軌道交通客流動態(tài)分布形式建模及應用研究.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生重要影響。由于城市功能區(qū)域分布不平衡和社會經濟環(huán)境變化等原因,導致網絡化運營的城市軌道交通系統(tǒng)在路網結構、客流需求及客流時空分布等多方面表現(xiàn)出復雜性特征。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,應對持續(xù)增加的運營壓力,提供更好的出行服務,成為目前關注和研究的熱點。
　　 本課題以國內部分城市軌道交通系統(tǒng)為研究對象,對網絡化運營條件下的軌道交通客流分配相關理論和技術進行深入研究和探索,主要研究內容和成果包括:
　　 通過對交通網絡進行抽象描述方法的研究,構造真實反映軌道交通線路網絡結構特征的原始拓撲模型和對偶拓撲模型。使用復雜網絡理論分別對P空間和

3、L空間下城市軌道交通網絡拓撲模型進行復雜性分析。在運營管理模式的基礎上討論了包括可達性、客流時空分布以及擁堵現(xiàn)象在內的軌道交通系統(tǒng)動態(tài)網絡特征。
　　 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絡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)轉換關系的偶圖反映規(guī)則集,建立了描述出行者在軌道交通網絡內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的基礎上,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,構造了相應的出行阻抗函數(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。
　　 結合應用在城市軌道交通系統(tǒng)中的現(xiàn)代化運營管理技術和手段,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,結合列車運行調度表、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。經過逐條確認交易記錄所對應出行路徑,實現(xiàn)對相同起訖站之間產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、于客流分配技術的城市軌道交通票務清分和交通誘導系統(tǒng)作為實際案例研究。根據(jù)業(yè)務流程設計相關系統(tǒng)功能的算法流程,通過案例演示了應用系統(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)網絡結構和運營模式的研究,利用復雜性理論分析軌道交通網絡結構的復雜性特征。深入研究影響軌道交通網絡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絡中的出行行為進行形式化描述。構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