考虑地铁运营中断下多站协同的接驳公交优化研究

当地铁区间突发中断,需要分段运营时,将滞留乘客全部疏运至最近的折返站容易引起折返站拥堵。为加快乘客疏运效率,考虑滞留乘客在地铁系统内的乘车去向,利用接驳公交将其分散疏运至折返站或合理的换乘站上,本文提出了折返站与换乘站协同承担客流疏散任务的应急公交接驳方案。考虑接驳公交线路派出、线路连接关系、接驳线路时间接续、客流疏散关系和疏散目的站客流控制等约束,建立以最小化乘客等待时间和最大化公交满载率为目标的混合整数规划模型。设计嵌套改进遗传算法的分层序列算法进行求解,并以北京地铁4号线为实例验证模型和算法。结果表明,本文提出的接驳方案同传统方案相比虽然使得公交满载率下降了2.5%,但是乘客平均等待时间缩短了30.2%,极大提高了疏散效率。

地铁运营中断下公交桥接疏运车辆应急调度模型及算法

在地铁线路发生较长时间的运营中断事件下,从公交既有停车场或首末站调派公交车辆,为中断地铁车站的受影响乘客提供快速、有效的公交桥接疏运服务,是提高城市公共交通系统应急联动管理水平和服务可靠性的必要手段。本研究针对公交桥接疏运车辆应急调度问题中"疏运需求远超单辆公交车辆运能"的特征,以完成各中断站待疏运乘客的总疏运时间最小化为优化目标,建立公交车辆多循环应急调度优化模型,将动态系统仿真方法整合到带特定变异算子的改进遗传算法中求解模型,并进行实例验证。对比分析表明,本文设计的改进遗传算法在求解效率、求解效果和算法稳定性方面均优于标准遗传算法,能够有效提高公交桥接疏运效率、降低疏运成本。

地铁站点运营中断下周边乘客的出行行为研究

为揭示“地铁运营中断”与“地铁乘客出行行为”的互动耦合机理,运用改进SP-off-RP调查法的2826份数据,基于非集计理论和统计分析方法,探索地铁运营中断事件对深圳地铁3号线沿线居住的地铁乘客出行选择的影响。针对事件持续时长大小和不同影响范围划分了事件情形并给出6个决策肢,以出发时间和交通方式联合选择作为子集的组合,构造基于广义极值理论(GEV)的Cross-Nested logit(CNL)模型。研究结果表明:中断事件迫使地铁乘客做出相应的出行调整,事件情形的演变动态影响出行选择行为,当事件持续时长超过3 h且事件影响范围大时,常规公交和网约车将成为主要替代方式;且出行目的、交通可达性和行程时间可靠度等8个因素对联合选择模型具有显著影响,最后给出应对策略以期缓解事件的负面效应。

基于累积前景理论的地铁运营中断后乘客出行行为

为揭示地铁运营中断后地铁沿线居住乘客出行行为的不确定性问题,基于累积前景理论(cumulative prospect theory,CPT)对受事件影响的地铁乘客的出行行为展开研究。根据事件的持续时长和影响范围,将其分为6种情形,并对应5种决策行为。以出行时间和费用的加权值作为参考点,推导出5种决策行为的出行成本计算公式。以上海地铁5号线为例,通过实地调查得到各出行行为的实际出行时间、费用及概率,计算在6种事件情形下不同出行目的和出行行为的累积前景值。研究结果表明:在不同事件情形下乘客的出行选择存在较大差异,出行目的是影响其决策的重要因素;当事件持续时长超过1.5 h且影响范围较大时,常规公交和网约车成为首选出行方式;乘客的实际选择与CPT的分析结果较为吻合,本研究所建的基于CPT的模型能较好地分析在事件影响下乘客的出行选择。最后,提出科学的应对策略以缓解事件的负面效应。

地铁运营中断下多目标应急公交调度模型研究

考虑地铁运营中断条件下应急公交站点泊车能力受限以及轨道交通折返站和换乘站客流压力较大的特征,在应急公交标准接驳线路的基础上设计了补充接驳线路,来降低乘客的出行延误和提高应急车辆的疏运效率.将线路规划与车辆调度集成一个模型,以应急公交站点的泊车能力、车辆运力、派车能力以及乘客容忍时间为约束条件,构建了多目标应急公交调度优化模型.利用改进的NSGA-Ⅱ算法求得Pareto分布优化解集,同时采用隶属函数从Pareto前沿中挑选出最理想的折中解,并进行实例验证以及灵敏度分析.研究结果表明:应急车辆行驶的总时间与平均乘客延误之间存在Pareto优化,即决策者可以根据调度目的权衡应急车辆行驶时间与乘客延误的关系.

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。

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了4.2%和4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.