基于滚动优化的地铁列车节能运行协同控制方法

针对地铁列车节能运行问题,提出基于滚动优化的列车协同控制方法,将系统整体最优问题分解为基于时间推进的局部优化问题。考虑列车每次停站时同一供电分区内其它列车的操纵方案,实时计算下一站间运行净能耗最小的操纵方案。在计算操纵方案时,对传统的列车4阶段操纵策略进行改进,允许列车在运行途中进行2次牵引,减小列车牵引能耗并提高再生能的利用率。结果表明:相比列车基于传统4阶段的个体最优控制策略,采用本文提出的列车协同控制方法在不同发车间隔下均可提高再生能利用率并节约列车运行净能耗,平均节能率达8.37%。     

基于乘客群体特征的城市轨道交通满意度研究

为提高城市轨道交通服务质量、优化乘客乘车体验、提升城市轨道交通在公共交通中的竞争力，对城市轨道交通乘客满意度开展研究。首先，选取乘客特征因素，引入皮尔逊积矩相关系数来分析乘客满意度与乘客特征因素的相关关系，提取对满意度存在显著影响的乘客特征因素。然后，运用主成分分析法刻画乘客群体特征，据此对乘客进行分类，并采用克鲁斯卡尔-沃利斯检验法来分析其满意度的差异性。基于此，对某城市地铁A号线2019年乘客满意度调查数据进行了分析，结果显示：地铁A号线乘客的出行频率、出行目的和收入水平与乘客满意度显著相关。通过主成分分析将乘客划分为常乘客与非常乘客，发现两者对城市轨道交通服务的关注点不同，常乘客更关注乘车效率，非常乘客更关注信息指引准确性，运营单位应针对不同乘客群体展开差异性服务。     

基于 BIM-VR 的轨道交通车站客流疏散仿真研究

城市轨道交通是很多大中城市公共交通系统的骨干,对其进行车站内火灾事故的仿真研究十分必要,以往既有行人模型研究主要采用微观仿真方法。基于广泛应用的建筑信息模型(BIM)技术、虚拟现实(VR)技术以及智能体(Agent)模型,实现高真实度的行人紧急疏散仿真;并通过整合研究成果,开发VR疏散仿真系统。采用Revit软件工具进行BIM建模,将完成后的BIM模型载入VR引擎Unity3D中,在Unity内完成BIM与VR的对接工作,实现外部VR设备对接,为BIM模型快速VR化提供技术支持,节省建模工作量;通过对国内外相关规范的对比分析,在VR场景内实现虚拟火灾情景,设置不同的火灾工况与模式;对行人进行类别划分与参数赋予,结合C#编程与有限状态机原理,实现Agent根据环境条件自主进行状态切换,并进行相应的行为;开发VR疏散仿真系统,并针对实际工程问题进行系统案例应用。结合BIM、VR技术的诸多优点,并通过Agent模型构建,实现更加逼真的行人疏散仿真,开发出的VR系统在科研与工程应用领域也能够发挥作用。     

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从时刻表协调的角度,建立了不同到站间隔下地铁同台换乘站聚集人数的计算模型,并且采用Anylogic软件对乘客的实际集散行为进行仿真.仿真结果与模型计算得到的站台最大聚集人数相近,验证了模型的有效性.算例结果表明:在两方向列车发车间隔相同的情况下,同台换乘站的最大聚集人数随着两方向列车到站间隔时间的增加而减少.在算例的假设条件下,当两线路列车同时到站时,站台聚集人数最多;在此基础上,两线路列车的到站间隔时间每增加30 s,站台的最大聚集人数减少一定人数;当到站间隔时间达到150 s时,站台最大聚集人数降至最低.     

基于可控性的城市轨道交通客流控制车站识别方法

为进一步拓展可控性理论在城市轨道交通客流控制领域的应用,首先根据相邻车站间进出站客流和断面客流的关系,论证城市轨道交通客流网络为线性时不变系统,证明可控性理论在城市轨道交通网络上的适用性.基于严格可控性框架和滞留人数为核心的子网生成策略,得到客流控制车站的识别方法.进一步地,引入机器学习领域的相关评价指标评估该方法的效果.研究结果表明:平峰时段北京市城市轨道交通网络的可控性为0.043,意味着该时段的网络状态较为稳定,无需采取客流控制措施;高峰时段,识别方案在拥堵生成到消散的过程中,更加侧重于对线网中心车站的控制.通过识别方法得到的客流控制方案与实际客流控制方案的吻合度最高可达70％.当两种方案控制车站的数量相同时,识别方法得到的客流控制方案更加侧重于对城市西部和中心区域的站点进行控制.     

考虑追踪安全的地铁快慢车协同操纵节能优化

研究考虑追踪间隔要求和再生能利用的快慢车线路地铁列车协同操纵节能优化问题.首先,基于滚动优化思想将列车协同操纵全局优化问题分解为一系列的子问题,即每一列车进入下一区间前由中央控制器根据同一供电分区内其他列车的操纵方案和列车重量等实时运营信息,计算出站列车在下一区间的操纵方案.为延长牵引制动重叠时间、提高再生能利用,各列车尤其是快车允许途中二次牵引加速以配合其他列车进站制动.基于上述研究思路,本文以列车净能耗为目标构建了快慢车线路列车协同操纵节能优化模型,并设计了混合遗传算法进行求解.案例分析结果表明,与不考虑其他列车操纵的个体最优节能操纵方法相比,本文提出的协同操纵方法可节能3%以上,算法满足实时优化对计算效率的要求.     

城市立交桥下空间资源利用的方法研究

通过对北京典型立交桥下空间资源利用的调研发现,桥下空间利用主要存在调头车道设置不合理等四类问题.针对不同的问题,在遵循"桥下空间利用交通优先、交通利用公交换乘优先"的原则上提出了相应的优化措施.以北京三环路上的万柳桥为例展开实证研究,研究表明:调整信号能使两个方向的机动车平均排队长度分别减少69.6%和76.3%,平均...     

城市轨道交通地下线车站选址与平面线形优化

基于已知的线路起终点和研究区域内人口分布情况,研究城市轨道交通地下线平面设计方案。以轨道交通车站的布设数量、位置及线路平面线形为决策变量,考虑实际地理条件、站间距、换乘预留及线路平面设计等约束,建立城市轨道交通地下线平面优化模型,实现客流吸引量最大,以及包括建设投资、运营支出和环境影响在内的线路综合成本最小。设计基于非支配排序遗传算法(NSGA-II)与A*算法的混合启发式算法求解模型。选取国内某城市地铁线路为研究对象,结果表明,算法可求得模型帕累托前沿,提供不同客流吸引量下线路综合成本最低的解决方案。此外,与实际平面设计方案相比,帕累托最优方案能够在不降低客流吸引量情况下减小约 4.4％的线路综合成本。     

高速铁路既有停站方案优化模型

分析了高速铁路停站方案对列车牵引能耗和旅行时间的影响,总结了列车牵引能耗的测算方法.将列车开行班次和停站方案转化为停站次数,并引进机械效率,改进了基于运动做功的列车牵引能耗的测算方法.以最小列车牵引能耗和最短旅行时间为优化目标,以既有的运输供给为约束,建立了既有停站方案的优化模型,并以沪杭高速铁路为例验证了模型的有效性.研究结果表明:最小列车牵引能耗的停站方案偏向于开行直达列车,单班列车的停站次数减少,中间站停站次数最多为3次,虽然旅行时间比既有方案增大14 min,但牵引电力每天下降559 kW·h;在最短列车旅行时间的停站方案中,直达列车班次为0,中间站停站1次的列车的开行班次达到了总班次的74.4％,旅行时间比既有方案降低12 min,但牵引电力每天增大3 299 kW·h;最小列车牵引能耗和最短旅行时间的同时优化结果对既有停站方案的改善效果不明显.     

新冠肺炎疫情对城市轨道交通运营的影响

新冠肺炎疫情对城市轨道交通运营造成重大影响：8个城市所有线路停运，2个城市部分线路停运，其他城市不同程度关闭车站、调整运营时间或行车间隔；2020年1月23日至2月10日全国日均客运量较去年同期下降约70%~90%，票务收入断崖式下降，而防护物资、宣传等支出性成本增加；一些项目进度总体滞后2个月，职工安全防护吃紧；疫情初期应急管理仍存在问题，应急处置新技术、新设备投入应用。恢复运营生产面临防控任务重、大客流处置、引导通勤客流回归等问题，需要加强行业指导，逐步有序恢复运营，在严格落实防控措施的同时，根据客流情况优化运输组织；对现金流、备品备件周转、停滞的大中修和更新改造项目开展风险评估，采取有效应对措施；持续开展宣传引导，毫不松懈抓好安全生产，总结应急处置经验，提升应急处置能力，更好地支撑和保障社会经济发展和人民群众出行。