地铁线网性能分析及最小化韧性损失恢复策略

为更好地分析地铁线网性能,优化其在扰动状态下的恢复策略,采用基于复杂网络的地铁线网性能分析方法,并提出最小化韧性损失恢复策略.鉴于地铁线网复杂网络特征,采用Space L拓扑方法处理地铁线网,并运用复杂网络理论计算线网内各站点的基本参数,包括线网的度、平均路径和线网效率等.其次根据韧性理论以线网效率作为性能指标求解各站点韧性损失,采用遗传算法求解站点恢复序列.最后,以福州市为例,分析其地铁线网的复杂网络特征并进行扰动仿真,比较在多站点失效情况下的最小化韧性损失恢复策略与随机恢复策略的恢复效果.研究结果表明:在多个地铁站点受到扰动失效,采用最小化韧性损失恢复策略能够令地铁线网性能在恢复期间仍处于较优水平,恢复效果明显优于具有不确定性的随机恢复策略.

空间异质下地铁建成环境与站点覆盖客流吸引度关系研究

机器学习模型广泛应用于探究建成环境与客流的交互关系。然而,机器学习考虑的是全局关系,无法捕捉空间变化,为解决这一问题,本文从密度、多样性、设计、目的地可达性、可获得性和网络连通性等方面构建了11种建成环境指标,提出一种轻量级梯度提升机(LightGBM)与地理加权回归(GWR)的集成综合分析模型(SLightGBM),以探究建成环境对站点覆盖客流吸引度的空间异质性和非线性影响,并将该模型与LightGBM,普通最小二乘法(OLS)和GWR进行比较,以揭示SLightGBM模型在回归效果上的优势。针对西安市的研究结果表明:SLightGBM模型的R2、MAE与RMSE分别达到了0.68、8379.16和11797.19,显著优于对比模型;建成环境因素存在空间异质性,工作人口密度和公交站点密度在中心区域最为重要,而餐饮密度在南部区域更显著;工作人口密度和餐饮密度与客流吸引度呈正相关,而最小换乘次数与客流吸引度呈负相关关系,且具有明显的协同作用。研究表明,影响因子空间差异性和阈值分析结果对于指导城市建设和改善公共交通系统具有重要的启示意义。

自适应多视图融合图神经网络地铁客流预测模型

针对传统方法对地铁车站的多视角空间交互建模不足的问题,本文提出自适应多视图融合图神经网络模型(Adaptive Multi-view Fusion Graph Neural Network Model, AMFGNN)进行地铁车站短时客流预测。在空间维度,模型包括了物理拓扑图、线路可达性图、空间距离图等多个局部视图,并使用图注意力网络(Graph Attention Networks, GAT)学习每个视图内车站间的动态空间交互;以单视图车站为中心节点,结合其他视图中该车站作为邻居节点构建融合视图,并使用GAT学习多视图间动态交互;在时间维度,使用门控循环单元神经网络学习车站客流的时变特征。以重庆市地铁网络为例,全网出站客流的预测实验结果表明:相较于基线中的物理虚拟结合图网络模型(PVCGN),AMFGNN的平均绝对误差和均方根误差分别降低3.06%和2.49%。多视图内节点间注意力分数可视化结果表明,基于GAT的多视图建模思路能够自适应地融合不同视图中提取到的车站空间信息。此外,AMFGNN模型性能影响因素分析结果表明,以物理拓扑、线路可达性等结构稳定的视图作为中心节点构建融合视图能够获得更准确、稳定的预测模型。

建成环境对共享单车与地铁组合出行的影响关系

为探究建成环境对共享单车与地铁组合出行需求的影响,首先,基于12万次的共享单车出行数据,采用空间置信椭圆技术,刻画地铁站点领域内的共享单车集聚特征;其次,建立自行车—地铁骑行集聚缓冲区的量化方法,从密度、交通设施、土地利用、目的可达性以及地铁客流这5个维度评估地铁站点领域内的建成环境属性;最后,引入梯度提升决策树模型拟合建成环境因素与组合出行需求之间的非线性作用关系。研究发现,地铁客流和工作场所是影响组合出行的核心因素,展示了明显的阈值效应,商业活动的增加在初期可以增强组合出行的需求,但过高的密度会因交通拥堵导致负面效应;公交站点密度的提升表征了共享单车与公交系统之间的相互竞争,突显了城市交通模式间的复杂互动;进一步,土地利用多样性和人口密度对组合出行的非线性影响,反映了城市规划与居民通勤模式的深层次联系。

基于高德地图API的地铁站点空间可达性研究——以福州为例

城市地铁站点空间布局的合理性对提高地铁运行效率、促进社会公平具有重要意义。以福州为例,基于多交通模式下的高德API出行实时大数据,采用高斯两步移动搜索法与双变量空间自相关分析法,探究“15分钟便民生活圈”单元尺度下,现阶段与第二期规划地铁建成后的地铁空间可达性与供需匹配特征。结果表明:现阶段15分钟时间阈值内,步行模式下地铁服务的人口覆盖率仅为23.55%,骑行模式下为55.74%,而在第二期规划地铁建成后,步行模式下地铁服务的人口覆盖率将达到42.82%,骑行模式下则会达到74.05%;时间阈值与地铁站点可达性之间呈现显著的正向关联;现阶段地铁高可达性区域主要集中在仓山区城门镇的周边区域,第二期规划地铁建成后,居民能享受到的地铁服务有显著提升,地铁高可达性区域则主要集中在长乐市樟港街道的周边区域;福州市地铁服务供需匹配度高,供需失衡的“15分钟便民生活圈”比例不超过2.38%。研究结果可为福州市地铁站点与“15分钟便民生活圈”的选址与规划提供参考与建议。

地铁列车运行引起的振动对精密仪器的影响研究

采用一种数值模型,并结合现场振动实测,对北京地铁4号线列车运行引起的振动对北京大学物理实验室内精密仪器的影响问题进行了研究,并对地铁4号线隧道内浮置板轨道的减振效果进行了探讨。该模型根据移动荷载作用下的动力响应解,把地铁列车运行引起的振动问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内移动轴荷载的问题上。传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动轴荷载主要考虑为频域内轨道不平顺激励下的轮轨接触力。现场振动实测包括地铁列车与公交车单独引起的振动及两者的合振动测试。结果表明:浮置板轨道是一种有效的减振措施,在其工作频段内有显著的减振效果;在低频段,地铁列车单独引起的振动可能对精密仪器正常工作造成影响,公交车流单独引起的振动以及与地铁列车叠加的振动会对精密仪器的正常工作造成影响,仪器基座处应采取相应的隔振措施来减小这部分振动。

地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究

采用一种动力有限元数值模型,并结合道路交通现场振动测试,对北京地铁8号线列车运行对邻近地铁线路的某科研楼内精密仪器的振动影响进行了预测研究,并比较了普通无砟轨道和浮置板轨道两种工况下楼内外的振动响应。提出了该有限元模型的网格划分、边界条件、阻尼施加等建模原则,采用实测的钢轨振动加速度计算而来的动态轮轨力作为该模型上的激励力。结果表明:采用该动力有限元模型可以有效地预测地铁列车运行引起的振动;浮置板轨道是一种有效的减振措施,在其工作频段内有显著的减振效果,但对低频振动没有减振效果,而且在其自振频率处还有一定的放大作用;地铁8号线开通后,地铁列车振动再叠加上道路交通引起的振动会对科研楼内部分精密仪器的正常工作造成一定的影响,仪器基座处可采取相应的隔振措施来减小振动。

基于地铁列车运行引起的振动预测模型的浮置板轨道减振效果研究

针对地铁列车运行引起的隧道及土层振动响应问题提出数值预测模型。该模型根据移动荷载作用下动力响应解,将地铁列车运行引起的振动问题归结为计算频率-波数域内传递函数和频域内移动轴荷载问题。传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合模型计算,移动轴荷载主要考虑为频域内轨道不平顺激励下轮轨接触力。利用上述模型计算北京地铁4号线北京大学东门站北侧区间地铁列车运行引起的振动响应,并结合现场振动实测数据探讨该区间浮置板轨道减振效果。结果表明:模型具有良好适用性,可应用于地铁列车运行引起的振动预测;浮置板轨道是一种有效减振措施,在其工作频段内有明显减振效果,但在低频,浮置板轨道不能起到减振作用。

地面列车荷载作用下地屏障对建筑楼板的隔振效果分析

以某地铁车辆段咽喉区地铁地面线临近新建结构为对象,在场地土与建筑室内楼板振动测试分析的基础上,采用三维有限元分析方法,系统地研究了地屏障对建筑楼板的隔振效果及参数影响规律,计算结果表明:楼板地铁振动响应与其自振特性密切相关,地屏障材料、埋深及实施位置对隔振效果影响明显,不同楼层、房间的减振效果差异较大且规律性差,但经优化的隔振屏障对建筑楼板的平均减振效果能达5dB以上。研究成果可为隔振屏障在地铁振动控制中的工程设计与应用提供参考。

《地铁设计规范》中自动扶梯和人行楼梯通行能力折减系数的探讨

针对地铁车站中的人员疏散问题,设置5种疏散场景,运用FDS+Evac进行数值模拟,得出各场景下自动扶梯与人行楼梯平均疏散能力和疏散时间,并与《地铁设计规范》中人员疏散时间计算公式得出的结果进行对比分析。研究结果表明:我国现行《地铁设计规范》中自动扶梯和人行楼梯通行能力折减系数取值偏大,宜从0.9调整为0.772。

地铁行车荷载作用下饱和黄土的累积塑性应变

通过应力控制式循环三轴试验,探讨了地铁行车荷载作用下饱和黄土的累积塑性应变.试验表明:饱和黄土累积塑形应变存在三个典型的发展阶段,即:衰减阶段、稳定阶段和破坏阶段.固结围压、循环试验中的排水条件、动应力及其循环次数、以及动应力比是影响饱和黄土累积塑性应变的重要因素.在排水循环三轴试验中,饱和黄土的累积塑性应变随初始固结围压的增大而减小,随循环次数、动应力和动应力比的增大而增大.基于试验数据,建立了预测饱和黄土累积塑性应变的反正切函数模型.该模型与试验数据符合良好,且仅需三个土体参数,应用比较方便.

考虑追踪安全的地铁快慢车协同操纵节能优化

研究考虑追踪间隔要求和再生能利用的快慢车线路地铁列车协同操纵节能优化问题.首先,基于滚动优化思想将列车协同操纵全局优化问题分解为一系列的子问题,即每一列车进入下一区间前由中央控制器根据同一供电分区内其他列车的操纵方案和列车重量等实时运营信息,计算出站列车在下一区间的操纵方案.为延长牵引制动重叠时间、提高再生能利用,各列车尤其是快车允许途中二次牵引加速以配合其他列车进站制动.基于上述研究思路,本文以列车净能耗为目标构建了快慢车线路列车协同操纵节能优化模型,并设计了混合遗传算法进行求解.案例分析结果表明,与不考虑其他列车操纵的个体最优节能操纵方法相比,本文提出的协同操纵方法可节能3%以上,算法满足实时优化对计算效率的要求.

南京市地铁车站交通标识系统分析

结合国内外关于地铁站内交通标识系统研究的相关理论成果以及实践经验,阐述了地铁交通标识系统的设计理念,标识在满足功能性的同时,必须要以人为本。通过对南京市地铁车站交通标识系统的调查和深入研究,从标识的设置、标识体系、标识的色彩等相关方面对其设计与设置的特点加以评析,并提出需要完善的方面。

钢便桥及混凝土便桥在地铁、市政工程中的运用

钢便桥及混凝土便桥在地铁、市政工程基坑中一般作为交通疏解通道及施工场地。文章介绍了便桥的发展及在地铁、市政工程中的运用,并对便桥的种类、设计、施工、结构特点及应用进行了分析和论述。

地铁突发事件的应对措施初步研究

结合伦敦地铁大爆炸事件,分析了国外地铁应对突发事件的现状,指出目前地铁安全运营在安检系统、结构设计、管理体系等方面存在的缺陷。地铁应对突发事件可以从灾前预防和灾后救援两方面入手。提出了完善结构设计(如增设救援专用通道、增设地铁与临近建筑的联络通道等),以及建立高效的调度系统等预防措施,并给出了救援预案。

深圳地铁智能交通系统

目前智能交通技术在国内地铁信息化建设中,大部分还仅限于实现地铁各个单项子系统的具体功能,从整个系统的角度出发,把这些分散的子系统有效地集成起来,实现各个子系统之间的信息交互和共享,进而推动整个大系统的协调高效作运,目前在国内外地铁研究领域基本处于空白。因此,本文介绍了新加坡、法国巴黎、香港、广州地铁智能化的发展现状,并以深圳地铁为背景,探索ITS技术与地铁运营的有效结合,各部分子系统之间的相互配合建立起了一个全面、安全、高效、综合的智能化系统。

基于认知工作分析理论的行车调度团队应急任务模型及应用

认知工作分析理论作为一种研究复杂社会技术系统的理论,能够有效地分析系统中人员的认知需求并获得用于支持作业绩效的系统潜在配置。以地铁行车调度团队为研究对象,基于认知工作分析理论,构建了包括团队工作域分析模型、团队控制任务分析模型、团队策略分析模型以及团队成员能力分析模型在内的地铁行车调度团队作业应急任务模型,从功能约束、任务约束、组织约束和人员约束4个维度对地铁应急任务的潜在需求进行分析;此外,使用典型地铁信号故障处理场景对该模型进行了验证。结果表明,认知工作分析理论在地铁安全运营保障方面具有重要的应用价值。

VISSIM在地铁枢纽客流微观仿真中的应用

枢纽的集散效率评价是地铁建设和运营需要解决的核心问题之一,而目前在这方面缺乏相应的理论和技术支撑。提出通过动态模拟地铁枢纽站内乘客疏散的方法来评估枢纽的集散效率,借助路面交通管理和控制的成熟办法和相应的仿真软件——VISSIM,并在此基础上进行枢纽抽象建模、地铁换乘枢纽的参数校核和枢纽内乘客模拟。作为案例,以北京地铁宣武门枢纽换乘站为研究背景,对该站未来高峰时段的客流进行了模拟,取得了较好的仿真效果。通过分析得出,利用VISSIM进行地铁枢纽的客流微观仿真以达到评估枢纽集散效率的目的,具有实用性和有效性。

地铁路网指挥中心“杰出调度员”胜任力特征模型的构建

伴随地铁步入网络化运营阶段后,路网指挥中心调度员担负网络化运营下高密度、高协调的行车指挥任务,其胜任能力决定着整个网络的运营安全和运营效率。目的:文章依据胜任力理论,构建区别"线路杰出调度员"的"路网杰出调度员"胜任力特征模型。方法:结合O*NET工作分析法与BEI行为事件访谈法两种方法,借助Spencer模型编制《杰出调度员胜任力特征辞典》,运用SPSS与Amos软件工具对数据进行统计、分析及验证。结果:经过探索性因子与验证性因子分析,构建了职业素养、核心能力、综合能力与专业能力4个维度13项特征的二阶胜任力模型。结论:胜任力模型能有效地鉴别不同运营模式下杰出调度员的胜任特征,对日趋完善网络化运营"杰出调度员"的培养具有一定理论与指导意义。

广州市轨道交通三号线功能定位及客流预测

针对广州市轨道交通三号线进行了功能定位的研究,分析了沿线土地利用的基本特征,根据轨道交通三号线功能特点提出了客流预测的技术路线,预测了轨道交通三号线基本客流指标,并从实现城市战略发展规划和支持轨道交通三号线客流的角度,提出了相应的建议。