基于加线技术的轨道交通临客开行计划优化模型

基于运行图加线技术构建适于计划性临客开行的运行线铺画方法.以运力与客流匹配度最大化、对原运行图调整最小化为优化目标,考虑行车安全、临客加线位置、开行时间域等约束,构建临客运行线铺画非线性整数规划模型,并对其线性转换以提高求解效率.以北京地铁8号线某大型活动散场大客流为场景进行案例分析,结果表明:所构建方法能够在既有运行图上有效铺画临客运行线,满足不同行车密度及停站模式下的临客开行需求.建议在较高密度行车条件下不采用“空车直达”停站模式.

城市轨道交通线网客流管控系统设计及实现

为提高轨道交通运营企业抵御大客流风险的能力,设计研发城市轨道交通线网客流管控系统。面向客流调度员的实际业务需求,设计管控方案管理、方案智能编制、方案预评估、方案后评估等4项核心功能,通过动态客流分配、客流控制算法等技术,对线网级客流进行科学化、智能化、全流程管理。该系统已在北京地铁试点应用,应用表明,该系统弥补了既有经验式管理的不足,提高了客流安全风险防控水平,能够为智能化运营管理提供技术支持。

考虑高平峰差异的城市轨道交通节能运行图优化研究

降低能耗是轨道交通绿色低碳、可持续发展的关键。基于“高峰快跑保运力、平峰慢跑降能耗”的思想,本文提出在高平峰时段设置差异化标尺的节能运行图优化方法。首先,根据区间运行时间与列车牵引能耗负相关关系,结合客运服务需求特征,以列车周转牵引能耗最小化为目标构建列车运行标尺优化模型;其次,针对差异化标尺导致的过渡时段列车服务不均匀问题,以列车到站间隔标准差最小化为目标构建列车运行线调整模型;最后,选取福州地铁1号线开展实证分析。结果表明:高平峰差异化标尺节能运行图能够在不改变运力供给、车底运用数量的前提下有效降低全日列车牵引能耗12.56%。所构建方法具有良好的应用价值和可操作性,能够为运营管理人员编制节能运行图提供方法支持。

基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化

传统“三阶段”“四阶段”工况序列的列车操纵模式难以满足城市轨道交通复杂线路条件下的列车节能运行需求,本文提出一种基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化方法。将物理区间离散为多个等距离子区间,建立工况序列与子区间之间的映射关系,以区间总牵引能耗和运行时间最小化为目标构建列车节能操纵策略多目标优化模型。为提高模型求解效率,改进非支配排序遗传算法的交叉算子和距离算子,通过离散仿真求解列车节能操纵策略集。以福州地铁1号线的两个典型区间为对象进行案例分析,结果表明,相比传统操纵模式,优化后列车牵引能耗平均降低约19%。本文方法通过合理选择算法参数能够有效构建适应不同线路条件的运行工况序列,生成秒级运行时间划分下的列车节能操纵策略集。

考虑动车组接续的区域城际网运行图加线模型

加线是运行图调图阶段常用的技术,加线时若能协同考虑动车组周转接续对降低动车组运用成本、提高行车组织效率具有重要意义。以区域城际高速铁路网络化运营为背景,以对既有运行图调整幅度最小化、动车组周转接续数量最大化为目标,考虑行车安全、接发车能力、动车组周转接续等约束,构建考虑动车组周转接续的多线路运行图协同加线优化模型;基于ε约束法处理多目标优化问题,设计滚动时域算法以提高模型求解效率。最后,选取宁杭高速铁路、沪昆高速铁路、京沪高速铁路组成的区域城际网进行案例分析,结果表明所构建方法能够实现运行图加线与车底运用的协同优化,相比既有单线加线模式,动车组平均利用率提高9.7%。该研究能够为运行图调整提供方法支持,提高调图质量与效率。

运营场景驱动的智慧车站管控系统研究

智慧车站管控系统是建设轨道交通智慧车站的关键。针对当前智慧车站建设试点范围小、应用场景单一、缺乏标准化指导等不足,提出以运营场景为导向的智慧车站管控系统构建策略及优化路径。从运营管理、乘客服务两方面明确运营场景标准化业务要素,形成覆盖管理全流程的七项运营管理场景以及乘客出行服务的七项服务场景;基于运营场景标准化业务要素,设计智慧车站管控系统的总体架构,开展数据需求分析、功能设计及关键技术研究。为运营企业结合自身业务需求搭建配置灵活、集成联控、自主运行的智慧车站管控系统提供借鉴和指导。

轨道交通机场专线客运服务标准化研究

轨道交通机场专线是专门服务大型机场的一类特殊线路,其功能定位、客流主体、客流特征、服务标准与市区普通的轨道交通线路存在差异,目前尚缺乏针对此类轨道交通专线的客运服务标准。为更好地满足机场客流的快速集散需求、提高机场专线客运服务质量,有必要制定与之匹配的客运服务标准。首先,从客流结构、线路技术条件、乘客出行需求等角度分析轨道交通机场专线运营服务的特殊性;其次,梳理现有轨道交通客运服务标准,阐述轨道交通机场专线客运服务标准建立的必要性;最后,从标准编制原则、标准框架设计及运营服务重点内容等方面给出客运服务标准的编制建议。研究成果以期为轨道交通机场专线客运服务标准的编制提供参考。

城市轨道交通网络客流协同控制模型

从线网层面构建城市轨道交通进站客流协同控制模型,为客流控制措施的制定提供理论依据。该模型以网络客流需求及分布特征为基础,建立客流需求与输送能力匹配度最大化和延误客流量最小化的多目标数学规划模型,计算控制目标条件下的车站最佳进站客流量,为限流车站选取、限流时段确定以及限流强度确定提供量化依据。模型具有计算简便、快速等特点,适用于大规模路网条件下客流控制策略的生成。最后,以北京市轨道交通网络为对象进行实证分析。研究结果表明:该方法能够指导车站限流措施制定,验证了模型的有效性和准确性。

城市轨道交通网络短时客流OD估计模型

基于状态空间方法构建适用于城市轨道交通网络的短时客流OD(origindestination)估计模型.利用自动售检票数据分析得到OD间乘客行程时间分布特征,构建基于行程时间分布的客流到达系数,以此建立OD流与车站进出站客流间相互关系,并以车站客流分离率为状态变量构建结构化OD矩阵估计状态空间模型.以北京市轨道交通为对象进行案例分析,结果表明,当估计时段长度为15 min时,估计平均相对误差为35.5%;为30 min时,估计平均相对误差为20.4%;为60 min时,估计平均相对误差为16.3%.所构建模型能能有效解决城市轨道交通短时客流估计问题,具有一定的实用性.

基于售检票数据挖掘的轨道交通乘客居住区辨识

以自动售检票数据潜在包含的时空关联关系为基础,构建城市轨道交通乘客居住区辨识方法.假设轨道交通大部分乘客出行满足:一日内首次出行起始站与末次出行终点站相同,首次出行起始站与前日末次出行终点站相同,连续时期内首次出行起始站与末次出行终点站总是紧邻'家'的位置,以此为基础构建居住区辨识中心点法.以北京市轨道交通为对象进行实证分析,通过连续一周自动售检票数据挖掘能对88.7%的公交卡(不包括单程票、员工卡)所对应乘客的居住区进行辨识,验证了本文方法的准确性与有效性.本文研究提高了售检票数据应用价值,为乘客出行行为及需求特征分析提供了方法支持.

城市轨道交通网络客流分布仿真模型研究

城市轨道交通网络客流时空分布特征是网络化协同运输组织的基础与核心.本文在系统分析城市轨道交通乘客出行行为的基础上,基于Multi-Agent建模技术,构建了网络客流分布动态仿真模型,应用该模型模拟乘客的网络出行过程,统计分析得到路网的客流分布特征.该模型既能反映乘客网络出行行为全过程,又能满足大规模路网仿真需求.最后,开发了城市轨道交通网络客流仿真系统,通过北京市轨道交通网络的实际数据对模型和算法进行验证.

基于平均策略的城市轨道交通动态O-D矩阵估计

基于最小二乘方法建立了一种滑动平均策略下的动态O-D（origin-destination）矩阵估计模型。通过对自动售检票数据统计分析,发现历史与当前客流的分布结构在连续时段内具有内在关联性,以此引入滑动平均策略来有效利用多个时段的客流信息,构建基于平均策略的动态O-D矩阵估计模型。定义基于O-D行程时间分布特征的客流到达系数,从而有效刻画交通流的动态特性,建立O-D流量与车站进出站客流量之间的影响关系。最后,以北京市轨道交通为对象进行案例分析,结果表明：从全日平均相对误差角度分析,模型估计精度提高约15%-20%,即有效提高城市轨道交通在较短时间范围内O-D矩阵估计精度。

上海市接触职业危害因素职工的健康教育

目的 了解上海市接触职业危害因素职工的健康状况、职业病知识及他们对职业健康教育的需求。方法 采用分层随机抽样方法 ,抽取 93 7名接触职业危害因素的职工进行问卷调查 ,其中男性 5 64名 ,女性 3 63名 ,年龄在 1 9～ 62岁 ,平均工龄为 6.65年。结果 调查职工中患病率最高的 3种疾病依次是胃溃疡、高血压、慢性皮肤病。对所在岗位存在危害因素的知晓率 ,年轻者低于年长者 ,班制多者低于班制少者。

城市轨道交通线路高峰客流控制方案鲁棒优化模型

客流控制是当前大城市轨道交通应对高峰拥挤的重要措施。既有研究较少考虑客流常态波动导致的方案可靠性降低问题,为此构建客流不确定条件下控制方案编制鲁棒优化模型,以期降低潜在运营安全风险。首先,分析进站流及站间OD流波动特征;其次,以确定型控制模型为基础,以乘客站外总延误时长最小化和客运周转量最大化为目标,基于相对鲁棒思想构建控制方案编制鲁棒优化模型;最后,以北京地铁5号线实证分析,结果表明:通过牺牲较小的目标损失能够有效降低客流淤积风险、提高方案的鲁棒性;在方案实施周期(1个月),鲁棒型方案相比确定型方案优势明显,约束突破数平均降幅51.3%,突破程度平均降幅78.0%,目标损失(总延误时长)仅增加25.8%。

城市轨道交通网络单程票卡调配模型

城市轨道交通单程票卡调配是票务组织中的重要组成部分.针对路网票务中心与线路票务中心间票卡调配问题,将其转化为载重能力约束条件下的车辆路径优化问题(Vehicle Routing Problem,VRP),构建以配送成本最小化为目标,以配送车辆路径为决策变量的优化模型,并采用遗传算法求解.以北京市轨道交通网络为对象进行实证分析,结果显示:所构建方法相比单次配送过程,成本平均降低约49.6%;相比既有装卸混合条件下的配送过程,成本降低约18.7%,验证了模型的准确性与有效性.所构建方法能够有效解决轨道交通路网层票卡调配问题,为票务组织提供理论和方法支持.

轨道交通断面流仿真预测系统中需求生成

针对断面流仿真预测系统中输入起讫点(origin-destination,OD)矩阵的时间跨度与需求生成时间粒度不一致问题,结合进站量短时预测构建需求生成组合策略,将OD矩阵时间跨度离散化为等长子时段,基于自动售检票机实时传输的统计客流量预测短时进站量,确定子时段内需求分配比例,从而使需求生成过程沿着子时段客流波动轨迹变化.以北京市轨道交通某站为例进行实证分析,结果表明:对比既有单一时段内基于泊松分布的需求生成,所构建的需求生成策略与实际客流到达规律吻合度提高了约22.89%;对比多种进站量短时预测模型,认为卡尔曼滤波模型能够满足在线预测的时效与精度需求.

数字无绝缘轨道电路调谐单元的谐振分析

介绍数字无绝缘轨道电路S型电气绝缘节的工作原理,并对调谐单元进行频率特性和特性阻抗的分析。说明数字无绝缘轨道电路的调谐单元具有良好的选频特性,并分析改变调谐单元电气参数所造成的影响。

基于灵活编组的轨道交通列车开行方案优化方法

针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡特性下的列车开行方案优化问题,从乘客广义出行成本和企业运营成本角度,考虑列车满载率对牵引能耗成本的影响,利用数学规划方法构建基于灵活编组模式下的多目标列车开行方案优化模型,并提出四阶段求解算法.以某城市轨道交通线路为对象进行案例分析,对比传统固定编组列车开行方案,基于灵活编组的列车开行方案使乘客广义出行费用和企业运营成本分别减少了14.6%和11.0%.结果表明:该方法能有效实现既有固定编组条件下,列车开行方案难以达到的乘客出行费用和企业运营成本双赢目标,可为我国城市轨道交通新型运输组织方案的制定提供新方法.

高峰时段城市轨道交通线路客流协调控制

应用数学规划方法构建线路层车站间及时段间协调控制模型,以乘客延误损失最小化和客运周转量最大化为优化目标,利用所求解的控流率为限流措施制定提供量化依据.以北京市轨道交通5号线为例,对输送能力利用率、滞留率、滞留人次三个指标进行控制效果分析,结果表明该方法能够提高能力利用率,减少滞留人次,有效缓解客流需求与运输能力间矛盾.