Last train timetable optimization for metro network to maximize the passenger accessibility over the end-of-service period

Purpose-This study aims to improve the passenger accessibility of passenger demands in the end-ofoperation period.Design/methodology/approach-A mixed integer nonlinear programming model for last train timetable optimization of the metro was proposed considering the constraints such as the maximum headway,the minimum headway and the latest end-of-operation time.The objective of the model is to maximize the number of reachable passengers in the end-of-operation period.A solution method based on a preset train service is proposed,which significantly reduces the variables of deciding train services in the original model and reformulates it into a mixed integer linear programming model.Findings-The results of the case study of Wuhan Metro show that the solution method can obtain highquality solutions in a shorter time;and the shorter the time interval of passenger flow data,the more obvious the advantage of solution speed;after optimization,the number of passengers reaching the destination among the passengers who need to take the last train during the end-of-operation period can be increased by 10%.Originality/value-Existing research results only consider the passengers who take the last train.Compared with previous research,considering the overall passenger demand during the end-of-operation period can make more passengers arrive at their destination.Appropriately delaying the end-of-operation time can increase the proportion of passengers who can reach the destination in the metro network,but due to the decrease in passenger demand,postponing the end-of-operation time has a bottleneck in increasing the proportion of passengers who can reach the destination.

TOD导向下的城市轨道交通站区用地绩效评价——以广州若干地铁站区为例

为推动TOD的本土化实践,聚焦于现有的地铁站区用地成果,应用用地绩效评价分析框架并结合TOD用地原则,构建TOD导向下的站区用地“强度—结构—价值”三维绩效评价体系,同时采用改进的TOPSIS法与障碍度模型对广州若干地铁站区进行实证研究,得出案例站区的TOD用地绩效水平,并从中总结TOD用地实践的积极经验。结果表明,部分案例站区已具有一定的TOD用地特征,尤其在用地结构、价值等维度上表现出良好水平,汲取相关成熟经验对于TOD的本土化实践具有较强的借鉴意义,但也需正视传统用地强度模式与TOD理念间的冲突、用地结构的优化与经济、社会等多元价值的协调等重点问题。

“一带一路”背景下我国对俄罗斯轨道交通建设的推动机制

“一带一路”倡议背景下,我国深入俄罗斯轨道交通建设并发挥显著推动作用。既有中外文献、报道证实了我国在俄罗斯轨道交通项目中的实践能力,但其推动城市发展的内在机制仍待挖掘。本研究解构现实案例,从城市环境与经济社会效益两个层面系统性剖析我国推动俄罗斯轨道交通建设的具体机制。基于上述机制原理,本文提出应提倡全生命周期节能减碳、推进轨道影响区集约紧凑、加强轨道产业链深度合作、关注站点可达性高效联通等优化建议,为我国在“一带一路”倡议下推进国际轨道交通建设提供参考与指导。

地铁盾构下穿古建筑振动监测与保护研究

为确保地铁盾构下穿古建筑物施工安全,确定先评估、先加固、施工监测、后评估、后加固总体技术路线。通过建立古建筑1︰3.52的实体模型并进行振动台试验获取结构阻尼比,利用Ansys进行三维建模,采用结构与模态分析,针对易损结构进行加固预防,为后续振动监测与盾构施工提供参考依据,结合试验区施工监测数据,调整施工参数。结果表明:在静力分析下该结构位移最大值约为14.01 mm,验证了三维模型的有效性。通过模态分析确定结构模型基本频率为0.59046 Hz,最易受损位置为斗枋处。在盾构穿越过程中,古建筑物加速度变化幅度小于0.003 m/s2,振动频带主要集中在0.6~20.5 Hz,振动频带处于正常范围,对古建筑物基本无影响。针对盾构下穿古建筑物提出以“地铁盾构穿越以匀速掘进为主,避免运营高峰期作业,影响区地层之间使用注浆加固,对古建筑物易损结构进行支护,施工时采取隔振减振方案”的总体解决思路,为后续类似工程建设提供参考。

地铁出入线扩散体型声屏障降噪效果研究

针对城市轨道交通地上线运营引起的噪声污染问题,以郑州地铁5号线中州大道车辆段出入线为工程实例,对加装声屏障前后的噪声进行现场测试,采用Virtual Lab软件对声屏障的降噪过程进行仿真模拟,仿真模拟与实测声压级随声源频率的变化曲线具有较好的吻合性,验证了声学仿真模型与计算方法的准确性。采用声压级插入损失表征声屏障的降噪效果,进一步研究三角尖劈型、QRD序列和PRD序列、微穿孔板-PRDⅠ型复合结构等类型声屏障的降噪效果。结果表明:尖劈角度对三角尖劈型声屏障降噪效果的影响较为显著;较高不规则度有利于提高PRD型声屏障对绕射声的扩散作用,降噪效果比QRD型声屏障更佳;PRDⅠ型声屏障的整体降噪效果略高于PRDⅡ型声屏障,适当降低扩散体设计频率、增加阶数和扩大槽宽均能提升PRDⅠ型声屏障的降噪效果;在微穿孔板-PRDⅠ型复合声屏障扩散体端部凹槽中添加微穿孔板共振吸音结构,能进一步提高扩散体端部结构的降噪增益,对改善地铁出入线噪声环境具有理想的应用前景。

考虑碳排放的城市轨道交通跳站运行图优化

为了降低城市污染物排放,实现低碳绿色发展,在传统的列车跳站停车模式优化模型的基础上,考虑跳站停车对再生制动能量利用的影响,并且考虑每位乘客的乘车可达性,针对跳站停车可能出现的乘客换乘次数过多及无法到站的问题,提出跳站停车到站约束,并设计列车车内风险惩罚函数,以乘客总等待时间和碳排放最小为目标函数,构建城市轨道交通跳站停车优化模型。考虑模型的非线性特征,设计一种新的滚动跳站停车模式。以天津市某地铁线路为例,对早高峰列车采取跳站停车模式优化。结果表明,考虑再生能利用的跳站停车方案在乘客平均等待时间几乎不变的情况下,牵引碳排放最多降低11.74%;并且相比于传统的跳站停车,考虑车内风险的跳站停车模式可以降低车内风险35.6%。

上海市早高峰轨道交通缓挤的时空行为规划策略研究——以轨道交通9号线为例

针对上海市严峻的轨道交通高峰客流拥挤问题,在时空行为规划框架下进行缓挤策略研究。以轨道交通9号线为例,利用智能卡数据模拟乘客出行时空轨迹,基于拥挤形成的时空过程视角识别轨道交通拥挤情况,划分拥挤类型,并追溯拥挤客流的来源与去向。同时,深入挖掘乘客的出行目的、出行规律和出行约束等出行特征。在此基础上,针对不同出行特征人群提出信息推荐、预约进站、调整上班时间以及转移就业岗位等时间、空间和行为策略,并定量评估策略实施的缓挤潜力,为治理城市轨道交通拥挤问题提供可借鉴的视角、方法和策略。

城市轨道交通数字化运营实践——以昆明地铁4号线为例

城市轨道交通高速发展对企业运营管理带来了前所未有的挑战,传统的运营方式制约了数据的使用和资源的共享。随着交通强国战略、智慧城市建设的快速推进,地铁作为居民交通出行的重要组成部分,高额运营成本与传统运营管理手段不匹配的矛盾,亟需从传统思维向数字思维转变,以数字化驱动运营管理质量提升,提高企业生产效率。本文对轨道交通数字化运营的难点进行了总结分析,并以昆明地铁4号线为案例,展示4号线运营数字化转型的路径及数字化运营的经济效益成果。4号线通过搭建基于云平台的轨道交通综合自动化系统及业务一体化管理系统,并同步开展企业数字化转型变革,实现地铁数字化运营,以实践推进企业降本增效,为同行业提供了面向城市轨道交通的数字化运营解决方案。

南京地铁数智赋能平台设计与探索

“十四五”时期,城市轨道交通行业进入数字化高速发展阶段,城市轨道交通企业应通过开展数智赋能平台的设计与探索,建立数字化技术标准体系,积极探索具有自身特色的数字化转型之路。为此,文章以南京地铁为例,在深入分析数字化建设需求的基础上,确定数智赋能平台的总体定位,并对平台的功能模块进行设计,然后介绍平台的建设成效,展望其发展前景。实践证明,数智赋能平台能够支撑城市轨道交通企业各业务板块数字化应用场景的快速构建,创新其构建模式,并有助于建立统一的数据标准及规范,支持多业务场景需求落地,为决策分析及调度指挥赋能,从而加快推进城市轨道交通企业数字化转型进程。

考虑乘客动态需求的应急接驳公交调度优化

传统的应急接驳公交调度方案均是基于固定的乘客需求构建模型,无法准确地预测和满足乘客的实时需求,从而导致应急车站出现过度拥挤和乘客滞留的情况,本文依据滞留乘客出行OD得到乘客到达率函数,并根据乘客到达率函数合理设置应急接驳线路中公交车的停站方案。基于Q-learning模型,综合滞留乘客在应急公交车站的到达率、乘客出行OD,设定Q-learning强化学习的动作、状态以及奖励函数,引入乘客到达率函数这一动态因素,考虑乘客的动态需求,改进优化方法。改进后的算法模型,其奖励函数随在不同时空会进行重塑,由于乘客到达率在不同时间不同车站是不同的,即乘客在不同时空具备不同的出行需求,从而表示为滞留乘客的动态需求。优化后的方法,能对乘客的动态需求进行实时响应,满足滞留乘客在不同时空的出行需求,提高应急接驳公交调度的服务效率,同时降低接驳公交的运行时间以及运营成本。以北京地铁13号线为例,对比传统调度方案与优化后的调度方案,结果表明:在完成相同客运任务的情况下,优化方法可使乘客平均等待时间在上行方向和下行方向分别降低21.05%和15.80%。本文提出的改进方法能针对中断时间内滞留乘客的动态需求实时调度应急接驳公交车,降低了中断区间内滞留乘客的出行延误时间,提高了中断区间内应急接驳公交的服务效率。

基于Citespace软件可视化兮析的我国城市轨道交通车辆发展研究

[目的]为了解我国近20年来城市轨道交通车辆发展研究情况,利用Citespace软件对我国近20年来城市轨道交通车辆相关文献进行可视化检索分析,并厘定前沿热点。[方法]在CNKI(中国知网)论文数据库中,将检索范围选择期刊,出版年度选取2001年—2020年,将检索条件设为“主题‘车辆’+全文‘城市轨道交通’”,获文献9392篇,以Refworks的格式导出,经Citespace软件筛选、去重后生成新的数据,研究包括文献数量及时间特征、关键词、被引频次、研究机构合作关系、研究热点以及前沿分析等内容。[结果及结论]研究节点以2008年和2016年为界,分为稳步增长、快速增长、指数式增长3个阶段;研究热点主要集中于“牵引”“制动”“动力学”和“转向架”等;研究前沿为“超级电容”“市域铁路”“车辆检修”等;相关学者和研究机构主要集中在高校和主机厂等。

数智化地铁安全应急保障系统建设研究

在城市轨道交通快速发展阶段,针对轨道交通突发事件应急响应不及时、应急处置不到位等问题,设计一套数智化地铁安全应急保障系统,阐述该系统的设计架构、应用场景和功能以及关键技术。该系统集成水文、气象、传感器等多源异构数据,并结合数字孪生、GIS、BIM等新兴技术,对地铁运营日常安全监控、应急资源管理、应急预案管理、指挥调度等应急全过程进行管理,同时针对火灾、防台防汛、大客流三大应急场景进行深化建设,显著提高事故预防能力和突发事件应对能力及处置效率,提升现有应急管理体系数智化水平。

城市轨道交通车辆大架修灵活工艺设计

[目的]大架修作业是城市轨道交通车辆检修工作组织的难点与瓶颈点,目前尚缺乏对大架修作业内容的梳理及面向维修优化的工艺设计。[方法]分析和改进城市轨道交通车辆高级修程的工艺设计,以提高检修作业安排的合理性,有效应对因线网里程增加和客流规模增大产生的检修工作需求。基于既有研究中关于维修设施布局和维修任务顺序优化的成果,分析城市轨道交通车辆的大架修现状,归纳了大架修作业中线路间移位修、部件集中专项修、检修策略多样等特点,之后从工艺流程、检修策略和维修资源配置角度梳理了大架修的工艺特点。进一步提出了大架修的灵活工艺,包括在工艺流程中增加并行作业、根据检修线作业能力调整检修策略、在维修资源配置中分离维修设备和人员。以城市轨道交通6编组列车实际架修流程进行算例分析。[结果及结论]在固定工艺流程下采取同步检修策略所需检修时间为25.0 d,应用灵活工艺的检修所需时间仅为17.5 d,相比固定工艺可减少7.5 d的检修时间。检修时间的减少来自于并行作业的引入和在维修设施能力不足的情况下避免执行车辆整体同步检修策略。算例结果表明,应用灵活工艺可有效缩短列车的大架修作业时间,提高城市轨道交通车辆的维修效率。

地铁车辆段路基对列车振动响应数值模拟分析

为研究车辆段不同轨道型式、不同基床结构下路基对列车的振动响应特性,依托郑州地铁铁炉西车辆段工程,开展不同路基结构条件下的动荷载数值模拟分析,研究路基动荷载分布随路基结构的变化规律。结果表明:无砟轨道在列车相同速度下产生的动荷载值小于有砟轨道;基床表层厚度增加对于减小列车行驶产生的动荷载效果更加明显,但过厚的基床会提高路基刚度,不利于应力消散,因此基床厚度加到一定程度后,减小动荷载的作用逐渐不明显。数值模拟结果表明:地铁车辆段路基基床表层、底层厚度设计方案可在“0.3 m+0.9 m”和“0.4 m+0.7 m”的基础上分区,合理制定,以基底动静应力比小于0.2为准,以期道床结构安全、经济、合理。

土压平衡盾构斜切大直径主筋桩群施工技术

针对盾构直接切削大直径主筋桩群的工程难题,以广州地铁12号线官洲站—大学城北站区间工程为例,开展盾构直接切削桩径1 200mm、主筋直径25 mm和28 mm桩群的实践研究,分析盾构施工关键措施、切桩效果。实践表明:滚刀和撕裂刀搭配的刀具配置具备切削主筋直径25 mm和28 mm混凝土桩基的能力;镶齿滚刀难以直接切断钢筋,撕裂刀二次作用时对钢筋的剪切作用力可将滚刀切口位置切断;采用“低推速、高转速、稳扭矩”方式掘进可有效切断桩体及钢筋;采用分体式液压钢筋剪可较好处理盾构仓内缠绕钢筋。

城市轨道交通初期运营客流预测技术研究

城市轨道交通新开通线路初期运营客流预测是开展初期运营安全评估和运营组织筹备的基础性工作。分析初期运营客流预测在预测期、研究对象、基础数据和预测模型方面的特点,总结该类预测工作开展的技术难点。在此基础上提出一套适用于初期运营客流预测的技术路线,阐述其中基础资料收集、交通调查、交通运行特征分析、出行需求预测、评估分析及敏感性分析的研究要点,并概括总结客流预测指标、对既有线的影响评估、需要重点关注的车站等研究内容。研究结果表明,初期运营客流预测重点在于准确把握城市及交通发展现状,而解读城市及交通发展现状资料并掌握其运行现状特点,研判其短期发展趋势是初期运营客流预测的基础性工作;针对宏观交通需求分析模型对微观客流指标预测的精度不足问题,可在城市宏观交通需求预测的基础上,通过开展各类交通调查建立城轨系统出行需求分析专题模型。本研究成果以期为初期运营客流预测的技术方法、研究内容等提供借鉴。

矩形装配式地铁车站结构方案及力学性能分析

为研究矩形装配式地铁车站力学性能,聚焦深圳地铁五期项目中研发并应用的矩形全预制装配式车站结构方案,结合采用干式连接的全预制装配式结构方案的演化过程,详细介绍矩形结构方案的断面设计方案、结构分块及接头、梁柱内支撑体系和静动力力学特性等多个关键方面。矩形装配式车站结构方案可灵活适应不同站台宽度要求,采用通用可调模具有效提高了矩形结构方案构件通用性。同时,矩形结构可适用于三层两跨或两层三跨等不同型式车站的结构拓展。此外,通过足尺接头试验验证矩形装配式车站接头的抗弯承载性能,验证已有接头研究的理论计算方法在接头构造尺寸变化条件下的适用性。研究成果旨在为后续装配式结构设计与工程应用提供经验与参考。

基于客流匹配的城市轨道交通列车运行图优化研究

列车运行图与客流需求息息相关,当运行图提供的能力与客流需求相匹配时,城市轨道交通系统既可以充分地适应乘客的需要,还可以最大限度地利用自身的运输能力。通过对乘客出行路径选择影响要素的探讨分析,改进有效路径搜索算法,构建客流分配模型并利用MSA算法对模型进行求解。基于配流结果提出列车运行图能力与客流需求匹配程度的定量评价方法,利用多目标合成的方法进行计算。基于能力匹配度的计算结果,采取相应的分时段、分区段、分方向的优化方法,实现列车运行图能力与客流需求的协调匹配。最后以南京轨道交通为例进行实例计算,与能力匹配度进行对比,结果表明:本文采取的优化方法能够使城市轨道交通列车运行图与客流需求匹配度提高19.59%。

上海轨道交通通勤客流特征研究

[目的]上海轨道交通的通勤客流量巨大,需针对使用城市轨道交通进行通勤的通勤者,分析其空间分布及接驳等客流特征。[方法]基于百度位置大数据及上海轨道交通客流数据,对上海轨道通勤从总量、空间分布、线路及站点进出情况、居住地和工作地两端接驳特征等方面进行了分析,并提出对策建议。[结果及结论]所提对策建议为:增加轨道切向线、优化站点周边用地布局、提升轨道网络通道上的职住平衡等。

基于双目定位和同步触发的城市轨道交通工务综合检测车

[目的]目前城市轨道交通隧道及轨道的工务巡检大多仍采用传统的人工巡检方式,亟需有效提升巡检效率及准确率。[方法]提出了一种基于双目定位和同步触发技术的城市轨道交通工务综合检测车(以下简称“综合检测车”),阐述了该综合检测车的系统架构,并介绍了同步定位模块、供电模块及人机交互模块的功能,以及工务病害故障检测所采用的识别算法。介绍了该综合检测车的定位计算和同步控制技术,并对其在城市轨道交通工程中的实际应用效果进行了分析,对其技术优势进行了总结。[结果及结论]该综合检测车可在2 h内完成城市轨道交通线路隧道及轨道的巡检工作,实现对多类病害故障的智能综合检测。与人工检测相比,其准确率提升了60%,巡检成本降低了30%。