基于用地性质与乘客需求特性分析的TOD开发方案优化思路与方法研究

积极推进轨道交通站点与周边土地使用的深度一体化,已经成为城市高质量发展的关键。然而,TOD项目有成功,也有失败。本文通过天津、重庆案例深入分析了TOD项目成败的关键,在此基础上提出了TOD项目潜在客户需求总量与需求结构分析的思路与方法,最后提出了优化评价TOD项目的评价分析指标,期待能为推进TOD深度发展和广泛应用提供参考。

基于乘客OD间路径旅行时间的城市轨道交通客流分布计算模型的适用性研究

[目的]针对目前城市轨道交通(以下简称“城轨”)线网客流分布计算模型的客流计算结果与实际客流存在偏差的现象,需基于OD间路径的实际旅行时间,对基于多路径概率分配的客流分布计算模型的适用性展开研究。[方法]基于乘客OD间路径的实际旅行时间,分析揭示了现有城轨客流分布计算模型存在的主要问题;融合AFC(自动售检票)系统和ATS(列车自动监控)系统两类数据,构建并标定了基于乘客OD间路径旅行时间的城轨客流分布计算模型;对目前国内城轨系统广泛采用的基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型的适用性进行了分析与评价。[结果及结论]现有城轨客流分布计算模型在路径选择集和路径选择比例上存在主要问题。通过基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型获取的路径分配比例,得到的旅行时间分布模拟结果均为单峰,无法重现从AFC票卡提取的实际旅行时间分布的多峰情况。当城轨线网较为简单时,基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型基本适用;当线网规模不断增加,线网结构进一步复杂,列车运行方式的多样性、乘客出行行为的差异性等不断加大的条件下,该模型对于路径阻抗差异小的OD可能适用,而对于路径阻抗差异大的OD不适用。

基于累积前景理论的轨道交通非常态乘客出行方式选择行为研究

当城市轨道交通系统出现异常,乘客容易产生盲目、恐慌、从众等心理,并做出非完全理性的决策。现有MNL模型基于信息完备假设与完全理性假设,在面对非常态情景时的适应性较差。为刻画非常态情况下乘客的不完全理性并考虑乘客个体差异,解决MNL模型的不适用性,本文针对轨道交通非常态情景,通过累积前景理论进行建模。首先,综合考虑时间、费用、舒适度与便捷性4个对乘客出行行为有直接影响的因素,构建基于累积前景理论的轨道交通非常态乘客出行方式选择模型,刻画乘客的不完全理性行为。然后,开展问卷调查用以标定模型参数,并结合调查结果构建服从泊松分布的差异化参考点,描述模型的参考点依赖现象,差异化参考点的泊松分布检验值满足大于等于0.05的检验标准,解释了乘客出现不同决策结果的本质,使综合前景呈现随参考点波动的态势。最后,将引入差异化参考点的基于累积前景理论的轨道交通非常态乘客出行方式选择模型与多项Logit(multinomial logit,MNL)模型进行对比。研究结果表明:针对非常态情景,本文模型体现了乘客面对非常态时的有限理性与个体差异性,宏观角度下的交通方式划分率计算结果总体偏差较MNL模型减小了4.9%,微观角度下乘客个体决策结果预测准确率较MNL模型提升了25.4%,整体效果优于MNL模型,验证了模型的合理性。研究成果可以为轨道交通非常态下的交通需求预测与应急响应提供理论支撑。

城市轨道交通预约出行仿真

为研究分析实施轨道交通预约进站机制对乘客出行效率的影响,通过对乘客乘坐轨道交通全过程进行仿真推演,选取北京轨道交通早高峰时段预约进站试点沙河站所在线路——昌平线作为研究对象,通过获取自动售检票(automatic fare collection, AFC)刷卡数据和列车运行方案对其进行实例分析。结果表明,相较于常规排队进站方式,预约进站机制可有效减少乘客的站外排队时间,并且随着预约人数占所有进站乘客数比例的增加,乘客站外等待时间减少效果更加显著;同时可提高相应列车的区间满载率,这是由于将部分在站外等待的乘客调整至其他时段进站,提高了列车资源利用率,在一定程度上分散乘客需求,但前提是部分乘客的出行习惯将被改变。仿真结果可为各大城市轨道交通车站实施更大规模的预约进站机制提供理论支持。

基于职住地关系的城市轨道交通乘客出行特征挖掘和乘客分类

[目的]依据城市轨道交通出行轨迹数据挖掘出行特征时,乘客出行活动模式与其居住地和就职地站点紧密关联,在出行轨迹上表现为乘客乘车线路固定、进出站站点集中等特征。同时,关联居住地和就职地的乘客出行轨迹也呈现出一定的波动性,与职住地强关联的出行数据和其他出行数据间往往表现出较明显的差异。为实现对乘客出行轨迹特征的精准挖掘,需厘清城市轨道交通乘客出行数据中的职住地关系。[方法]提出一种基于职住地关系的出行特征挖掘和乘客分类机制,从基于居住地、就职地、社会活动地的乘客轨迹活动热点角度形成初步职住地判断,探索与职住地关联性强的出行时空规律;通过基于乘客出行轨迹特征值提取的K-means(K均值)聚类算法对职住地判断后的乘客聚类结果,形成精准匹配乘客出行特征的乘客分类方法。[结果及结论]仿真验证结果表明,职住地关系明确的乘客出行模式分为两点式、两点两线式、三点式及多点式等4类,该出行模式分类结果是构建精细化乘客画像与制定智能安检策略的重要技术基础。

基于DeepLabV3+模型的轨道站点影响区自行车出行环境评价

轨道站点影响区自行车出行环境评价对于促进自行车接驳出行效率和服务品质提升具有重要意义。采集百度街景、路网、轨道站点等多源数据,选取自行车出行环境的舒适性、安全性、便捷性和可达性评价指标,运用DeepLabV3+模型和sDNA分析法对轨道站点1500 m范围影响区内不同类型道路的自行车出行环境进行评价,并以南京市为例进行实证分析。结果表明:站点影响区自行车出行环境存在空间差异性;交通型道路的自行车出行中间性、天空可视度高,但自行车存取方便程度低;生活型道路的自行车存取方便程度、绿视率高,但自行车出行中间性、安全性低;综合型道路各指标相对协调。

快慢车模式下早高峰时空乘车路径选择研究

研究早高峰通勤乘客的时空出行规律有助于更好地组织快慢车运营模式。本文从一种常见的快慢车运营模式出发,首先,根据乘客的起点车次和直达/换乘方案联合选择构建乘车路径;其次,以出行时间、早到/迟到延误和车内拥挤度作为早高峰通勤乘客出行选择的影响因素,对不同乘车路径下的出行成本进行构建;再次,以用户均衡理论建立乘车路径分配模型,并证明了该模型用户均衡路段解的存在性及唯一性;最后通过案例,对均衡模型进行验证。研究结果发现:短途乘客更愿意接受高拥挤但终点到达时刻接近工作开始时刻的车次,而长途乘客的车次选择分布较为均匀;除出行时间因素以外,延误惩罚和乘车拥挤同样影响早高峰通勤乘客的换乘行为,虽然换乘快车有可能降低出行时间,但高延误惩罚和拥挤成本会导致部分站点的乘客不选择换乘路径。

基于出行需求的轨道车站公交接驳范围研究

确定合理的公交接驳范围是规划公交接驳线路、优化接驳设施的基础。文章提出了公交接驳潜在客流的概念及其识别方法,基于可达性一致原理,依据居民出行目的分析和潜在客流兴趣点挖掘,同时考虑相邻车站客流竞争关系,提出车站公交合理接驳范围的确定方法。结果表明:根据车站周围的土地利用性质,济南地铁2号线的19个车站可分为居住类、办公类、商业类、混合类等4大类;随着出行环境的改变,公交接驳区域潜在客流的出行交通方式转为“公交+轨道”的组合方式;基于客流出行需求特征分析,可获得办公类车站彭家庄站的公交合理接驳范围,即半径为2.43 km的扇形区域。

城市轨道交通网络系统效率评价指标改进

为提高城市轨道交通网络系统效率评价指标的可比性和完备性,引入有效行程速度和有效客流密度的概念,改进了网络系统效率评价指标,并以重庆市中心城区2017年和2019年运营的城市轨道交通线网为例验证了改进后评价指标的科学性和可操作性。研究表明:既有评价指标由于显著受到线网服务范围的影响,且未体现网络的投入产出效率,无法直接作为网络结构优化的目标函数;改进后的系统效率评价指标能够综合反映剔除线网服务范围影响后的网络结构性能和投入产出效率,且存在理论上的最优值;平衡网络中节点换乘时间和路段行程时间,并适度加密城市核心区域的轨道交通线路和站点,是持续提升网络系统效率的2个重要手段。

城市轨道交通与旅游景区的空间关联性及其优化路径分析——以重庆市中心城区为例

城市轨道交通是城市居民低碳出行的重要方式,也是缓解城市人口出行压力,扩展城区范围的重要手段,“快旅漫游”业态的盛行离不开城市内部交通的集散,探究城市轨道交通建设与旅游景区之间的关系,对提高重庆市自助游的便捷性、舒适性与低碳性具有重要意义。通过引用威尔逊模型,借助时间可达性构建O-D矩阵模型,并通过计算轨道站点与景区的旅游关联度,分析空间自相关与轨道站点和景区的关联性。结果表明,重庆市中心城区轨道站点的旅游关联性在空间与景区分布上高度重合,呈现出“核心—边缘”的空间格局。高度集中侧面反映出重庆市城市轨道交通与旅游景区空间发展的不平衡性,形成热区过热冷区过冷的分布形态。为此,重庆市在新的轨道交通建设上应以向中心城区外围扩展为主;对核心轨道站点进行扩容,满足更多人的出行需求;政府、交通相关部门应健全组织机制,实现点对点旅游交通服务,推动多主体合力维护城市的旅游形象。

基于均衡配流模型的城际轨道交通票价需求弹性分析

城际客运市场中的多种交通工具存在竞争关系,城际轨道交通票价高低直接影响通道内各交通工具客流分配大小,也就是票价需求弹性关系。为了明确这一关系,通过确定城际旅客出行选择影响因素构建出行选择函数,在通道总客流守恒的条件下,构造基于票价需求弹性的均衡配流模型。通过西安北客站至机场城际通道内的调查及运营数据,应用该模型计算在通道总客流守恒的条件下该城际通道内各交通工具自身及相互间的票价需求弹性值,并将城际轨道交通票价设置为变量,测算在票价变化下通道内各交通工具客流量及弹性值的变化规律,结果符合实际情况,验证了算法的有效性和合理性。

我国城市轨道交通运营线路旅行速度和速度效率分析

为衡量城市轨道交通线路的旅行速度所发挥的效率,提出速度效率的概念。基于我国170条城市轨道交通线路的运营数据,涵盖全封闭运行的地铁、轻轨、单轨等系统,只考虑站站停的列车运行模式,从平均站间距和线路设计速度两个方面对旅行速度和速度效率进行分析,结果表明:大部分线路(约64%)设计速度为80 km/h,平均站间距为1.0~2.5 km,其中约90%的线路旅行速度为30~40 km/h,速度效率为37.5%~50.0%。此外,量化分析旅行速度和平均站间距、设计速度正相关的变化关系,以及速度效率与平均站间距正相关、与设计速度负相关的变化关系。最后,基于实际数据拟合的旅行速度和速度效率公式,计算得到平均站间距、设计速度、旅行速度和速度效率的对应分布值,可为衡量城市轨道交通线路旅行速度和速度效率的合理范围提供参考。

考虑高铁平行通道分工的列车开行方案优化

结合通道内及跨区域旅客运输需求,考虑城市内部旅客出行成本,构造旅客出行服务网络,以通道内列车开行成本和旅客总出行成本最小化为目标函数,构建了基于平行通道分工的列车开行方案优化模型。以济青通道内胶济客运专线和济青高速铁路构成的平行通道为案例,验证模型的有效性。结果表明,平行通道的合理分工可以降低出行系统总成本,同时更好满足旅客出行需求。

考虑轨道约束的连续梁桥地震响应分析

为研究高速铁路连续梁桥与轨道系统地震响应规律,以某高速铁路连续梁及T构梁为研究对象,建立考虑轨道约束的线桥一体化模型,研究一致激励及非一致激励下连续梁桥无缝线路地震响应,探讨线路纵向阻力、桥墩刚度、支座类型、行波效应对梁轨系统地震响应的影响。结果表明:轨道约束会提升结构低阶纵向自振频率,对结构竖向及横向频率影响较小;轨道约束对结构内力影响较大,墩底剪力最大减小27.56%;梁缝位置为钢轨不利位置;小阻力扣件对减小钢轨纵向力有显著作用;增加桥墩刚度可明显减小梁轨相对位移;摩擦摆减隔震支座可明显减小连续梁固定墩墩底弯矩,从经济角度出发可仅在主墩布置摩擦摆减隔震支座;行波效应对轨道系统影响较大,同时对墩底弯矩也有不同程度的影响。

基于低碳出行方式的西安市本地居民景点可达性研究

本文以西安市为研究区,选取了19个4A级及以上旅游景点,基于ArcGIS平台可达性计算的网络分析方法,对比分析了“公交+共享单车+步行”和“地铁+公交+共享单车+步行”2种低碳出行方式下居民到达旅游景点以及从景点到另一景点的平均时间、最短时间、可达性系数及优化率。研究表明:加入地铁后居民小区到景点的平均时耗由95.7 min降低至80.2 min,其中10个旅游景点可达性较好,5A级旅游景点可达性优化率达12.57%;景点与景点间中转的平均最短时耗为46 min,其中有5个景点的平均可达时间在25 min以内,整体景点在空间上的关联逐渐紧密,景点的综合可达性普遍提升。

考虑个体感知的公交接驳轨道交通范围确定

为提高轨道交通与公交接驳的有效性,对轨道交通的站点公交接驳范围进行研究。基于问卷调查数据,分析不同轨道交通段乘行时间场景下个体出行感知分布特征,包括出行心理分布特征和距离衰减特征,确定可接受接驳时间和轨道段乘行时间的相关性关系,采用非集计价格敏感度模型计算不同轨道段乘行时间场景下的公交接驳时空阈值。结果表明:可接受的公交接驳时间随轨道段乘行时间增长呈非线性增长,增长速度逐渐变缓,两者之间的关系可用对数模型拟合,R^(2)为0.83;出行者在轨道段乘行10 min、20 min、30 min、40 min、60 min和80 min时,可接受的接驳公交服务范围分别为1.65 km、2.4 km、3.51 km、4.86 km、5.79 km和6.36 km;以济南市地铁2号为例,计算19个轨道车站的公交接驳范围,其中位于城市外围区域的轨道站点公交接驳范围相对较大。

基于乘客出行特征和综合成本均衡的城轨列车开行方案优化研究

基于乘客的出行特征和线路运营特性,研究构建一个多目标非线性整合优化模型,旨在实现乘客等候时间、车辆运用时间及走行公里的最优组合。该模型以列车开行频率和小交路折返位置为关键决策变量。为简化问题,通过线性加权方法将各项指标转化为总成本,从而将原模型简化为单目标优化模型。以北京地铁A线为例,深入研究如何找到均衡总成本最低的列车开行方案。研究结果表明:与常规交路列车开行方案相比,精准匹配乘客出行特征的大小交路开行方案能够显著降低整体运营成本,最高可降低11.9%;在比较不同覆盖区域和行车间隔的大小交路列车开行方案时,发现越能精准匹配乘客出行特征的方案,其总成本越低,可在满足乘客需求的同时,有效避免运力浪费;当小交路运行区段过短时,可能会使乘客出行不便,且无法进一步降低企业的运营成本。

铁路货运承运预清算服务系统设计与实现

针对现行铁路货运“按月清算”制度下,企业难以及时获取清算结果的问题,结合“预结算”思想,设计铁路货运承运预清算服务系统。根据铁路货票制票系统数据和历史清算数据,构建新铁路运输收入清算系统下的货运承运预清算架构,实现原始数据解析、进款及费用预估、预清算报表等功能。随机选取10家铁路局集团公司的货运承运数据进行验证,验证结果表明,使用该系统获得的货运承运清算科目的预测值与实际值相比,误差的绝对值均小于0.1,可有效帮助企业提前获取较为相近的清算结果数据,从而为企业资金预付和结算提供参考。

高铁开通对中老年群体旅游消费的影响

国内旅游消费发展与扩大内需、促进经济循环等战略紧密相关。交通基础设施升级优化有助于旅游消费群体突破其在时间、收入和健康等诸多方面的限制,推动旅游经济快速发展。文章以最具代表性的高铁建设为例,基于中国健康与养老追踪调查(CHARLS)微观数据,从中老年人高铁出行视角检验了交通基础设施升级对中老年群体旅游消费的推动作用。研究发现,高铁开通显著促进了中老年家庭旅游消费,并显著提高了其旅游消费倾向,较大程度上刺激和释放了居民的旅游消费需求,其中经济发展水平和旅游规模相对落后地区的家庭旅游消费提升效果更好,农村、中西部、空巢两人和带孩子的中老年群体旅游消费增长更明显。微观机制分析表明,高铁开通能有效缓解中老年人因时间、收入与健康而限制出游的制约。本研究为发挥好交通基础设施升级对旅游经济带来的拉动效应,推动中老年旅游消费发展提供了重要启示。

High-Speed Railways: Present Situation and Future Prospects

Departing from the present situation, this paper attempts to highlight future prospects of high-speed railways. A panorama of high-speed lines worldwide is first given and the limits of a further increase of rail speeds are surveyed. It is explained that rail high speeds are feasible only for large population concentrations. The impact of high speeds on the reduction of travel times is studied. It is established a causal relationship between rail share and reduced travel times. Diversities concerning technical characteristics from one system to another are emphasized together with differences in construction costs from one case to another.