軌道交通客流動態(tài)分布形式建模及應(yīng)用研究.pdf

1、城市軌道交通以速度快、運量大、污染小、能耗低等特點成為國內(nèi)外大型城市發(fā)展公共交通、緩解道路交通壓力的最佳解決方案之一。具有一定規(guī)模的城市軌道交通系統(tǒng)表現(xiàn)出巨大的交通吸引力和運輸能力,對城市居民的日常生活產(chǎn)生重要影響。由于城市功能區(qū)域分布不平衡和社會經(jīng)濟環(huán)境變化等原因,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)化運營的城市軌道交通系統(tǒng)在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、客流需求及客流時空分布等多方面表現(xiàn)出復(fù)雜性特征。客流分布的不均衡、變化多樣性加劇了交通供需矛盾,加大了軌道交通的運營管理難度。如

2、何深入了解和掌握客流分布變化規(guī)律,不斷提高軌道交通系統(tǒng)的運營效率,應(yīng)對持續(xù)增加的運營壓力,提供更好的出行服務(wù),成為目前關(guān)注和研究的熱點。
　　 本課題以國內(nèi)部分城市軌道交通系統(tǒng)為研究對象,對網(wǎng)絡(luò)化運營條件下的軌道交通客流分配相關(guān)理論和技術(shù)進行深入研究和探索,主要研究內(nèi)容和成果包括:
　　 通過對交通網(wǎng)絡(luò)進行抽象描述方法的研究,構(gòu)造真實反映軌道交通線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的原始拓撲模型和對偶拓撲模型。使用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分別對P空間和

3、L空間下城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)拓撲模型進行復(fù)雜性分析。在運營管理模式的基礎(chǔ)上討論了包括可達性、客流時空分布以及擁堵現(xiàn)象在內(nèi)的軌道交通系統(tǒng)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)特征。
　　 深入研究交通出行行為,利用偶圖理論對出行者在軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的出行行為進行形式建模。定義了描述出行狀態(tài)的偶圖集和出行狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系的偶圖反映規(guī)則集,建立了描述出行者在軌道交通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的基本出行行為和多路徑選擇行為的偶圖模型,成功嘗試使用形式化方法對交通出行問題進行研究。
　　

4、論文系統(tǒng)研究基于Wardrop平衡原理的交通流平衡分配模型和其它非平衡模型。在對軌道交通客流變化情況進行研究總結(jié)的基礎(chǔ)上,對比分析軌道交通與其它道路交通在交通流量分布變化上的區(qū)別,提出使用對偶圖描述軌道交通出行路徑的新方法,構(gòu)造了相應(yīng)的出行阻抗函數(shù),對傳統(tǒng)城市軌道交通客流分配模型和算法進行改進,驗證了改進后的模型和算法的可行性。
　　 結(jié)合應(yīng)用在城市軌道交通系統(tǒng)中的現(xiàn)代化運營管理技術(shù)和手段,建立基于票卡交易記錄的客流分配模型和算

5、法。在無障礙換乘模式下,通過對AFC系統(tǒng)記錄的票卡交易記錄的分析,結(jié)合列車運行調(diào)度表、換乘時間表等信息建立對出行路徑進行準確判斷的推理模型。經(jīng)過逐條確認交易記錄所對應(yīng)出行路徑,實現(xiàn)對相同起訖站之間產(chǎn)生的客流量在不同路徑上精確分配的算法。根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境特征,對算法進行優(yōu)化,提高對大規(guī)模交易記錄的處理能力。通過實驗算例與傳統(tǒng)客流分配方法計算結(jié)果進行對比分析,驗證了算法的有效性。
　　 根據(jù)實際工作需求,利用論文理論研究成果研發(fā)基

6、于客流分配技術(shù)的城市軌道交通票務(wù)清分和交通誘導(dǎo)系統(tǒng)作為實際案例研究。根據(jù)業(yè)務(wù)流程設(shè)計相關(guān)系統(tǒng)功能的算法流程,通過案例演示了應(yīng)用系統(tǒng)的主要功能模塊和操作界面等。
　　 本論文通過城市軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運營模式的研究,利用復(fù)雜性理論分析軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性特征。深入研究影響軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流分布變化的主要因素。使用偶圖理論對出行者在軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的出行行為進行形式化描述。構(gòu)造真實反映軌道交通系統(tǒng)出行特征的出行路徑對偶圖,建立能