旅客换乘网络优化设计

铁路客运换乘网络的合理构造,是研究旅客换乘问题的核心内容。旅客换乘网络是用于优化旅客中转换乘的网络结构．是基于铁路网络、列车开行方案、列车运行时刻表等信息构造而成的。通过分析换乘网络的多种用途,构建了旅客换乘网络的评价指标;对线路换乘网络、乘降区间换乘网络、乘车区间换乘网络等现有换乘网络进行了分析。在此基础上,根据实际需要优化设计了基于开行方案的无向换乘网络、混合换乘网络、有向换乘网络和基于时刻表的完全换乘网络,并对各种换乘网络的规模、功能和计算处理能力进行了综合比较分析。这些换乘网络适用于研究多种交通方式以及混合交通的旅客换乘问题。     

新建线路与既有线换乘方案研究

随着城市轨道交通快速发展,节点换乘直接关系到整个线网的运行效率,所以,车站的换乘方案是新线建设前期研究的关键。针对新建线路与既有线路换乘需求与修建困难、管理复杂与出行便捷等对立统一的矛盾体,在确保基本功能的基础上,认真分析具体的站址环境和既有站运营条件,提出对通行设施进行改造、扩容,努力创造客流组织可行、换乘便捷、工程可实施的技术方案。最后,对线网规划中不同线路的建设时序,从投资控制、工程可实施性和旅客出行的便捷性等角度,提出了相应的预留换乘节点方式建议。     

新建换乘通道密贴下穿既有地铁车站施工工序优化

依托新建换乘通道密贴下穿既有地铁车站工程,针对新建换乘通道采用多分部开挖的施工工序难题,采用数值模拟对比分析了3种不同施工工序引起的既有地铁车站、新建换乘通道、围岩介质等的力学响应.结果 表明:从既有地铁车站底板附加变形、新建换乘通道初期支护变形及围岩塑性区指标来看,工况1所引起的最大变形值及塑性区体积均相对最小,建议采用工况1为优选施工工序.     

基于拓扑改变的地铁网络承载能力优化方法

基于复杂网络理论,提出一种利用拓扑结构改变策略来提高地铁网络承载能力的方法。首先,确定地铁网络的最大介数站点;其次,使得通过该站点的某条地铁线路在该站点越站运行;最后,以北京地铁网络进行仿真试验。结果表明:该策略下北京地铁网络最大介数站点的介数值大幅下降,各站点的介数分布得到优化。该方法有效提高了地铁网络的承载能力,但由于负荷的重新配置,有些地铁线路会出现客流量激增现象,需提早做好应对措施。     

新建铁路网络效益计算

研究目的:新建铁路的网络效益是指新建铁路对路网中其他线路运量和效益的增加效果,是新建线路经济效益评价以及网络影响评估的重要指标。为准确界定新建铁路本线和跨线客流引起的路网中其他线路运量增加及路网中原始客货流径路调整后产生的额外效益,本文基于外部性理论,分析新建铁路网络效益的构成及计算方法。研究结论:(1)依据网络配流和车流径路优化,构建了新建铁路网络效益计算的多目标优化模型;(2)考虑0D流的等级要求,按照OD点重要度划分运输需求层次,并给出动态径路搜索调整下的模型求解步骤,以实例验证了模型和算法的有效性;(3)所建模型及算法可用于路网视角下铁路新建项目的网络影响计算及铁路建设项目的经济效益评价。     

上海轨道交通在建线路特点

目前上海轨道交通在建线路共有5条，共计145km，77座车站。新建线路有2个特点：①同站多线换乘，新建线路在总结上一轮建设经验的基础上，更加注重客流的组织设计，在线网层面，将尽量减少多线同站换乘，而采取线路与线路之间多点换乘，这会对均衡路网压力和分流起到重要作用；     

城市轨道交通网络换乘便捷性研究

将换乘便捷性指数作为城市轨道交通网络拓扑参数之一,给出换乘便捷性指数的计算模型。按照放射型+环线、放射型和方格型3种网络形态对城市轨道交通网络的换乘便捷性及影响因素进行分析。研究结果表明:不同衔接线路数的车站比例与衔接线路数的关系服从幂律分布;在换乘站数量较小情况下,换乘便捷性指数随换乘站数量的增加基本呈线性增长,随线均换乘站数量的增加呈幂指数增长;放射型+环线网络形态的城市轨道交通网络换乘便捷性指数最大,放射型次之,方格型最小;移除多线衔接的换乘站对放射型+环线网络形态的城市轨道交通网络换乘便捷性破坏性最大,方格型网络形态的城市轨道交通网络换乘便捷性指数对换乘站的增加或减少具有鲁棒性;在实际规划设计城市轨道交通时,为方便乘客换乘,在条件允许的情况下应增加换乘站和环线的规划设计。     

复杂交路条件下的城市轨道交通客流分配研究

城市轨道交通客流分配的关键在于确定乘客的换乘方案,而乘客的换乘不仅受线网的影响,还受到各条线路运行交路的影响。以分析复杂运行交路对旅客换乘影响为基础,阐述根据轨道交通线网和运行交路构建乘客换乘网络的方法,利用该网络可直观地表达乘客的换乘情况,且网络中不含节点费用,方便了客流分配相关量的计算。在分析换乘网络弧的阻抗计算方法的基础上,建立城市轨道交通客流平衡分配模型,并对模型进行简要分析,最后通过实例求解,检验该客流分配方法的有效性。     

基于复杂网络的高速铁路列车服务网络特征

基于复杂网络理论,构建我国高速铁路列车服务网络,阐述复杂网络的指标在列车服务网中的实际意义,对比分析Space L和Space P 2种网络构建方式下高铁列车服务网络的基本特征,并引入旅行时间和服务频率2种权重计算介数,实现对铁路车站枢纽影响力的量化评估。利用Space P方式构建考虑换乘服务理念的局部网络,针对列车接续关系及其特征,提出对接续关系的修正表达与网络构建方法。以武汉站为核心的局部网络为例,通过对比修正前后网络特征的变化,验证修正表达方法的有效性。研究结果显示表明:现行列车开行方案下,每个高速铁路车站平均与52.3个车站有列车直接通达,任意2个车站间平均通过1.1次换乘可以到达。部分车站的可达性、枢纽影响力、服务频率特征不匹配。论文提出的网络构建方法与特征分析结论对高铁列车服务网络性能的综合评价与优化调整具有参考意义。     

基于攻击策略的城市轨道交通网络脆弱性研究

城市轨道交通网络脆弱性评估是当前网络研究中新的热点和难点。识别并量化网络脆弱性是应对城市轨道交通系统危机状况的关键性课题。根据北京地铁网络结构,结合城市轨道交通实际运营特点,构建了网络换乘模型。从线路与换乘通道重要度两个视角,采用不同攻击策略研究并量化了网络脆弱性。研究结果表明:采用网络有效性与网络连通度作为网络脆弱性的衡量指标,并把攻击前后的重要节点(边)网络特征值下降程度作为网络脆弱性衡量标准的评估方法简便易行,具有一定的理论与应用价值。     

考虑公交接驳的地铁网络韧性评估及故障修复策略

地铁网络突发重大事故后,通常会启动公交接驳疏散滞留乘客。提出衡量网络性能的网络效率可达性指标,考虑地铁站点发生故障后公交接驳对乘客的紧急疏散作用。基于网络效率可达性指标构建韧性评估模型,提出多故障下以韧性最大化为目标的修复策略,并以上海市地铁网络为例进行实例研究。研究结果表明,单个站点发生故障后启动公交接驳可使网络性能损失降低5.1%;占网络站点总数2.14%的多个站点发生故障后启动公交接驳可使网络性能损失降低13.48%;多故障下相比基于站点度、介数、脆弱性等评估得到的修复序列,基于韧性评估得到的最优修复序列可使网络性能累积损失降低2.86%。此外,研究发现在公交接驳场景下,当地铁网络中多个站点发生故障后,优先修复客流量大、站点周边线路稀疏、失效后造成影响大且修复时间短的站点,有助于降低网络性能的累积损失。     

区域物流网络结构关系分析与实证

运用相关网络理论,提出了以程度中心性、中介中心性、凝聚性、核心-边缘结构性等结构关系指标,构建起区域物流网络结构关系分析的定量化方法.并对湖南省区域物流网络结构关系进行实证分析,根据分析提出以长株潭为中心,衡阳、怀化、岳阳、常德为核心等湖南省区域物流优化方案.     

城市轨道交通新线接入对既有网络 客流分布的影响

以城市轨道交通新线接入对既有网络客流影响为研究对象,深入研究相关理论与方法,基于接入轨道交通网络的新线特点、接入位置等因素,提出接入轨道交通既有网络市区贯穿型线路、市区环状型线路、郊区延伸型线路3种新线类型,分析不同新线类型接入后对既有轨道交通网络客流分布的影响以及引起客流分布变化的原因,主要有:网络规模的扩张、土地使用性质的改变、网络连通性增强3个原因,并通过选取北京既有网络中的4号线为典型案例,分析不同类型的线路接入对4号线的客运量、换乘量以及断面客流量的影响,从而得出城市轨道交通新线接入对既有网络客流分布的影响机理。     

城市轨道交通灾害链演化网络模型及其风险分析——以地铁水灾为例

灾害链式演变是重大灾害形成的主要诱因,探明城市轨道交通典型灾害间的链式衍生发展规律对保障地铁运营安全意义重大。基于灾变链式理论和复杂网络理论,对城市轨道交通灾害事件的致灾因子、孕灾环境、承灾体特征及灾情链式传递规律展开研究;并以地铁水灾为例,构建灾害链演化网络模型;而后采用出入度、子网节点数、所含支链数和介数中心度分析法,对该过程进行风险分析。结论为:在城市轨道交通灾害演化系统中,各类灾害连接紧密、链生性强,传递性高;在地铁水灾演化网络中,车站用电设备故障、隧道结构性能劣化和地下承压水上升是风险控制的关键节点。研究成果为构建地铁运营风险预控与断链减灾体系提供理论支持。     

基于网络测度的宝鸡至汉中铁路功能定位研究

针对铁路规划项目功能定位定性分析为主的客观性不足问题,以宝鸡至汉中铁路为研究对象,选取节点间旅客交流时间或节点间运输距离为权重,运用Space L构造法建立区域铁路客、货运输网络拓扑结构模型;采用复杂网络分析方法,基于"有无对比"思想及等级化线路技术标准,结合应用Pajek软件与R软件,测算区域铁路运输网络直径、平均距离、边介数、网络效率等加权特征参数,以及非加权特征参数集聚系数进行网络测度分析,并进行网络最小生成树分析;以网络分析结果为基础,从路网、通道、客运、货运四个方面对铁路规划项目功能进行定量化综合定位,宝汉铁路为宁陕及陇东地区与川渝地区间南北纵向新通道的骨架干线,是一条以货为主、客货共线的区域路网干线铁路。     

基于复杂网络的城际铁路网络脆弱性分析

运用复杂网络理论对城际铁路网络脆弱性进行分析,并找出脆弱的站点以加强防护。将城际铁路线网抽象为由车站和城际铁路线路所构成的非加权无向网络,再对网络的节点度和度累积概率分布、网络直径、平均路径长度、聚类系数、平均路径长度累积概率分布等特性指标进行分析,确定网络类型。提出网络脆弱性分析的主要指标为网络效率和连通度,利用Matlab工具,把网络中节点按照度的高低进行分类排序,并对网络度值较高的站点进行累积蓄意攻击和单个节点蓄意攻击,进而对蓄意攻击下网络脆弱性的变化情况进行分析,并确定了网络中的脆弱的点,为城际铁路线网日常防护及网络结构优化提供新的研究视角。最后,以成渝城际铁路线网为实例进行方法的应用。     

新线开通对线网客流特征的影响

随着北京市轨道交通的快速发展,每年的新线开通都将对线网各线的客流分布产生较大的影响,但新线可研多注重新线自身的预测,缺乏线网整体变化的预测分析.结合线网客流变化的关键因素,探索利用新线可研和现有OD数据预测新线开通后线网客流的方法,并以北京地铁4号线开通为例进行验证,从一定程度上证明该方法的可行性和适用性.     

基于复杂网络的城市轨道交通线网评价与优化

采用复杂网络理论对城市轨道交通线网进行分析,建立复杂网络模型,进行特征值计算分析,对轨道交通网络进行评价。以武汉市规划2021年轨道交通线网为例,确定网络中交通压力最大的车站和区间,提出优化方案并进行评价比较。研究结论为:在轨道交通线网中重要的车站不仅是多线换乘站,还应包括介数较大的车站;疏解重要站点客流压力不能简单增加线路,而应考虑整个网络结构,增加外围的通道连接;在构筑网络时,不能仅追求网络效率,更应从网络结构的角度考虑单个车站或区间的客流承受能力。     

上海城市轨道交通近期线网建设的效果评价

结合上海轨道交通的实际情况,提出了城市轨道交通线网的建设效果评价体系和评价指标。评价体系和指标需综合考虑客运效果、线网布局、线路走向、与城市总体发展的适应性等诸多方面的因素。设计了涵盖5个层面,12个具体指标的评价体系。5个层面分别是城市交通服务、城市空间拓展、居民出行改善、线网自身效率和线网外部效益。同时,对票价票制、交通政策、土地开发、公交衔接和行车间隔等影响效果的不确定因素进行了分析,提出了确保线路网络效益的若干建议。     

城市轨道交通联络线建设成本优化法的研究

研究目的:城市轨道交通联络线是连接两条独立运营线路的辅助线路。在城市轨道交通线网规划的过程中,联络线的合理布局是网络中各条线路连通的关键前提条件。建设成本优化法是从城市轨道交通网络全局出发,以图论为理论基础,根据实际现场调查数据,提出总建设成本最低的联络线布设方案的设计方法。在计算机的辅助下,该方法适用于线路数量较多、线路间关系较复杂的城市轨道交通线网的联络线设置。本文对联络线建设成本优化法进行了思考和研究,以进一步优化联络线的布局方法。研究结论:本文提出了"联络线建设影响范围"、"加权平均成本等级"和"虚拟建设成本等级"的概念及其确定方法,使建设成本优化法更完善。并以北京市2010年底城市轨道交通线网的联络线规划为案例,介绍建设成本优化法的具体操作过程,并阐述该方法的优缺点。