基于轨道交通拥挤传播机理分析，将物理结构、网络初始交通状态、客流量融合进耦合映像格子模型 (Coupled Map Lattice，CML)中，通过历史客流数据量化参数，构建轨道交通拥挤传播模型，展开3 种不同情景下拥挤传播过程分析. 实例验证结果表明，轨道交通车站的初始状态、耦合系数对拥挤传播影响显著，网络结构对拥挤传播范围的影响并不明显. 根据网络结构、初始值和耦合系数，可以掌握拥挤传播规模，识别拥挤车站的影响范围，有助于提高轨道交通系统的可靠性.     

河谷型城市公交网络脆弱性研究——以兰州市为例

应用复杂网络理论,以兰州市为例研究河谷型城市公交网络的脆弱性.首先, 根据L 空间模型构建城市公交站点网络,分析该网络静态拓扑特性.然后,基于随意攻击 和蓄意攻击两种攻击模式,建立城市公交网络脆弱性测度指标,并对两种攻击模式下公 交网络的脆弱性进行分析.研究结果表明,由于兰州市特殊的河谷型地形特征,在蓄意攻 击下的脆弱性远远强于其在随意攻击下的脆弱性.最后,结合公交网络脆弱性特征研究公 交网络核心站点选取策略.结果表明,基于度的核心站点选择更适合兰州市公交网络,这 为兰州市交通规划和交通网络优化决策提供理论依据.     

城市轨道交通有权网络相继故障可靠性研究

城市轨道交通各条线路和车站因其所承载客流量多少不同在网络结构的地位也不同,仅从网络结构来评价可靠性可能会产生误判.本文根据地铁网络智能卡数据构建了网络权重矩阵,结合网络结构确定了无权、有权网络的复杂网络参数,并基于有无权重 两个网络分别定义了4 种相继故障的策略参数及网络可靠性评价模型.以北京市轨道交通为实例系统性分析有无权重两个网络的可靠性,结果表明,模型可操作性强,弥补了城 市轨道交通网络可靠性研究的不足,加载了客流的网络脆性更明显,站点重要性排序也 发生较大变化.     

客流特征视角下的轨道交通网络特征及其脆弱性

为提高城市轨道交通网络脆弱性评估的客观性, 将乘客需求特性集成到网络脆弱性的计算中; 在城市轨道交通网络Space L空间下静态拓扑结构的基础上, 以客流为权重建立了轨道交通加权网络; 基于客流指标提出了车站连接强度和加权节点介数, 用于反映动态网络结构特征, 度量节点间相互作用强度; 针对城市轨道交通网络客流的时空特性, 结合网络客流需求特性, 基于出行消耗最大容限阈值, 构建了站点故障条件下的乘客有效路径子图和网络客流的OD损失率, 进而评估城市轨道交通网络的脆弱性; 以西安城市轨道交通网络为例, 从网络客流视角分析了城市轨道交通网络特征及其脆弱性。研究结果表明: 西安市轨道交通网络具有小世界网络特性, 平均路径长度为10.7, 其中小寨站和北大街站为网络关键节点, 其车站连接强度分别为166 795、149 059, 加权节点介数分别为0.365、0.369, 这两个站点的中断对西安市轨道交通网络效率的影响分别为40.1%、39.4%;乘客出行容限阈值极大地影响着网络中站点的重要性排序, 网络脆弱性随着乘客出行容限阈值的增大而逐渐降低; 脆弱性与介数的相关性强于脆弱性与度和强度的相关性, 随着出行容限阈值的增大, 加权介数与其脆弱性的关联性逐渐降低。可见, 提出的计算指标和方法突出了客流特征与乘客需求对轨道交通网络脆弱性的影响, 能够很好地体现轨道交通网络的功能特性。      

基于复杂网络理论的客运专线网络可靠性分析

随着客运专线网络的逐渐完善,人们对其可靠性也提出了更高要求。利用复杂网络理论对客运专线网络的可靠性进行分析,有利于发现网络中的关键节点及薄弱环节,从而有针对性地对网络进行完善。基于复杂网络理论,建立客运专线网络模型,并计算该复杂网络模型的静态统计特征,包括度分布、聚类系数和平均路径长度,得出客运专线网络是典型的无标度复杂网络。分别在随机性攻击和选择性攻击两种模式下,从网络的全局效率和最大连通子图的相对大小两个指标,对客运专线网络的可靠性进行分析,得知客运专线网络对随机性攻击的抗破坏能力较强,而对选择性攻击的抗攻击能力较弱,最后提出了提高客运专线网络可靠性的建议。     

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

城市轨道交通各条线路和车站相互连接,联系紧密,其中的节点故障会在网络迅速传播,造成较大范围的拥堵,影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性,对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化,进而产生流量的重分配.接着,建立了城市轨道交通网络级联失效模型,并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估,仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后,以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.     

轨道交通车站行人路径选择研究

为了解轨道交通车站内的客流分布特征,对车站内行人路径选择的影响机理进行分析,可知路径选择是步行网络特性、线路特性等外部因素以及出行者内部因素相互作用直至均衡的过程。依据效用最大化理论,以步行距离、步行时间、垂直步行设施类型和路径重复系数为路径选择的主要影响因素,建立了行人路径选择的多项Logit模型。选取上海市轨道交通3号线赤峰路站为调查对象,收集车站静态信息以及行人步行路径、步行时间等动态信息,利用SPSS软件对模型进行标定,量化分析了各影响因素对行人路径选择作用的大小。经过模型检验,模型预测的总体正确率为78%。     

广佛都市圈视角下的轨道交通发展思考

都市圈外围向心的通勤交通比例高、中心区交通压力大,因此都市圈通常采用以轨道交通为主的交通发展模式。首先结合伦敦、纽约、东京都市圈案例,分析轨道交通对都市圈空间形态的影响。结合广佛都市圈国家铁路、城际铁路、城市轨道交通、低运量轨道交通4个层级轨道交通的发展,从枢纽规模与布局、网络一体化、运营管理与车站开发等方面提出存在的问题。指出分散布局的轨道交通枢纽与互联互通的轨道交通网络是适合都市圈的轨道交通发展策略。最后,针对东京都市圈轨道交通发展模式借鉴、城际铁路和轨道交通快线采用地下线路形式穿城、如何实现"四网合一"、枢纽空间的规划预留等方面展开探讨。     

广州轨道交通网络的复杂网络特性研究

分别在L空间和P空间中对广州轨道交通网络进行拓扑建模,并对两个拓扑结构中的网络的平均路径长度、聚类系数、度分布等复杂网络特性指标分别进行计算和分析。结果表明,现阶段的广州轨道交通网络具有随机网络的特性,轨道网络的直达性较好,但是网络的连通性有待提高。     

多层次轨道交通网络与多尺度空间协同优化——以上海都市圈为例

大城市空间与交通网络互动、优化的关键在于把握出行活动的时空约束关系及基本规律。针对不同空间尺度界定骨干交通模式的服务目标,即构建适应圈层、轴带、珠链等不同空间形态的轨道交通系统结构及模式。首先,分析上海市轨道交通网络与城镇空间的发展历程及问题,以轨道交通对都市圈不同区位和不同增长模式的适配程度为切入点,提炼空间—交通互动作用在出行时间与活动空间、时间尺度与空间形态、新城发展与区域城镇格局、交通设施与增长形态四个方面的规律。根据上海市2040年总体规划的目标,针对都市圈核心功能区、通勤圈等不同空间尺度范围的布局特征,确定多模式轨道交通层次结构、功能定位、网络形式等系统设计准则和策略导向。最后,提出一小时时间约束的上海都市圈交通廊道识别、节点选择和枢纽体系设计方法和方案。     

北京市轨道交通线网客流分布及成长规律

为了应对城市轨道交通快速建设带来的客流规模及分布的变化,有必要对线网客流变化趋势及成长规律进行研究。以北京市轨道交通系统IC卡数据为基础,从客流量的空间、时间分布等角度分析轨道交通网络化运营客流特征。分析轨道交通新线开通产生的诱发客流和转移客流,揭示新线开通对既有线路客流分布的影响。最后,从线网规模、线位、线网布局等方面归纳轨道交通线路及线网客流成长的一般规律。     

城市轨道交通网络规模的确定理论与方法

在分析国内外城市轨道交通规划领域的研究成果的基础上,总结了确定网络规模的指导思想、原则与方法.通过对规划特征和规律的分析,使用定性与定量分析相结合的方法,使城市轨道交通网络规划的合理性日趋提高.最后,使用因素分析法和类比分析法,通过分析两种估算结果,结合天津市的实际情况,提出了天津市中心城轨道交通网络规划的合理规模.     

基于AHP-FUZZY多层次评判的城市轨道交通线网规划方案综合评价

通过对城市轨道交通线网规划的研究和分析,指出城市轨道交通已成为当前大城市交通发展的一项重要内容,在此基础上,建立线网规划的分层评价指标体系.针对现有综合评价方法的不足,将层次分析法和模糊综合评价法相结合,建立了多层次模糊综合评价模型.利用该模型对某市城市轨道交通线网规划方案进行了综合评价,证明所建立的评价模型能利用全部信息,使那些表面上看起来复杂的方案能够有序排列出优劣次序,且能使经验和理论结合起来.排序结果能够比较客观公正地反映城市轨道线网规划综合评价的实际情况,可以为城市轨道交通网络规划方案的评价及方案优选服务,避免因主观原因而造成的评价偏差.     

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以城市轨道交通网络化运营为背景,针对城市轨道交通客流分布时空不均衡特性,提出基于基尼系数定量化评价城市轨道交通客流分布均衡性的方法.通过洛伦兹曲线和基尼系数方法对我国某城市轨道交通客流均衡性进行实证分析和探讨.通过实例验证,证明运用基尼系数对城轨客流均衡性进行定量评价的方法简单快捷,能够面向不同的路网对象进行评价,为城轨交通运力配置提供辅助决策支持,对提高资源使用效率、满足乘客需求具有一定的指导意义.