考虑状态相关服务的城市交叉口离散事件仿真建模

准确模拟交叉口处车辆运行,对交叉口信号配时优化、交叉口设计等具有重要意义。交叉口排队建模可以较为准确地模拟车辆到达及交叉口服务过程。位相型分布(PH分布),可以无限逼近任意到达和服务规律,车辆到达交叉口时交叉口处容量有限,且车辆通过交叉口时,通过时间具有状态相关性。本文考虑以上三点,建立PH/PH(n)/C_1/C_2的交叉口排队模型,将城市交叉口抽象为离散事件仿真模型,根据PH分布随机变量计算车辆到达过程和交叉口服务过程。文中提出的离散仿真模型充分考虑了车道服务的状态相关性,并利用Simulink构建了考虑状态相关服务的城市交叉口离散事件仿真模型。仿真结果表明考虑状态相关服务的离散事件仿真,可以较好地反映出交叉口处车辆通过的周期性,较为客观地反映交叉口车辆运行情况。     

地铁安检客流智能引导及组织优化方法研究

为避免因地铁车站进站客流的空间不均衡性所导致的乘客安检排队时间过长、车站拥堵,甚至踩踏事故,本文设计了地铁安检智能引导分流系统并基于此提出客流组织优化方法。首先,在传统地铁安检模式的基础上设置智能引导分流系统,根据乘客行李类型将安检台划分为大包、小包/无包安检通道,实时采集安检区域的客流分布特征;其次,在排队等候理论的基础上综合考虑乘客转移时间和转移意愿,计算最优安检排队决策;最后,通过引导设备指引乘客选择最优安检通道。选取上海地铁1号线上海火车站地铁站晚高峰时期的客流数据作为案例,进行计算仿真分析,并通过实地实验进行校准验证。结果表明：运用本文方法后,地铁车站各安检通道的客流排队压力显著降低,计算仿真结果与实际安检情况误差为3.2%,且优化后大包乘客的平均安检排队效率提升38%,小包/无包乘客的平均安检排队效率提升16%。研究成果为提高乘客安检排队进站效率,有效避免地铁车站拥堵提供理论依据与方法支持。     

随机到达车辆信号交叉路口的Markov链排队模型

为了克服现有交叉口排队分析模型中车流到达均服从特定规律这一假定的局限性,用嵌入马尔科夫链技术建立了定周期信号交叉口车辆随机到达的Markov链排队模型,在Excel环境下嵌入LINGO软件,编写了相应的模型程序和用于验证模型的仿真模拟程序.算例表明: 本文模型计算的平均排队长度与实际调查结果很接近,与随机模拟结果的误差为0.14%;在50%～65%分位范围内,用Markov链排队模型计算的排队长度与实际样本结果和随机模拟结果相同,在其他分位最大相对误差为3.85%.     

考虑时变性与状态相关性的通道流体排队模型

将地铁车站通道系统描述为容量为C的可服务部分和容量无限的排队等待区域两部分,从系统的角度出发,考虑交通需求的随机时变性、服务能力的状态相关性及系统的随机性等实际交通特性,基于流体逼近的思想建立通道系统流体排队模型,用以捕捉系统动态性能及确定客流预警阈值。同时,改进现有固定点稳态流体逼近和数值积分算法实现模型的求解,该算法的计算复杂度仅为时间步长的线性函数。利用成都市地铁犀浦车站的调查数据,通过离散事件仿真建模对比验证模型的有效性。实验结果表明,无论交通需求强度如何变化,该排队模型与仿真结果的平均相对误差为4.94%,且获得的动态性能指标可捕捉任意时刻的队列累积及消散情况。     

轨道交通站点购票客流预测及优化技术研究

将地铁中高峰时段购票客流看成排队论系统,结合排队论知识进行数据优化,利用MATLAB编制BP神经网络模型的程序,建立仿真并预测站点购票客流及自动售票机的需求量,从而达到应急售票服务的优化,提升乘客服务满意度.并以某市大客流站点的客流数据进行论证.     

高速公路收费站免费放行区域计算方法优化改进

从本质上来讲,高速公路出行是道路使用者购买的一种快捷服务,道路使用者理应获取满意的服务。针对目前高速公路收费站存在大量拥堵的现状,以江苏省高速公路相关规定及沈海高速公路江苏段某收费站为例,利用收费站设计相关理论及排队论理论,介绍了现有车道长度折算免费放行区域计算方法,并针对现有计算方法的不足,提出了车道长度折算和车道面积折算双重折算的优化改进模型,同时,增加排队长度值参数作为优化改进模型的重要组成部分,采用排队长度值对计算结果进行理论校验。结果表明:优化改进后的计算方法获取的结果更加准确合理,可大量减少由于免费放行所引起的民事纠纷,排队长度的校验使得收费站免费放行区域的法规规定有了理论支撑。     

机场专用通道分配的效率与公平性研究

国内许多机场设有女性专用或者小件行李专用通道，这两种做法本质上是分别为所需服务时间较长和较短两种类型的乘客在安检上提供相应的便利.本文主要研究了机场在安检通道数量一定的情况下，机场应该如何分配专用通道使得系统能在效率与公平上取得更优的表现.本文通过建模计算，对比研究了在乘客到达高峰期情况下将不同数量的专用通道分配给不同类型的乘客时排队系统的表现，给出了系统平均等待时间随专用通道数量变化的曲线，在仿真算例中使用了SQF指标对系统公平性进行量化并将各种结果对比.结果表明，在通道数量一定的情况下将特定数量的专用通道分配给服务时间较短的乘客能使得系统在效率与公平上取得更优表现.     

基于Petri网的拖车到达调度优化模型与仿真

为解决内河集装箱码头大量等待作业的拖车引起港口外围交通要道阻塞的问题,通过优化拖车到达调度,采用非平稳泊松过程,模拟进港拖车到达规律,建立了适合珠三角内河集装箱码头进港拖车到达作业流程的混合Petri网(hybrid Petri net, HPN)模型和优化调度方案.根据HPN模型对佛山市三水港建立了Arena仿真模型,使用过程分析器(process analyzer, PAN)确定拖车的最优到达批量并检验优化效果,仿真结果表明:拖车到达调度优化后,拖车等待时间可减少87%,等待数量减少了26%,调度优化有效地缓解了港口拖车排队导致的交通阻塞问题.      

地铁车门系统失效故障树仿真分析

利用FTA技术,建立地铁车门系统失效故障树模型,根据故障树基本事件(底事件)对应的故障率以及分布规律,运用蒙特卡洛(Monte Carlo)法对地铁车门系统可靠性进行模拟计算,得出了地铁车门系统失效概率模型,同时将仿真结果与理论计算结果进行了对比分析.结果表明:仿真结果与理论计算比较吻合,计算方便、可靠、快捷,提高车门系统的可靠性,为日常维护提供了依据,同时此方法适用于部件服从任意分布类型,体现了其处理复杂系统可靠性问题的优越性.     

基于排队理论的京杭运河船闸通过能力研究

通过对船闸营运方式的调查,结合苏北部分船闸的营运情况,将排队服务系统模型研究方法引入船闸系统的研究中,建立带有两个顾客等级的M/G/K服务系统排队模型,通过模型的求解,得出船队过闸等待时间、船舶排队长度等与船闸服务能力的关系,在此基础上分析了到船的随机性对船闸最大通过量的影响情况,并引出船闸基本通过能力的计算方法.     

基于M/G/1排队模型的公交停靠站泊位数研究

公交泊位数的合理设计不仅能够提高道路通行能力、减少交通拥堵,还可以节约建设成本。传统模型把公交车辆的到达和服务均设为泊松分布,与实际的交通状况相差较大。本文假设公交车辆到达服从泊松分布,停靠时间服从一般分布,将公交停靠站抽象为一个M/G/1的排队系统,考虑了车辆在公交站台的停靠时间的变异系数较大,并不服从泊松分布的情况。运用一般分布来代替泊松分布,通过对排队系统相关数值指标的计算来推算公交停靠站的设计泊位数。作者对成都市西南交大的公交站泊位数进行了设计,将计算结果与现场调查的实际结果进行对比,发现该公交站现有泊位数不足,应增加1个泊位数才能满足现有的公交停靠需求。并将该模型与现有的M/M/1和M/M/N模型进行比较,认为该模型更能反映实际的交通状况,计算结果更可信。     

多元收费方式下的高速公路收费站车道数优化研究

随着货车比增加和移动支付方式的应用，依据现有《收费公路联网技术要求》计算车道数用到的交通量换算和服务时间已不符合实际，造成车道数计算不准确，易导致车道拥堵或车道资源浪费. 本文围绕车道数优化计算展开研究. 首先分析多元收费方式服务时间及其差异性，提出多元收费方式服务时间计算模型. 考虑车辆跟驰、排队等行为因素，基于 VISSIM 建立收费站通行仿真模型，以车流量、车型比等数据为输入，获取满足设计需求的车道数. 将需求车道数和实际服务时间输入排队模型计算DHV修正值. 利用多项式回归，建立实际DHV值和DHV修正值间的DHV换算模型. 根据实际服务时间和DHV修正值，获得优化车道数. 最后，以典型收费站进行实证分析，表明本文方法可实现车道数的优化计算.     

多元收费方式下的高速公路收费站车道数优化研究

随着货车比增加和移动支付方式的应用,依据现有《收费公路联网技术要求》计算车道数用到的交通量换算和服务时间已不符合实际,造成车道数计算不准确,易导致车道拥堵或车道资源浪费. 本文围绕车道数优化计算展开研究. 首先分析多元收费方式服务时间及其差异性,提出多元收费方式服务时间计算模型. 考虑车辆跟驰、排队等行为因素,基于 VISSIM 建立收费站通行仿真模型,以车流量、车型比等数据为输入,获取满足设计需求的车道数. 将需求车道数和实际服务时间输入排队模型计算DHV修正值. 利用多项式回归,建立实际DHV值和DHV修正值间的DHV换算模型. 根据实际服务时间和DHV修正值,获得优化车道数. 最后,以典型收费站进行实证分析,表明本文方法可实现车道数的优化计算.     

基于单交叉口的感应控制最大绿灯时间研究

分析了排队车辆与所需绿灯时间的关系,考虑车辆到达交叉口的随机特征,以车辆延误为优化目标,建立了基于双通道的交叉口感应信号控制最大绿灯时间优化模型。假设车辆到达率服从泊松分布,以十字交叉口为例,考虑不同的饱和度条件与交通量分布特征,利用VISSIM与MATLAB仿真,比较了该模型与传统方法的计算结果,验证了本文模型的正确性。     

西安地铁某区间隧道设计计算方法比较

通过运用解析法、一维、二维、三维数值模型对西安地铁某区间段盾构管片结构进行了位移、内力计算,旨在研究不同计算方法对同一问题结果的影响规律.其中,以日本惯用法为理论基础对该区间管片进行解析法求解;并用ANSYS有限元软件对管片进行了三种不同形式的数值模拟.通过比较发现,四种方法对管片的位移和内力计算结果云图显示趋势基本一致.ANSYS三维模型的位移沉降值最大;二维模型的内力计算结果最大.因此,在控制沉降分析中应以三维模型计算结果为主,在配筋计算等设计环节应以二维模型计算结果为主.最后本文总结了各种算法的适用范围,得出的相关结论对盾构隧道设计给与了一定的指导意见.     

实时自适应交通信号控制优化理论模型

通过对交叉路口交通流到达和排队延误规律的研究,提出了一种新的交通信号控制理论,此理论把交通延误和停车次数综合为一个性能指标,称为PI值,建立了以PI值最小为目标的交通信号配时优化理论模型,该信号配时方法与通常采用的单点自适应信号控制方法的区别在于不但考虑了交通延误,而且考虑了停车次数,实现对交通延误和停车次数两个指标的优化,从而保证了以车队形式到达的交通流可以不间断地通过交叉路口,由于以实时交通流的到达规律为依据进行信号优化配时,因此,该信号配时优化模型又是实时自适应交通信号控制优化模型。     

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将计算机仿真技术应用于铁路客运站客流到站分布和聚集人数获取与处理,为枢纽设施的合理布局和运营管理方案编制提供依据.对北京南站进行实地调查,分析旅客在候车室的到达规律,采用拟合工具提出旅客提前到站时间分布密度函数,建立旅客到达规律模型;基于旅客到达规律模型,提出旅客到达仿真算法, 仿真旅客到站乘车的过程;设计车站客流变化仿真系统,提出仿真计算车站聚集人数的方法;根据北京南站客流时空分布特征,基于列车时刻表,模拟车站客流变化,以观察枢纽旅客到站聚集波动情况,验证本文所提模型的合理性和有效性.     

地铁隧道火灾人员疏散模拟分析及结构优化措施研究

由于地铁隧道空间的密闭性,地铁隧道发生火灾时人员疏散困难,可能引发重大事故。文章通过建立地铁隧道火灾人员疏散模型,运用Pathfinder软件对不同的地铁隧道火灾疏散场景进行分析,确定完成疏散所需要的时间。根据仿真分析结果,对联络通道的宽度和间距进行优化,并利用仿真分析验证其有效性。     

定点停靠公交的服务效率与停靠能力研究

在多线路公交站,为规范乘车秩序,实现乘客排队候乘车,需要公交车在公交站内各指定位置进行停靠,即定点停靠。但是现实中定点停靠措施使公交车出现排队拥堵的频率大为增加。鉴于此,首先根据排队论建立了定点停靠公交站排队模型（c_M／M／1型）与自由停靠公交站排队模型（M／M／c型）,通过服务指标的比较探讨出现此现象的理论原因;其次,运用排队概率方法建立公交站合理停车位数量的计算模型,并在综合考虑公交车到达频率、平均停靠时间以及可忍受排队概率等因素的基础上．计算两种类型公交车站的合理停车位数量。研究得出,在公交车平均到达率与平均停靠时间不变的情况下,实施定点停靠措施后．公交车站的服务效率会降低,对停车泊位的需求会增加。     

基于排队论的公交停靠站通行能力模型研究

为了对公交停靠站采取有效的控制与管理措施,必须提高公交停靠站通行能力计算方法的准确性.以排队论为基础,将马尔可夫链嵌入公交车排队过程,假设停靠站为多条公交路线服务,公交车的到达符合泊松分布,停靠站用于上下客的公交车服务时间为独立同分布,推导出了普遍适用的公交停靠站通行能力的理论模型,确定合适的停靠站泊位数量.通过仿真模拟验证了该模型的准确性,而且证实模型能够较好地反映停靠站泊位数和公交服务时间变化对通行能力的影响.