基于多路径的城市轨道交通网络末班车动态可达性研究

城市轨道交通网络末班车动态可达性基于空间可达性的时间可达性。空间可达性为路网的有效路径集,取决于路网物理结构、有效路径K值、换乘走行时间和区间运行时间等。时间可达性是在空间可达性有效路径集的基础上,匹配列车时刻表和换乘走行时间,从而确定各路径的末班车时间以及OD(起讫)对的末班车时间。分别从空间可达性和时间可达性两个方面着手,研究网络末班车动态可达性推算方法,并以广州轨道交通路网为例,验证了该方法的有效性和可行性。城市轨道交通网络末班车动态可达性计算可为乘客提供末班车时刻查询以及相应的可达路径信息。     

时空可达性服务水平下的上海轨道交通末班车时刻表衔接研究

城市轨道交通末班车时刻表衔接情况决定了乘客晚间出行的可达性水平。针对上海轨道交通线网末班车时刻表衔接工作异常复杂且成效不佳的问题,提出轨道交通乘客时空可达性服务水平下的末班车时刻表编制思路:将解决末班车街接问题的目标转换为乘客在某一时间节点前进入路网中某一站,可实现网络中任意两点之间可达。并给出了具体的编制方法。以上海轨道交通11号线作为实例,给出上海轨道交通末班车时刻调整方案建议。     

城市轨道交通网络可达性研究及应用

随着城市轨道交通路网规模的不断扩大，网络复杂性越来越高，OD间乘客出行路径更加多样化。但是，由于路网中各条线路在换乘站之间的衔接性不太完善，经常会发生乘客无法经换乘抵达目的地或者等待时间过长的问题。本文在分析轨道交通网络可达性影响因素的基础上，对两种类型的可达性算法进行了研究，并基于此进行了网络可达性系统的架构设计和实现，证明了算法的可行性。可达性算法和系统的投入运营将对提高轨道交通出行效率、出行的便捷性和准确性起到非常重要的作用。     

基于换乘衔接的单线末班车衔接方案优化方法

城市轨道交通网络化运营模式下,网络运营协调成为提高城市轨道交通系统整体服务水平和发挥其总体运输效能的关键,而末班车衔接方案的优化,更是路网协调方案优化的重点。以单线末班车为目标,基于多地点衔接约束,建立了城市轨道交通单线末班车衔接方案优化编制模型(简称SLLTM),并针对模型的全局非连续、局部连续且线性单调的特性,提出了相应的分步分段求解算法。并通过案例进行了验证,结果表明,所提出的模型及算法简单实用,能够为路网末班车衔接方案编制提供一定的依据。     

基于线路层次的城市轨道交通网络末班车衔接优化研究

在城市轨道交通网络化运营和"一票制换乘"的背景下,制定合理的网络末班车衔接方案,满足末班车时段乘客出行需求,是当前城市轨道交通运营管理面临的重要问题。以在网络换乘站成功搭乘末班车的乘客数量最大化为目标,建立了网络末班车衔接优化模型,并设计了线路分层递进衔接优化算法求解该模型。以广州城市轨道交通网络为例,采用所提出的模型和算法进行了末班车衔接优化方案的计算。     

客流饱和条件下轨道交通网络动态可达性分析

轨道交通客流的日益增长使乘客在网络上的出行可达性受到影响,当轨道交通处于客流饱和时乘客存在无法上车而被迫留乘的可能性。为分析轨道交通网络可达性的动态变化特征,建立考虑客流饱和条件下的轨道交通网络动态可达性的评价模型;模型以轨道交通网络拓扑结果作为可达性的空间特性,以列车运行计划作为其时间特性。在深圳轨道交通网络上进行案例分析,通过网络客流和列车运行计划,得到乘客在网络上的期望旅行时间,继而得到OD对及车站的可达性指标。结果表明,目前的轨道交通网络中客流需求更大的车站往往配备较好的列车运输能力,以提高可达性,但是受限于列车开行间隔,客流饱和条件下的部分热门车站动态可达性较低。提出可达性评价方法,可用于评价网络中的客流需求与列车运行计划的匹配程度。     

城市轨道交通网络末班车衔接优化模型

城市轨道交通网络运营结束阶段,末班车在路网换乘站内能否实现合理地衔接,最能体现出以人为本的客运服务以及科学高效的运营秩序。根据城市轨道交通网络特点,提出了城市轨道交通网络末班车衔接编制的原则。从站间列车运行时间约束、线间列车换乘衔接、末班列车线间衔接目标等角度,研究了轨道交通网络末班车衔接优化量化方法,建立了网络末班列车衔接优化模型。以北京轨道交通城区1号线、2号线和5号线局部路网为实例,编制了网络末班列车的优化时刻表。算例结果表明,模型及其优化算法可行,对路网运输计划编制工作有较强的实用性。     

基于量子计算的城市轨道交通网络末班车衔接优化

针对城市轨道交通网络化运营下,各条线路运营时间存在差异性而导致乘客无法成功换乘的问题,本文开展面向城市轨道交通末班车衔接优化问题的研究,选取末班车到发时间为决策变量,以最小化失败换乘乘客数量为目标,构建了混合整数线性规划模型。考虑到线网规模扩大导致模型复杂度高的问题,本文率先将量子计算应用于上述优化模型求解中。首先将原始模型重构为计算规模更小的两阶段问题;进而将第一阶段优化模型转换为可以运行在量子计算机上的二次无约束二值化优化问题(quadratic unconstrained binary optimization,QUBO)模型,并基于相干伊辛机的光量子计算技术完成了算法开发和真机实测。为了验证所提方法的有效性,以北京地铁为例,将量子计算结果与商业求解器进行比较,验证了本文提出模型转换方法和量子计算方法的可行性,为进一步应用量子计算解决轨道交通行业复杂优化问题提供了技术支撑。     

京津冀区域轨道交通网络演化研究

京津冀区域轨道交通网络的发展完善是区域协同发展的重要支撑,研究其演化规律对该区域轨道交通发展具有重要的借鉴与指导意义。基于复杂网络的Space L模型,使用Gephi软件构建1950—2030年的京津冀区域轨道交通网络模型,并计算网络直径、度中心性、接近中心性及介数中心性等特征指标。通过对特征指标的演化分析可知,京津冀区域轨道交通网络呈现较明显的3阶段发展特征;网络结构由单中心放射状逐渐向多中心环形放射状发展,表明网络结构在逐步发展完善;从区域协同发展角度,应优先围绕雄安新区、首都新机场进行轨道交通建设,并加强其与区域内现有站点的联系。     

高铁列车差异化票价与票额协同优化

鉴于同OD服务列车间服务的差异性与可替代性,利用票价调节不同服务水平列车间的客流量是提高列车平均客座率、增加客票票价收益的有效手段.本文将列车旅行速度、停站次数及舒适性等作为衡量列车服务水平指标,基于列车服务水平对OD间服务列车进行聚类分级;同时构造价格-需求弹性函数描述OD之间出行量与票价之间变化关系,并采用Logit模型将OD间的需求分配到各类服务列车上.在此基础上,构建以客票票价收益最大化为目标的高速铁路多类列车差异化票价与票额协同优化模型,并设计模拟退火算法进行求解.算例结果显示差异化定价方案的客票收益较既有单一定价方案提高了5.6％,表明差异化定价能有效提高列车客座率与铁路客票票价收益.     

考虑路网随机性的地铁和道路公交网络优化

为发挥轨道交通的骨干运输功能,优化综合公共交通出行网络,建立了基于既有轨道交通路网的地面道路公交调整双层规划模型。上层规划考虑综合公交网络客运量及轨道交通客运周转量最大化、总社会出行成本及车辆配备成本最小化共4个目标,下层模型以效用理论为基础构建弹性需求下的线路流量分配,其中地面道路公交线路的出行效用考虑了道路通行能力的随机性。采用蒙特卡罗模拟求解下层模型,并采用基于向量的多目标粒子群算法求解整体双层规划,获得最佳调整线路的走向和发车间隔。最后通过算例验证了模型和算法。计算结果表明:所得到的解为一组Pareto解,4个目标间存在相悖关系。在实际问题中,应结合改造成本和现实需要来选取最优解作为调整方案。     

城市轨道交通 TOD 区域 土地利用方式优化定量研究

在同一个城市的轨道交通线网中,轨道交通线路沿线或相邻线路的交通站点之间会产生交通廊道效应, 这将如何影响城市轨道交通 TOD 区域的土地混合开发利用优化是需要探讨的问题。城市轨道交通站点 TOD 区域 土地混合利用规划,应考虑城市轨道交通线路站点间的相互联动影响,并将有联动效应的轨道交通站点 TOD 区 域视为整体,对其进行土地利用功能规划。采用定量分析的方法,分析轨道交通站点周边土地利用的 TOD 程度。 可在城市轨道交通 TOD 区域范围内,使用 CAD 工具识别土地利用现状,并用离散粒子群算法确定未开发土地的 利用方式和容积率,使轨道交通 TOD 区域内的土地利用既考虑符合 TOD 理念内涵的高密度开发原则,又兼顾 “公园城市”舒适环境的人性化设计原则。选取成都市的 4 个商业核心型轨道交通 TOD 区域,实证土地混合利用 规划程度评价,发现可达性较高的轨道交通 TOD 区域更倾向于规划大量的居住用地和商业用地,而可达性较低 的轨道交通 TOD 区域的规划类似于一般独立规划的轨道交通 TOD 区域,各类用地较为均衡。     

城市轨道交通网络拓扑特性的建模与分析

遵循复杂网络和空间句法的基本原则,引入计算机网络路由路径选择评价指标中跳数的思想,提出一种城市轨道交通网络拓扑特性建模与分析方法。该方法综合网络复杂度、可达性和几何特征,构建基于跳数的城市轨道交通网络拓扑评价的指标体系及计算模型;并以世界典型六大城市轨道交通网络为例,分析其网络数据的特征,提出数据处理流程,分析平均度、最短路径、特征路径长度,以及网络的邻近性、聚类系数、相对便捷性等指标,提取轨道交通网络拓扑性能评价的重要特征参数。分析结果可为轨道交通网络优化配置、运营调度及行车管理提供重要的决策支持。     

考虑OD需求聚类的区域多层公路交通网络混合路径诱导模型

随着交通出行需求的快速增长,我国高速公路网络面临的运输压力日渐增加,经常出现严重的交通拥堵现象。为了缓解高速公路交通拥堵,并实施更有针对性的交通管控措施,提出了考虑OD需求聚类的区域多层公路交通网络混合路径诱导模型。首先,利用湖南省高速公路以及国道、省道的地理信息数据构建区域多层公路交通网络。然后,根据OD对间距离和OD交通量的差异,利用K-均值聚类算法对OD对进行聚类分析,将OD对划分为3个不同的类别。最后,应用遗传算法筛选出各类OD对中对拥堵贡献较大的出行群体,并建立有针对性的混合路径诱导模型,对拥堵贡献较大和拥堵贡献较小的出行群体分别应用不同的路径诱导方案。当OD需求扩样系数设置为6时,对OD对聚类可以将总出行成本进一步降低35 186.03 min。在不进行OD对聚类时,使用规划路径的出行总数为79 140,而实施OD对聚类后,使用规划路径的出行总数为70 374。使用诱导路径的出行的平均出行时间由121.47 min下降为85.61 min,极少数出行(3.75%)的时间增加,且增加最大值低于3 min。对多个不同扩样系数进行敏感性分析进一步说明了考虑OD需求聚类的混合路径诱...     

轨道交通新线投入运营下常规公交网络优化调整方法研究

以轨道与常规公交一体化网络为研究对象,以一体化网络性能优化为研究目标,提出基于轨道交通新线的常规公交网络优化调整方法。首先在分析问题的基础上提出常规公交候选线路的生成算法,然后以公交网络有效服务及轨道交通客运量最大、乘客平均公交成本最小、运营成本最低、车辆需求最少为目标,构建常规公交网络优化调整的多目标规划模型。模型不仅优化调整常规公交线路的走向,而且优化调整线路的运营参数。然后设计遗传算法以求解模型的Pareto解集,最后用实例对模型与算法进行验证。     

基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化

城际铁路列车服务水平直接影响着全天各时段旅客出行需求量。为了研究这种影响关系,获得吻合出行需求的城际列车开行方案,首先建立旅客时段出行需求与广义出行费用间的弹性需求函数,并基于给定候选列车集构造旅客出行网络,进而以最大化列车开行收益为优化目标,构建面向弹性需求的城际列车开行方案优化模型。模型结合弹性客流在出行网络上的路径选择,从候选列车集中选择开行列车,并优化其停站方案与始发时刻。在生成初始列车开行方案基础上,设计其邻域解生成策略,构建求解模型的模拟退火算法。算例优化不同分布客流的列车开行方案,结果表明:模型与算法能够获得更吻合弹性需求的列车开行方案,且有助于提高旅客服务水平与企业经济效益。     

城市轨道交通虚拟编组列车优化运行方案研究

虚拟编组技术通过车-车无线通信实现车辆“虚拟连接”。虚拟编组列车车辆间无机械车钩连挂装置,在运行过程中可以进行动态连挂和解编操作,能够基于客流变化实现灵活的运输模式。本文以缩短乘客旅行时间和提高列车运输效率为目标,提出虚拟编组列车运行方案的优化方法,并基于实际城市轨道交通线路早高峰客流OD(original-destination)数据给出优化设计结果。虚拟编组优化运行方案与现行方案的仿真结果表明,虚拟编组优化方案在保证运输效率的同时,可以有效缩短乘客旅行时间,提升轨道交通客运服务质量。     

铁路OD分配优化方法

基于最短径路、合并径路、适度分流径路三种径路形式研究铁路OD分配问题。通过巧妙地构造合并径路邻域系,设计优化合并径路分配方案的模拟退火算法,解决铁路OD分配的核心问题。进而在合并径路分配方案的基础上,采用贪婪算法增加分流径路获得适度分流径路分配方案,以解决能力相对紧张的铁路运输网络的OD分配问题。大规模铁路OD分配实例计算表明,这些优化方法具有良好的优化质量和运算效率。     

区域轨道交通综合运能匹配评价方法研究

为准确评价区域轨道交通运能匹配情况,明确了区域轨道交通综合运能匹配的内涵,提出基于区域轨道交通枢纽和线路层面的运能匹配度评价模型,在此基础上构建区域轨道交通综合运能匹配评价指标。以成都东客站为例,进行区域内各制式轨道交通运能匹配整体评估,验证评价方法的可行性。区域轨道交通综合运能匹配评价方法能够反映区域轨道交通运能匹配的薄弱环节,有助于合理利用区域轨道交通基础设施能力,充分发挥区域轨道交通的整体效益。     

北京市重点功能区轨道交通网络加密研究

针对北京市中心城区重点功能区范围内轨道交通线网密度、站点覆盖率不足等问题,以北京CBD重点功能区为研究对象,应用空间句法理论及空间分割方法,建立CBD地区道路网空间句法模型,量化分析该区域内可达性与交通流量的关系,结合既有轨道交通网络,对CBD地区轨道交通线网规划设计、路由选择提出指导性建议.结果表明,将可达性评价指标与交通流量相结合,能够定量描述城市轨道交通网络可达性及结构绩效,并选择可达性较高轨道交通线路路由.该方法适用于城市轨道交通线网规划以及不同规划方案的比选和评价,可以作为方案评价方法之一,同时应该结合其他线网规划要素,在城市轨道交通线网规划中作为重要考虑因素综合研究.