基于Kolmogorov熵权的城市轨道交通网络节点重要度识别算法

近年来,我国城市轨道交通系统中延误、破坏事件及运营故障等事故频发,事故站点大多客流量大且交通繁忙,因此识别城市轨道交通网络中的重要节点对于保证网络的正常运营具有重要意义。为更真实地反映现实世界城市轨道交通网络的实际情况,本文首先基于复杂网络理论构建城市轨道交通网络模型;其次在网络拓扑指标的基础上,考虑车站自身属性及其周边区域环境对节点重要度的影响,构建城市轨道交通网络指标评价体系;然后基于混沌时间序列与混沌系统指标序列的共性,采用Kolmogorov熵权法计算指标权重,结合城市轨道交通网络指标数据得到城市轨道交通网络节点重要度排序;最后,通过成都地铁网络的实例研究结果表明:排序前10的关键车站均位于城市中心城区且皆为换乘站点。与信息熵权法结果进行对比发现,本文方法有8个共同的关键站点,且排序结果分布更集中、极端值更少、得分差距更小。研究成果有助于更好地理解城市轨道交通网络的结构特征,为预防事故、优化运营提供了重要理论依据。

改进TOPSIS法的武汉城市轨道交通节点重要度评估

随着城市轨道交通规模的不断发展,如何快速有效地挖掘重要站点对轨道交通的安全运营具有重要意义。以2021年底武汉城市轨道交通为研究对象,运用Space-L方法构建武汉地铁网络拓扑结构;考虑节点所处的局部环境和节点在网络中的全局属性,引入进行网页排名的PageRank算法,分析了客流量对地铁站点的影响;最后通过基于余弦相似性TOPSIS法代替传统TOPSIS法来解决节点重要度排序的问题。研究结果表明:武汉城市轨道交通网络为无标度网络,整个线路呈现出小环线、长放射线的模式,放射线过长会造成长距离通勤放射线过分依赖市中心的换乘,易造成客流的不均衡;重要度排名靠前的车站在轨道交通网络中拥有着较多的邻居节点、位置相对中心化、客流量较大且具有较高的局部重要性和全局重要性;与单一指标评估结果相比,笔者方法更加全面客观并赋予了不同属性指标权重,使得评价更加全面,且能在一定程度上改善因欧式距离失效而产生的逆序现象。

轨道交通综合体与城市交通的整合研究——以西安市为例

从轨道交通站点商业综合体与城市交通的协调性入手,选取与站点相连且较为成熟的3个站点4个综合体作为实证研究对象,通过实地调研总结轨道交通综合体与慢行交通、公共交通、私家车交通的接驳问题,进而提出轨道交通综合体与城市交通整合规划策略,以期为后续轨道交通综合体规划建设提供参考。

深圳市轨道交通复杂网络特性分析

为了研究深圳市轨道交通网络的特点,对深圳市轨道交通网络建立基于复杂网络理论的L空间及P空间网络模型。通过对网络路径长度的分析,发现P空间网络模型不完全适用于深圳市轨道交通网络。通过对节点度、节点介数、聚类系数等参数及其分布规律的分析,得到深圳市轨道交通网络具有较高的聚类系数和较小的平均路径长度,但节点度分布在L空间及P空间下均服从高斯分布,说明深圳市轨道交通网络属于具有一定小世界网络特征的混合结构网络。通过分析深圳市轨道交通网络的复杂网络特性及存在的部分问题,可以为优化轨道交通网络的连通性提供一定的理论基础和科学依据。

复杂轨道交通多目标调度效率数学建模仿真

对复杂轨道交通多目标调度效率建模分析,能够降低企业运营成本。多目标调度中,难以及时获取拥塞路段信息,路径选取易出现突发性冲突,需要对调度效率模型进行研究。传统方法考虑不同交通站点之间的客流需求下构建多目标调度模型,调度方法使得平均满载率显著下降,但路径选取出现突发性冲突,导致轨道交通调度效率低。提出一种基于信息整合的复杂轨道交通多目标调度效率数学建模方法。以信息融合理论为依据将复杂轨道交通历史车辆运行数据与客流数据进行相关性整合,及时获取拥塞路段信息;根据数据层与特征层数据的融合结果获得实时发车间隔决策;以乘客候车等待时间最短和发车次数最少为优化目标,构建轨道交通多目标调度效率数学模型,并对细菌觅食优化算法求解该数学模型过程分析。实验结果表明,所提方法提高了多目标调度效率和通行能力。

铁路货流分布的复杂性分析

以全国281个城市货运站间的货运量为依据,分析了城市年货运吞吐量与GDP之间的协同增长关系以及城市间货运量的统计分布规律,研究发现铁路货运量分布具有明显的幂率特性.最后结合复杂网络理论,对铁路货运量进行了拓扑映射,形成了包含铁路货运站和货运量信息的有向复杂网络,并对所构建的网络的静态统计特征进行了分析.同时采用货流临界值的方法进行控制产生不同的网络结构,研究发现对于不同的货流临界值,可以产生具有无标度特征和小世界特性的网络拓扑结构,这为我们研究铁路货流分布的复杂性及货运站场在网络中的重要性提供了一种新的研究方法.

城市轨道交通系统网络复杂性研究

随着交通拥堵的加剧,轨道交通以其快速、大运量的特点得到了青睐,其运营里程迅猛增加且在一定范围内呈现网络化运营趋势.轨道交通网络复杂性研究正在经历从单一网络静态拓扑结构扩展至多层网络动态分配特征的深入过程.在介绍拓扑结构与交通流网络的表示方法和网络复杂性评价指标的基础上,归纳轨道交通网络具有小世界、层次性及站间距幂律分布等静态拓扑特性,呈现明显幂律行为的数量分布及时空集聚等交通流特征.针对轨道交通系统的多层网络研究表明网络负载基本符合幂律分布.研究深化了对轨道交通运行机理的认知,有助于真实网络的预测和控制工作,为探索轨道交通网络化运营、一体化发展条件下客流预测、运力与需求匹配提供了参考方向.

城市轨道交通有权网络相继故障可靠性研究

城市轨道交通各条线路和车站因其所承载客流量多少不同在网络结构的地位也不同,仅从网络结构来评价可靠性可能会产生误判.本文根据地铁网络智能卡数据构建了网络权重矩阵,结合网络结构确定了无权、有权网络的复杂网络参数,并基于有无权重两个网络分别定义了4种相继故障的策略参数及网络可靠性评价模型.以北京市轨道交通为实例系统性分析有无权重两个网络的可靠性,结果表明,模型可操作性强,弥补了城市轨道交通网络可靠性研究的不足,加载了客流的网络脆性更明显,站点重要性排序也发生较大变化.

基于复杂网络理论的广州轨道交通网络可靠性研究

城市轨道交通网络是由轨道线路和车站组成的复杂网络,利用复杂网络理论探讨轨道线网的可靠性对提升其可达性和运营效率有重要意义.采用space L方法对广州轨道交通网络进行了拓扑建模,计算分析了节点度、聚类系数、平均路径长度等指标及其分布规律,并重点研究了换乘车站故障情况下整个轨道交通网络受影响程度及可靠性.结果表明,现阶段广州轨道交通网络呈现随机网络的特征,换乘车站发生运营故障将严重影响网络中的较长距离出行,降低轨道交通网络的客流吸引度,广州轨道交通网络在换乘车站故障后其全局效率降低,局部效率不变,车站之间的紧密程度较差.

城市轨道交通网络性能分析

随着新线的建设,城市轨道交通网络规模不断扩大,不同时期的网络特征不同,以北京为例分析发展变化规律,可以为轨道交通网络化运营提供建议.根据复杂网络理论,首先对比了北京市轨道交通规划路网和目前运营路网的网络特征值,分析了特征值的变化规律,得出规划路网的平均度、聚集系数、平均最短距离等指标均有所增大,但由于服务半径扩大,网络效率略有下降.然后针对重要节点失效和线路失效,对比了失效后的网络弹性,并确定了网络中的重要节点.结果表明:节点失效和线路失效对规划路网的影响较小,部分车站的重要度随着网络完善而发生改变,对于运营路网,必须保障重要节点的可靠性.

上海日月光中心地下综合体工程实践

上海地区结合轨道交通车站开发的地下综合体是一种能充分利用轨道交通资源的地下空间开发模式。在系统分析城市地下综合体开发的经济效益、社会效益和环境效益的基础上,结合地铁车站、隧道与地块开发建筑共建的上海日月光中心这一地下综合体工程的成功实践,对软土地区建造大型地下综合体所面临的岩土工程问题及工程技术对策进行了分析总结,可为软土地基中结合轨道交通建设大力发展城市地下空间开发的区域综合工程提供工程借鉴和交流。

轨道交通客流检测方法探究

客流是影响城市轨道交通规划与运营的重要因素,研究有效的轨道交通客流检测方法具有十分重要的意义.基于此,笔者首先从AFC客流采集技术、热敏传感技术、机器视觉技术3个方面讨论了复杂环境中轨道交通客流的检测方法,进而针对不同的检测技术进行了对比分析,并讨论了各种方法的适用性及应用情况,对工程人员的客运调度与建设规划具有一定的指导作用。

铁路大宗货物运输网络结构及流动空间格局——以云南省为例

铁路大宗货物运输在保障战略物资流通中发挥着主导作用,分析铁路大宗货物运输网络结构及其流动空间格局能够为产业规划与物流组织提供理论依据。利用铁路大宗货物到达和发送的数据,基于复杂网络理论构建了云南省铁路大宗货物运输网络模型,提取铁路大宗货物运输网络结构特征,并运用空间分析方法获取铁路大宗货物运输联系强度和流动格局。研究结果表明:(1)云南省铁路大宗货物运输网络密度为0.05,平均聚类系数为0.308,铁路大宗货运网络具有显著的小世界网络特性;铁路大宗货运节点服从幂率分布,呈现明显的集群效应,具有无标度网络特征。昆明、曲靖、楚雄的整体中心性水平较高,节点间货物交流较为密切,对大宗货物流通具有绝对主导权。(2)云南铁路大宗货物的整体货运规模空间分异显著,各节点货物运输水平两极分化严重,形成主要以昆明、曲靖的货运网络核心,大宗货运具有较高的集聚性。(3)云南铁路大宗货运网络呈现"中心-腹地"的空间运输联系格局,货运联系地理邻近效应显著,比较依存于与核心节点的连接,对省际货运网络结构具有一定的影响。(4)云南铁路大宗货运网络呈明显的轴辐式特征,不同节点大宗货物流通规模及运输通达性存在较大的差异,货物流向也表现出节点的吸引力和辐射力呈现非均质性。

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

城市轨道交通各条线路和车站相互连接,联系紧密,其中的节点故障会在网络迅速传播,造成较大范围的拥堵,影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性,对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化,进而产生流量的重分配.接着,建立了城市轨道交通网络级联失效模型,并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估,仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后,以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.

日本轨道交通与城市综合体的衔接空间便捷性研究

世界范围内,为应对土地稀缺性进行的基于轨道交通的城市综合体开发正越来越受到重视,尤其在日本已然成为了城市开发最重要的方式。轨道交通与城市综合体的衔接空间便捷性决定了其运转模式的高效性与换乘体验的人性化。本文以衔接空间为出发点,从交通转换、功能激发、空间整合3个方面,研究了日本的东京站、涩谷站、京都站3个轨道交通综合体案例的规划设计经验,提出便捷性的内在决定因素是立体化、复合化和一体化,以及其时空的轨迹多样、感知活跃、尺度适宜的表现特点。

基于后向加边算法的城市轨道交通网络弹性优化研究

轨道交通网络的风险抵御能力是城市安全的核心要素和重要保障。基于复杂网络理论,构建同时考虑网络运行能力和运作效率的城市轨道交通网络弹性评估体系,包括网络连通度、全局网络效率、网络密度和融合中心性四个指标维度,研究单点失效、累计-随机失效、累计-蓄意失效三种攻击模式下的网络弹性变化,并进行方法的有效性检验。在优化阶段,基于后向加边算法并联系社团理论,提出一种适宜增边操作的节点集动态选择策略,构建体现现实约束的弹性优化模型。最后,以成都都市圈为例进行实证分析,结果表明:相较于单维度指标,本文提出的弹性指标对攻击模式下的网络性能变化敏感性较高,对其影响最大的关键节点是轨道交通系统中客流量最大、中转换乘能力最强的一批站点,它们同时有较高的节点度和介数,一旦失效会对网络弹性造成巨大破坏,需重点维系和保护;弹性优化的节点集所含节点大多为非中转站点,枢纽地位不强,但集点成线将使网络的延展性和弹性大幅增加,在基于现实约束的连线选择之下,相较于原始网络,优化网络在节约成本的同时,弹性明显增强。研究结果不仅对提高城市轨道交通网络弹性、增强网络风险抵御能力具有借鉴意义,也为轨道交通系统规划布局提供了重要的理论依据。

配合城市轨道交通的公交专用道布设

为缓解当前城市的交通问题,提倡公共交通优先。同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标,用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设;第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。

轨道交通线网拓扑结构模型及节点重要度分析

轨道交通网络的建设日趋复杂,对其关键节点与重要中转站点的研究具有重要意义。运用复杂网络理论针对轨道交通网络的线网拓扑结构和节点重要度进行研究,首先构建基于二阶张量的轨道交通网络的拓扑结构模型,对模型的度和度分布、网络直径、平均路径长度、聚类系数等特征指标进行分析,并用3个中心性指标评价其网络节点重要度,然后以重庆市轨道交通网络为例对该方法进行了验证。研究结果表明:在"十七线一环"重庆市轨道交通远期的复杂网络中,仅有4%的站点只与另外一个站点直接连接,连通度较好;五里店、重庆西、沙坪坝、冉家坝4个站点对网络的连通性影响最大。

宜居城市理念下地铁站点综合体交通规划

为积极发展“枢纽+社区+产业”的综合体宜居建设模式,创新研究将地铁站点综合体交通规划设计与宜居城市理念的相互结合,不仅实现“零换乘”的交通功能,还更注重整体宜居性设计。首先,梳理地铁站点综合体开发交通规划设计现状,归纳交通设施及交通组织布局设计要点;其次,以“动静分区、内外分流、快慢分离、人车分行”为基本原则,提出多项宜居城市理念下地铁站综合体的交通规划设计策略,构建“安全、便捷、高效、绿色、智慧”的立体交通体系,旨在实现地铁站点综合体交通功能与城市功能的有机融合;最后,以在建12号线槎头站开发综合体项目为例,对广州市轨道综合体的交通宜居性设计要点进行研究、探讨和总结归纳,进一步指导今后的地铁站点综合体的规划建设工作。

嘉兴市火车站前广场及地下空间交通组织研究

目前,我国大部分城市的火车站都建于20世纪中前叶,早期的城市人口规模较小,建设初期对于交通系统性的研究较为落后,导致了火车站内部使用较为局促,建筑布局不合理,同时火车站本身较大的占地空间给中心城区的交通造成了极大的阻碍。本次研究基于嘉兴市火车站改建工程,并针对目前存在的一些普遍问题,提出了一些看法。