城市轨道交通车站乘客聚散行为仿真及优化

为定量化分析乘客在城市轨道交通车站中的交通特性和聚散行为,在阐述车站乘客聚散行为特征的基础上,基于Anylogic软件平台,提出行人自组织行为、行李携带状况和服务与等待过程模拟的实现方法,并以重庆轨道交通南坪站为实例分析对象进行仿真建模,通过分析车站主要区域的人流强度和密度,寻找车站系统的瓶颈点并提出相应的优化改进措施。仿真结果表明,南坪站站厅层检票区、自主购票区乘客流交织冲突现象明显,进行交通组织优化后,站厅层闸机区最大人流密度降低40%,安检区域最大人流强度下降9.4%。     

城市轨道交通合理站间距的研究

城市轨道交通作为城市综合交通体系的重要组成部分,其站间距的设置与客流吸引能力、旅客出行时间、列车运行效率等因素密切相关。通过分析城市轨道交通站间距设置的影响因素,提出合理站间距的设置方法及优化模型,结合实例计算并综合考虑各方面因素,推荐城市中心区车站的合理站间距以1050～1 150 m为最优,郊区车站的合理站间距以1 800 m左右为优。     

面向虚拟编组的城市轨道交通运行优化调度方法

伴随着我国城市化进程持续快速发展,既有的城市轨道交通列车运行控制系统下运力资源的调控能力已经趋于饱和。为了满足不断增长的乘客出行需求,以列车虚拟编组为代表的新技术成为发展方向。为了解决虚拟编组下列车的运行调度问题,提出面向虚拟编组的城市轨道交通运行优化调度方法,建立列车运行和客流变化模型,描述列车运行和乘客人数的动态变化;构建列车时刻表和编组策略的协同优化模型,以实现列车利用率、列车停站时间和乘客等待时间之间的平衡为目标求解优化策略,并根据最优解生成列车调度和编组方案;最后选取北京地铁亦庄线为线路仿真对象,结果表明该模型可以显著提高列车利用率,减少乘客候车时间,具备良好的应用前景。     

城市轨道交通折返站车站作业计划编制的研究

折返站车站作业计划的编制是城市轨道交通项目勘察设计及运营管理中的一项重要工作和任务。借鉴搭接网络计划思路构建车站作业计划网络,并以列车运行间隔最小为目标函数建立城市轨道交通车站作业计划编制模型。通过基于模型的仿真实例得到折返站最优的作业过程及列车最小追踪间隔,进而通过计算得到车站折返能力,可以为城市轨道交通项目的勘察设计工作和运营单位制订运营计划提供技术支撑和决策依据。     

城市轨道交通相邻多车站动态协同限流研究

为应对城市轨道交通车站高峰期客流压力,限流已经成为常态应对措施,而经常采用的限流策略大多针对单个车站,缺少对相邻多个车站的协同考虑。基于客流在车站间的传播效应,以乘客总延误时间最小为目标,以站台及列车能力为约束条件,构建城市轨道交通相邻多车站协同限流决策模型,同时为实现实时动态控制,引入滚动时域控制方法,优化多车站动态协同限流流程。以北京地铁8号线为例,经过相邻若干车站运营数据进行限流策略计算。结果表明,该模型限流可以在不造成车站服务人数损失的同时,将乘客总延误时间降低21%。     

铁路客运站候车区运用多目标优化模型研究

铁路客运站是铁路运输生产的基层单位,承担着列车接发和旅客乘降等主要工作。客运站的工作应严格按照车站作业计划执行,而候车区运用计划是车站作业计划中的重要组成部分,其计划制定的合理性会影响客运站日常客运工作效率。以铁路候车区运用计划为研究对象,建立候车区旅客最高聚集人数计算方法,考虑列车停靠站台对候车区运用的影响,细分旅客走行过程,以旅客平均走行距离最短、候车区在最高聚集人数下的拥挤度、能力利用最大化、时间占用均衡为优化目标,构建铁路客运站候车区运用多目标优化模型。采用模拟退火算法求解,通过实例分析与评价验证模型的合理性,为铁路客运站候车区运用计划的制定提供理论支撑。     

城市轨道交通网络客流控制方法研究

根据城市轨道交通形成网络具有客流量大规模增长、换乘线路间运能不匹配、客流控制难度大、换乘关系复杂、乘客吸引力强等客流组织特点,采用城市轨道交通网络客流控制办法,以及单线级和网络级客流联控模式的限流数值计算,以广州城市轨道交通的客流组织为例,通过对限流车站和限流数值的计算,提出客流控制方案。2010年广州亚运会期间各种控制方法的成功实施,有效发挥了城市轨道交通网络的优势。     

以节省乘客旅行时间为目标的城市轨道交通快慢车停站方案

为探讨城市轨道交通快慢车模式对乘客出行时间的影响,从越行入手,对城市轨道交通快慢车停站方案进行研究。为提高线路通过能力、缩短车底周转时间,通过分析确定快慢车模式应采用快车在越行站不停站越行慢车的方式。以乘客总体出行节约时间最大为目标、以运营成本和客流量为约束条件构建模型,结合算例利用?Lingo?软件进行求解,结果显示快车站倾向于选择客流量大的车站,越行站倾向于选择客流量小的车站;不同的快慢车比例节约的乘客旅行时间也不同。至少在慢车/快车比例≥2,并且在特定的停站方案下,快慢车方案才能够节约时间。     

考虑乘客服务水平的城市轨道交通平峰期节能运行图研究

为实现城市轨道交通的节能降耗，降低运营成本，提出基于平峰时段客流特征和行车组织特点的城市轨道交通平峰节能运行图优化模型。在平峰时段，通过压缩客流量较小车站的停站时间，将富余停站时间用于列车区间运行，在保证整体列车运行周期不变的同时，实现降低列车牵引能耗的目标。建立考虑乘客服务水平的城市轨道交通平峰期节能运行图优化模型，并设计遗传算法对模型进行求解。以深圳地铁7号线上行方向为例，结果表明上行方向区间牵引总能耗整体减少87.35 kW·h，节能效率达到19.44%。研究表明在不影响乘客正常乘降列车的情况下，提出的考虑乘客服务水平的平峰节能运行图模型调整列车区间运营时间，具有显著的节能减排效果。     

成都站高峰期客运组织工作探讨

针对春节等假期形成的铁路客流高峰期给成都站客运组织工作带来的压力,从售票能力、候车能力、到发线运用和乘降情况,对高峰期车站客流特点进行分析,结合成都站的客运组织,对售票管理、列车运行信息发布平台的构建、提高车站服务质量和优化客票预售期等方面提出对策措施。     

基于换乘协调的城市轨道交通列车开行方案优化

针对目前我国城市轨道交通列车开行方案对于线路之间的换乘协调问题考虑较少存在的问题,结合城市轨道交通旅客换乘的特点,构建换乘机理模型,并以车站换乘旅客平均等待时间最短作为目标函数,设计优化模型对列车开行方案进行优化。通过算例分析,说明优化效果较为明显,对于地铁等城市轨道交通运营有一定的参考价值。     

城市轨道交通对铁路客运站候车客流影响分析

根据城市轨道交通的发展及其特点,对轨道线路引入既有铁路客运站的影响进行分析。将换乘旅客分为两种类型,从旅客站内停留时间方面对站内聚集人数的正负效应情况进行分析,并给出铁路客运站候车客流的影响公式,说明平均停留时间与通过轨道交通换乘的旅客流量、铁路售票的信息化程度,以及车站的发车密度有关。     

基于信息融合的城市轨道交通补贴决策的思考

基于信息融合的理论和方法,将城市轨道交通各个系统采集到的数据进行相关和集成融合计算出客流量、平均发车间隔和平均运距等.通过对车辆运营成本与乘客等车时间成本的分析,确定乘客总的等车时间成本是常量固定的社会成本.利用边际成本法建立城市轨道交通补贴决策模型,并结合长春市轻轨的运营数据进行实证分析,期以辅助城市轨道交通财政补贴决策.     

麦加轻轨列车运行模式分析与优化研究

麦加轻轨是中铁建建设并运营的首条海外铁路,由于服务对象为朝觐客流,其列车运行模式较为独特。通过研究麦加轻轨的5种运行模式(A—E),分析其运营效果,提出麦加轻轨列车运行模式的优化方法。重点针对朝觐期间的运行模式E,以发车间隔、运营成本、车底数为约束,以乘客候车时间最短为目标构建了不同客流分布下的行车间隔优化模型,并针对不同集中度的客流分布计算得出最优方案。研究显示,相比既有的行车间隔保持不变的方案,采用优化后的差异化行车间隔方案可以在不增加运营成本的情况下缩减乘客平均候车时间,客流集中趋势越高,优化效果越好,客流高集中趋势下(标准差19.9%)最多可节省候车时间13.2%。研究结果对降低麦加轻轨运营成本、提高乘客服务水平具有现实意义。     

基于EEMD-BP方法的城市轨道交通进站客流短期预测

城市轨道交通站点客流量是评价其服务水平和实现城市轨道交通资源有效配置的基础数据和依据。针对城市轨道交通站点进站客流量序列波动复杂的问题,构建基于EEMD-BP方法的城市轨道交通进站客流短期预测模型,通过对城市轨道交通站点的日间分时进站客流序列进行模态分解,并对分解的分量进行筛选和识别,探究进站客流的日间波动影响因素,实现对短期客流的合理预测。以广州珠江新城站短期客流预测为例,验证该组合模型在提高客流预测方面具有有效性,为城市轨道交通线网规划和运营管理提供客流预测依据。     

城市轨道交通大小交路结合快慢车开行方案优化

城市轨道交通线路可以实行大小交路的开行模式,以克服断面客流不均衡导致的能力浪费,而这种模式使长距离乘客的出行时间增加,可以在列车开行大小交路的基础上考虑开行快慢车。以乘客出行成本与企业运营成本最小为目标,考虑列车停站时间与客流需求的关系,将停站时间纳入乘客出行成本,建立双目标非线性整数优化模型,求解乘客与运营企业的成本博弈均衡点。通过算例验证模型的有效性,结果表明,相对于大小交路嵌套的运营模式,实行“大小交路+快慢车”的运营模式可以有效降低乘客出行成本与企业运营成本。     

Optimal allocation of protective resources in urban rail transit networks against intentional attacks

This paper advances the field of network interdiction analysis by introducing an application to the urban rail transit network, deploying protective resources against intentional attacks. The resource allocation problem for urban rail transit systems is considered as a game between two players, the attacker interdicting certain rail stations to generate greatest disruption impact and the system defender fortifying the network to maximize the system’s robustness to external interdictions. This paper introduces a game-theoretic approach for enhancing urban transit networks’ robustness to intentional disruptions via optimally allocating protection resources. A tri-level defender–attacker–user game-theoretic model is developed to allocate protective resources among rail stations in the rail transit network. This paper is distinguished with previous studies in that more sophisticated interdiction behaviors by the attacker, such as coordinated attack on multiple locations and various attacking intensities, are specifically considered. Besides, a more complex multi-commodity network flow model is employed to model the commuter travel pattern in the degraded rail network after interdiction. An effective nested variable neighborhood search method is devised to obtain the solution to the game in an efficient manner. A case study based on the Singapore rail transit system and actual travel demand data is finally carried out to assess the protective resources’ effectiveness against intentional attacks.     

城市轨道交通车站旅客换乘效率评价模型研究

通过分析城市轨道交通车站换乘系统,从快速性、便捷性、舒适性和安全性方面构建城市轨道交通车站旅客换乘效率评价指标体系。运用灰色系统理论,建立基于综合灰色关联加权法的城市轨道交通车站换乘效率评价模型。以重庆轻轨2号线车站为例,计算了5个车站的换乘效率综合评价值并进行排序,认为该评价模型具有一定的可操作性和实用性。