【摘要】：我國(guó)己經(jīng)建成了相當(dāng)規(guī)模的城市軌道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并在大城市公共交通系統(tǒng)中發(fā)揮著骨干作用。為了充分發(fā)揮城市軌道交通的運(yùn)輸優(yōu)勢(shì),提升運(yùn)輸服務(wù)水平,必須研究乘客出行行為和客流規(guī)律,同時(shí)采取靈活的運(yùn)輸組織方式。軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流推演是研究乘客出行行為的重要技術(shù)手段之一。在既有的研究中,大多設(shè)定客流出行以路徑為基礎(chǔ),乘客出行路徑固定,且大多依賴(lài)于物理線路,現(xiàn)有客流推演方法尚不能完全滿足靈活運(yùn)輸組織下乘客出行行為推演的需求。因此,有必要研究在靈活運(yùn)輸組織方式下網(wǎng)絡(luò)客流的推演問(wèn)題。論文試圖從乘客出行行為出發(fā),構(gòu)建出一套基于出行策略的網(wǎng)絡(luò)客流推演方法。論文的主要研究思路是:首先分析城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)乘客出行特征,構(gòu)建服務(wù)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步研究基于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的乘客出行行為。以此為基礎(chǔ),將出行策略理念引入到乘客出行過(guò)程決策中,提出基于出行策略的軌道交通乘客出行過(guò)程。在最優(yōu)出行策略基礎(chǔ)模型算法上,重點(diǎn)研究了最優(yōu)出行策略的路徑生成算法。考慮真實(shí)運(yùn)營(yíng)中供需不均衡的情況,構(gòu)建列車(chē)容量限制下的最優(yōu)出行策略,提出混合迭代求解算法,開(kāi)發(fā)了基于最優(yōu)出行策略的客流推演仿真系統(tǒng),結(jié)合基于仿真的弧費(fèi)用迭代更新算法,實(shí)現(xiàn)乘客推演仿真過(guò)程。最后,采用北京地鐵網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際仿真案例,進(jìn)行了系統(tǒng)仿真和模型校驗(yàn),證明了方法的可用性和有效性。主要研究?jī)?nèi)容分為如下幾個(gè)方面:(1)建立基于出行策略的軌道交通客流推演方法架構(gòu)。首先通過(guò)分析靈活運(yùn)輸組織方式下乘客的出行特點(diǎn),構(gòu)建合理的軌道交通拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò);進(jìn)一步,針對(duì)已有的客流推演方法,分析其在靈活運(yùn)輸組織方式下的不足;引入最優(yōu)出行策略的思想,充分體現(xiàn)乘客在出行過(guò)程中靈活決策的特征;最后利用仿真手段,通過(guò)混合迭代仿真求解算法,實(shí)現(xiàn)更為真實(shí)、靈活的軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流推演的目的。(2)設(shè)計(jì)最優(yōu)出行策略的路徑生成算法。通過(guò)分析最優(yōu)出行策略特征,提出出行策略決策節(jié)點(diǎn)概念。通過(guò)比選深度優(yōu)先及廣度優(yōu)先算法后,利用出行策略決策節(jié)點(diǎn)特征,設(shè)計(jì)了基于最優(yōu)出行策略的深度優(yōu)先路徑生成算法。最后,對(duì)最優(yōu)出行策略中的路徑進(jìn)行分析,為后期的客流推演仿真優(yōu)化提供理論支持。(3)基于出行策略的城市軌道交通客流推演仿真模型與算法。考慮實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中列車(chē)容量限制,構(gòu)建考慮列車(chē)容量限制的最優(yōu)出行策略優(yōu)化模型,并提出有效發(fā)車(chē)頻率,對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)搭建基于最優(yōu)出行策略的客流推演仿真系統(tǒng),利用乘客仿真旅行時(shí)間和實(shí)際旅行時(shí)間,設(shè)計(jì)基于抵消-補(bǔ)償系數(shù)的弧費(fèi)用更新算法和基于最小二乘的弧費(fèi)用更新算法,更新路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等待時(shí)間,并對(duì)最優(yōu)出行策略進(jìn)行更新,乘客根據(jù)更新的出行策略迭代仿真,直至收斂,完成基于出行策略的軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流推演。(4)模型實(shí)際校驗(yàn)。以北京地鐵為案例,通過(guò)實(shí)地調(diào)研采集到的仿真參數(shù),構(gòu)建基于服務(wù)列車(chē)的北京地鐵拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò),與AFC實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比校驗(yàn)仿真結(jié)果,以驗(yàn)證模型的可行性與有效性。進(jìn)一步地,通過(guò)研究案例中的乘客出行行為及靈活運(yùn)輸組織方式下列車(chē)滿載率情況,提出運(yùn)輸組織優(yōu)化建議。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)主要有:(1)提出了基于出行策略的軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流推演方法。通過(guò)構(gòu)建中觀層面的服務(wù)列車(chē)網(wǎng)絡(luò),分析靈活運(yùn)輸組織方式下乘客出行行為,提出基于最優(yōu)出行策略的軌道交通乘客出行過(guò)程和相應(yīng)的客流推演仿真方法,并開(kāi)發(fā)了仿真系統(tǒng)。該方法可用于解決靈活運(yùn)輸組織方式下網(wǎng)絡(luò)客流推演問(wèn)題。通過(guò)北京地鐵實(shí)際案例,進(jìn)行了系統(tǒng)仿真和模型校驗(yàn),證明了方法的可用性和有效性。(2)提出出行策略決策節(jié)點(diǎn)概念,設(shè)計(jì)基于最優(yōu)出行策略的深度優(yōu)先路徑生成算法�；谧顑�(yōu)出行策略結(jié)果,集合其特征和出行策略決策節(jié)點(diǎn)特征,設(shè)計(jì)了深度優(yōu)先的路徑生成算法。(3)構(gòu)建考慮列車(chē)容量限制的最優(yōu)出行策略優(yōu)化模型并設(shè)計(jì)混合迭代仿真求解算法。在最優(yōu)出行策略基本模型中,加入列車(chē)容量限制,提出有效發(fā)車(chē)頻率對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn),提出了混合迭代仿真求解算法并設(shè)計(jì)了基于抵消-補(bǔ)償系數(shù)的弧費(fèi)用更新算法。在混合迭代仿真求解算法弧費(fèi)用更新模塊中,對(duì)比仿真旅行時(shí)間和實(shí)際旅行時(shí)間,提出抵消-補(bǔ)償系數(shù),并在費(fèi)用更新時(shí)增加弧費(fèi)用篩選機(jī)制,以保證弧更新的有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U293.13
【圖文】：

是城市公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。自１９６３年倫敦建成第逡逑一條軌道交通線路以來(lái)，軌道交通系統(tǒng)在世界各大城市得以快速發(fā)展。截止２０１７逡逑年底，５０多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的約１６５座城市已經(jīng)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)軌道交通系統(tǒng)，如圖１．１逡逑中紅色圓點(diǎn)所示⑴。邐＾逡逑？邋．逡逑＃＊邋？邋＊逡逑＊邋￣邋？逡逑＊邋．逡逑圖１．１全球范圍內(nèi)軌道交通運(yùn)營(yíng)城市及地區(qū)（截止２０１７年）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｃｉｔｉｅｓ邋ｗｈｉｃｈ邋ｏｐｅｒａｔｅｓ邋ｕｒｂａｎ邋ｔｒａｓｉｔ邋ｉｎ邋ｗｏｒｌｄ邋ｗｉｄｅ逡逑２００８年奧運(yùn)會(huì)后，我國(guó)的軌道交通有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展［２，３］。如圖１．２所示，逡逑２００８年軌道交通運(yùn)營(yíng)城市僅有１０座，運(yùn)營(yíng)線路共計(jì)８０３．６公里，至２０１７年，運(yùn)逡逑營(yíng)城市增加至３２座，運(yùn)營(yíng)線路里程總長(zhǎng)達(dá)到４７０６公里。１０年間，軌道交通線路逡逑運(yùn)營(yíng)里程平穩(wěn)、快速增加，平均每年增加４３３．６公里。僅２０１７年，軌道交通線路逡逑運(yùn)營(yíng)里程就增加了邋８７４公里，軌道交通建設(shè)迅猛發(fā)展。除線路規(guī)模龐大外，我國(guó)逡逑的軌道交通系統(tǒng)制式發(fā)展多樣化，構(gòu)建以地鐵為主，輕軌、有軌電車(chē)為輔的立體逡逑多方位軌道交通系統(tǒng)。城市軌道交通不僅從根本上改變了居民的出行模式，也對(duì)逡逑社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了巨大而又深遠(yuǎn)的影響。逡逑１逡逑

是城市公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。自１９６３年倫敦建成第逡逑一條軌道交通線路以來(lái)，軌道交通系統(tǒng)在世界各大城市得以快速發(fā)展。截止２０１７逡逑年底，５０多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的約１６５座城市已經(jīng)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)軌道交通系統(tǒng)，如圖１．１逡逑中紅色圓點(diǎn)所示⑴。邐＾逡逑？邋．逡逑＃＊邋？邋＊逡逑＊邋￣邋？逡逑＊邋．逡逑圖１．１全球范圍內(nèi)軌道交通運(yùn)營(yíng)城市及地區(qū)（截止２０１７年）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｃｉｔｉｅｓ邋ｗｈｉｃｈ邋ｏｐｅｒａｔｅｓ邋ｕｒｂａｎ邋ｔｒａｓｉｔ邋ｉｎ邋ｗｏｒｌｄ邋ｗｉｄｅ逡逑２００８年奧運(yùn)會(huì)后，我國(guó)的軌道交通有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展［２，３］。如圖１．２所示，逡逑２００８年軌道交通運(yùn)營(yíng)城市僅有１０座，運(yùn)營(yíng)線路共計(jì)８０３．６公里，至２０１７年，運(yùn)逡逑營(yíng)城市增加至３２座，運(yùn)營(yíng)線路里程總長(zhǎng)達(dá)到４７０６公里。１０年間，軌道交通線路逡逑運(yùn)營(yíng)里程平穩(wěn)、快速增加，平均每年增加４３３．６公里。僅２０１７年，軌道交通線路逡逑運(yùn)營(yíng)里程就增加了邋８７４公里，軌道交通建設(shè)迅猛發(fā)展。除線路規(guī)模龐大外，我國(guó)逡逑的軌道交通系統(tǒng)制式發(fā)展多樣化，構(gòu)建以地鐵為主，輕軌、有軌電車(chē)為輔的立體逡逑多方位軌道交通系統(tǒng)。城市軌道交通不僅從根本上改變了居民的出行模式，也對(duì)逡逑社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了巨大而又深遠(yuǎn)的影響。逡逑１逡逑

并進(jìn)行客流分配和加載，循環(huán)往復(fù)，直至滿足收斂條件，客流分配工逡逑作完成。由此可見(jiàn)，客流分配可分為軌道交通路網(wǎng)的構(gòu)建與表達(dá)、路徑效用的表逡逑達(dá)、路徑搜索以及客流加載四個(gè)階段。客流分配基本流程如圖１．４所示。逡逑（）逡逑Ｉ邐邋邐１逡逑！邐—軌道交通路的構(gòu)建與表達(dá)邐網(wǎng)丨逡逑！邐絡(luò)Ｉ逡逑Ｉ邋邐邐！初邋Ｉ逡逑客流時(shí)空屬性邐始Ｉ逡逑！邐（進(jìn)站時(shí)間，０Ｕ屬性）邐化Ｉ逡逑Ｉ邐！逡逑！邐邐±邐１邋路邋Ｉ逡逑！邐路徑效用的表達(dá)與初始化—￣邋ｆｆｌ邋｜逡逑ｊ邋—Ｉ邐更新計(jì)算邐邋｜邐；逡逑１邐更｜逡逑；邐［—路徑生成及Ｉ效路徑篩選—｜邐ｆ邐｜逡逑！邐Ｉ邐｜邐！逡逑！邐一客流分配模ｉ及客流加載—｜芬丨逡逑Ｉ邋邐－ｊ－邐１邋配丨逡逑＇＇＇＇＇＇１逡逑是逡逑邐Ｌ邐逡逑（邋結(jié)束邋）逡逑圖１．４客流分配及推演基本流程逡逑Ｆｉｇｕｅ邋１．４邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｆｏｒ邋ｔｒａｆｆｉｃ邋ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ逡逑（ｉ）軌道交通路網(wǎng)的構(gòu)建與表達(dá)逡逑軌道交通客流分配離不開(kāi)基礎(chǔ)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。軌道交通網(wǎng)絡(luò)可以分為三個(gè)逡逑層次。首先由軌道線路、軌道交通車(chē)站間的相互連接、關(guān)聯(lián)構(gòu)成的軌道交通靜態(tài)逡逑拓?fù)渎肪W(wǎng)。其次為動(dòng)態(tài)的列車(chē)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，也稱(chēng)為能力網(wǎng)絡(luò)，主要由列車(chē)及^u行方逡逑案組成，滿足乘客出行位移的需求？？。最后的部分為客流需求網(wǎng)絡(luò)，主要包括逡逑乘客出行時(shí)間，客流０Ｄ等相關(guān)時(shí)空屬性。逡逑以上三個(gè)層次均有相關(guān)學(xué)者對(duì)其特性進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。逡逑在靜態(tài)物層面的研宄，多為利用圖論或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的方法，通過(guò)計(jì)算靜態(tài)逡逑網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 禹丹丹;韓寶明;張琦;姚向明;劉芳林;;基于靈活編組的軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化方法[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

2 仲建華;梁青槐;;城市軌道交通互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的思考[J];都市快軌交通;2015年05期

3 徐瑞華;李偉;朱煒;;考慮時(shí)空約束的地鐵乘客出行路徑集生成算法[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年07期

4 錢(qián)X;陳W

本文編號(hào)：2767223