基于AFC数据的城市轨道交通乘客目的站实时预测

为解决轨道交通只有在乘客刷卡离开路网，且获得实际列车运行图后，才可通过清分模型系统仿真推演其全出行链的问题，在实时接入自动售检票系统（AFC）刷卡数据情况下，建立基于乘客出行OD规律、乘客职住地规律及重点去向车站规律的级联目的站预测模型，为进站乘客快速预测目的站，进而与清分模型系统结合实现进站乘客在网分布的实时动态推演。通过开展乘客目的站预测，提高客流实时仿真推演系统对各项客流指标的预测准确度，不仅方便运营管理人员进行科学高效的网络化运营调度指挥及客运管理，还可为乘客出行提供个性化引导。     

基于网络可控性的城市轨道交通客流网络限流优化控制方法

城市轨道交通客流网络的可控性决定客流状态密度在时间空间上是否达到均衡。建立城市轨道交通客流网络模型,提出限流车站备选集评价指标。基于系统可控判定理论,将客流分布转化为系统状态方程,提出城市轨道交通客流网可控性判定方法,建立基于驱动节点匹配的路网限流车站优化方法,实现对城市轨道交通客流网络限流车站的优化控制。以北京城市轨道交通客流网络进行实证分析。结果表明,当限流车站达到车站总数25.3%以上时路网达到可控状态,并计算出早高峰时的路网可控状态下的最小限流车站集合。     

面向城市轨道交通网络规划的多粒度仿真建模

研究目的:目前,仿真技术开始在城市轨道交通网络规划方案的分析与评估中发挥重要作用。在网络化运营条件下,城市轨道交通路网规模和复杂性增加,使得系统建模和仿真评估的难度加大。为了高效、灵活地构建仿真系统,实现城市轨道交通路网规划方案的综合分析与评估,有必要研究城市轨道交通网络系统的多粒度建模与仿真方法。研究结论:(1)本文结合城市轨道交通各车站的地理分布特点,采用不同粒度的路网拓扑设施仿真模型和乘客仿真模型作为基本单元,通过集成的方式来构建多粒度的城市轨道交通路网仿真系统;(2)构建分层路网拓扑模型,可解决不同粒度仿真模型的空间一致性问题;(3)采用聚合建模的方法可解决多粒度车站模型的对象状态一致性的问题;(4)运用代理技术可实现多粒度模型间信息交互的管理,能够在系统集成中满足可扩展性与运行灵活性的要求;(5)运用本文构建的仿真模型,可对城市轨道交通新线接入后的路网客流分布与能力负荷状况进行仿真,以实现新线规划方案的分析与评估。     

城市轨道交通客流分布短时预测模型研究及应用

客流分布短时预测对于城市轨道交通运营管理和乘客出行服务具有重要的实际意义。采用自底向上的网络建模技术,利用动态仿真方法模拟乘客出行行为,构建城市轨道交通客流动态分布仿真模型,进行城市轨道交通线网客流分布短时预测,并通过实际AFC(自动售检票)刷卡数据进行二元校验。依托北京市轨道交通安全防范物联网应用示范工程,将其应用于北京地铁运营实践中,结合实例验证了模型的可行性和有效性。     

基于对象Petri子网模型的列车群分布式仿真

为提高效率,增强真实度和可信度,采用分布式仿真解决列车群行为的分析和验证问题,并基于列车群的对象Petri子网模型(TGOSOPS)实施分布式仿真系统。针对模型到仿真系统的逻辑映射、运行中的动态关联以及依靠模型处理仿真冲突和时间协调等问题,提出由终端上的列车仿真应用模块和服务器上的全局控制模块构成分布式仿真系统框架,并对TGOSOPS按照功能进行划分,使其和分布式框架有机结合和映射。根据系统结构,结合动态离散事件系统的仿真思想,明确系统中各类实体和事件间的逻辑关系,采用定时与主动对象(主动成分)扫描相结合的方法,建立分布式仿真策略,包括客户端和服务器端两部分,从而实现模型到系统的动态关联,并采用空消息算法消除策略死锁。采用一个统一的全局时钟来调整局部时钟的时间周期,以实现分布时钟的协调。路网图、运行图、模型库和各种信息库等都以全局数据库的形式存储在服务器上,在仿真过程中,根据实验推进的需要可以随时从服务器上读入所需信息和数据。     

高速铁路综合调度仿真系统时空一致性的研究

随着计算机网络技术的发展,分布交互式仿真成为现代并行仿真技术之一并且得到广泛的应用。仿真时钟的推进是分布交互式仿真系统的关键技术。在对高速铁路综合调度仿真系统分析的基础上,指出综合调度仿真系统是一个混杂系统并对仿真系统中的关键技术———仿真时钟的推进,进行了详细的分析研究,提出了基于仲裁技术的仿真时钟推进算法,并在实际中加以应用。     

地铁路网客流数据特征分析系统设计

从地铁路网客流分布特征展开研究,旨在可以快速准确地掌握客流数据统计信息。通过搜集大量现有客流数据及统计分析方法,研发地铁路网客流数据特征分析系统。研究系统查询思路和运力运量匹配关系,设计系统的总体架构和内部功能模块。在地铁客运管理部门的实际应用表明,系统可以实现对地铁客流数据高效、准确、规范的统计分析。     

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。     

基于AnyLogic仿真的城市轨道交通枢纽通道宽度研究

选取北京城市轨道交通枢纽西直门站单双向客流条件下的步行通道进行调研,采集乘客步行速度,统计得到85%行人步速分布区间。基于Any Logic软件构建客流交通模型,利用调研数据标定仿真参数。在仿真过程中通过改变通道宽度及客流量,输出通道内的区域密度数据,拟合宽度-密度函数曲线并建立函数模型。最终给出不同客流量条件下的通道宽度建议取值。     

基于Anylogic仿真技术的北京南站客流组织优化分析

本文针对北京南站地下一层客流组织的复杂性,依据站内功能区位布局及客流分布特征,利用Anylogic微观动态仿真软件对北京南站地下一层客流进行了仿真分析.建立了客流组织动态仿真环境模型,设计了仿真流程和评价指标体系.通过对站内的客流拥堵瓶颈分布、排队长度、等待时间等多指标评价分析,提出了客服设备(检售票系统设备、安全检查系统设备、换乘通道服务设备等)合理配置与运用管理的优化方案,为实际运营管理决策提供了依据.     

基于综合运输网络的客流分配优化模型与算法

以综合运输网络条件下的客流分配为研究对象,提出更适合表现旅客出行需求和各种运输方式相互竞争关系的运输细分方式,采用可量化表征综合运输网络当前客流状态的区间饱和度和径路饱和熵,并结合旅客出行广义费用函数,构造旅客出行阻抗函数,给出以综合运输网络中旅客出行总阻抗最小为目标的客流分配优化模型.基于k条最短路算法和混沌优化算法,在径路选择时考虑当前综合运输网络的旅客出行阻抗因素,设计客流分配迭代优化的动态求解算法.算例表明,利用给出的模型和算法能够得到可行和更为细分的综合运输网络客流分配方案.     

城市轨道交通新线接入客流精细化预测模型

随着城市轨道交通的不断发展，每年都会有不同类型的新线或者延长线投入运营。新线接入不仅会改变原有轨道交通路网的拓扑结构，影响乘客出行路径选择，而且对客流时空分布有较大影响。以工程可行性研究报告中新线车站的开通年全日上下车人数为依据，采用改进的双约束重力模型实现新线车站相关OD客流量全日预测；建立路网及车站的分时进出站规律模型，实现新线相关OD客流量的精细化预测；采用加权平均法对既有车站OD客流量进行预测，并分析挖掘历史新线接入前后既有车站客流的变化规律，实现预测优化调整。提出的预测方法不仅可应用于新线接入前，为新线接入后的运营安全和科学高效的调度指挥提供有力支撑，而且可用于轨道交通线路规划阶段客流分布预测仿真。     

基于断面客流特征的城市轨道交通行车组织优化方法

以西安地铁4号线为例,基于线路设施和断面客流特征条件,提出了行车组织的优化方法。根据车站条件进行折返适宜度分析以确定小交路区段,分别以乘客服务水平最高和运营成本最小为目标并考虑一定的约束条件构建目标函数,结合Rail Sys软件仿真得到的线路拓扑结构确定了不同交路区段下的列车运行时分及速度,据此标定了模型参数。建立了多目标函数,并利用基于隶属度的算法得到了模糊最优解,求解出大小交路的列车编组数量及行车间隔,给出高峰时段的行车方案。模型计算结果表明,和原设计方案相比,优化方案在满足乘客需求的同时可有效节约运营成本,并显著提高客流时空分布不均衡状态下的线路断面满载率。     

客流-车流耦合的城轨交通运行指挥决策体系探讨

随着路网规模和客流强度的激增,超大城市轨道交通系统面临着运力运量不匹配、运力不足、延误等痛点,运营中断情况也更加频繁,其主要矛盾是日益增长的客流规模与运力在时间和空间的不匹配,列车运行依然按照计划运行图,无法适应复杂的客流变化需求。因此,遵循“客流为中心,运行为核心”的新运行模式理念,提出基于客流-车流耦合的运行指挥体系,通过客流预测、客流-车流的耦合分析和推演等手段,精准掌握线网客流的发展规律,并基于客流需求及时调整运输计划,实现运力运量的精准匹配。     

城市轨道交通线网客流动态起讫点估计框架及关键技术

针对既有动态OD(起讫点)估计方法在轨道交通线网中适用性不强的问题,构建城市轨道交通线网客流动态OD估计框架,并讨论所涉及的关键技术。框架构建以自动售检票系统数据为基础,提取线网客流历史OD矩阵和进出站客流信息;结合乘客出行过程和历史客流OD数据,构建OD流和进出站客流间的动态流量关系;最后,通过分析客流需求和行程时间的分布特征,构建动态OD估计模型,并引入标准化均方根误差等指标评估OD估计模型的性能。     

城市轨道交通突发事件客流诱导系统设计

城市轨道交通网络突发事件是影响轨道交通正常、安全运营的重要因素.为降低突发事件对轨道交通正常运营的影响,减少经济损失,确保人身安全,实现突发事件信息的准确获取、分析、处理,生成客流诱导信息,建立城市交通路网客流诱导系统.分析了路网客流日常分布特征,及突发事件客流诱导系统需求;设计了满足系统需求的系统功能模块,及功能结构;论述了系统中各功能模块的实现方案.     

轨道交通换乘车站客流仿真评估指标体系研究

为实现客流仿真技术在轨道交通换乘车站评估中的合理、高效应用,基于轨道交通换乘车站特点及评估指标体系设计原则,构建换乘车站客流仿真评估指标体系,并明确各项指标计算方法、评价范围及评价标准。最后,通过北京地铁安华桥站客流仿真实例,验证换乘车站客流仿真评价指标体系及其评价标准的可行性、全面性及有效性。     

全路空车动态调配及路网分界口排空流量测算方法

针对目前仅依靠静态思想和人工经验制定铁路局分界口排空计划的局限性,分析日常空车调配的动态特性,提出空车调配的多时段动态优化思想以及次日路网分界口排空流量的测算方法。探讨研究的实际应用需求和理论计算可行性;基于广义平均旅速建立时空服务网络,根据其特殊性构建支点站间空车动态调配优化模型;针对模型特点提出一种基于混沌思想的粒子群算法,并进行算例验证;通过全路同构支点路网的空车动态调配计算分析,表明模型和算法在应用于解决大规模路网空车动态调配问题时具有一定的适应性,并同时设计了基于空车动态调配计算结论的次日路网分界口排空流量测算方法。     

基于双优化流线的城轨车站客流仿真系统设计与实现

为准确掌握城轨车站内部客流动态变化趋势,设计并实现了基于双优化流线的城轨车站客流仿真系统.系统通过改进传统社会力模型中自驱动力的期望方向和期望速度,计算乘客的碰撞行为对局部流线的影响,实现了局部流线的动态优化;通过设计全局流线可扩展分层结构,判别多源节点属性,实现了全局流线的优化;通过搭建车站二维场景,实现车站仿真动画...     

面向局站一体的铁路动态车流组织优化研究

针对局站一体的铁路网动态车流组织问题，基于基本运行图和编组计划，综合考虑运输企业效益和服务质量，构建基于连续型时空网络的重空车流协同优化混合整数线性规划模型。为适应车流波动，引入备选改编方案增加车流的可行时空路径，从而灵活调整开行列车的车流内容，以期实现动态车流在运行线上的合理分配。为解决大规模时空网络模型求解困难的问题，在协同优化模型的基础上进一步提出分阶段优化方法。基于路局级规模路网的案例结果表明，两种方法均能有效加速车流输送，提高运输服务质量，但分阶段优化方法的求解效率显著高于协同优化方法。