2023年世界城市轨道交通运营统计与分析综述

参考国际上较为通用的统计标准,将城市轨道交通分为地铁、轻轨和有轨电车三大类,对世界城轨交通运营现状进行统计。分析表明:截至2023年底,全球有79个国家和地区的563座城市开通了城市轨道交通系统,总里程超过43400.40 km,其中地铁、轻轨、有轨电车分别占50.07%、10.69%和39.24%;中国(含港澳台)累计有66座城市开通运营轨道交通,运营里程达11900.29 km,其中中国内地运营里程11232.65 km。2022年,全球59个国家的183座城市地铁累计运送乘客586.52亿人次,平均负荷强度0.81万人次/(km·d),其中中国(含港澳台)地铁年客流量为212.51亿人次。我国城市轨道交通持续稳步发展,线网规模和客流规模继续居全球第一。统计国务院52号文件发布后的中国轨道交通的线网规模数据,预测低运量城市轨道交通系统将在中国内地有较好的发展前景,特别是中西部地区,以促进城市绿色、可持续发展。同时,根据疫情前后全球主要国家(地区)和城市的客流数据,预计中国内地客流量将在2024—2025年恢复至疫情前水平。

城市轨道交通系统的层次化功能结构解析——以上海为例

解析城市轨道交通系统的功能结构对于建立以轨道交通为骨架的城市空间结构至关重要,其有助于优化城市空间布局,促进交通与土地利用融合,进而推动城市可持续发展。本文利用交通刷卡大数据,基于轨道交通站域的功能相似性和邻接关系提出了功能站组的概念,并形成了一套“站域功能分类—站组范围划定—站群结构识别”的方法体系。以上海市轨道交通系统为例,针对单个站域,构建表征站域土地利用功能的连续客流时间序列,并依据时间序列特征分类得到站域功能类型;将多个具有相似的出行模式和土地利用功能的相邻站域划定为功能站组;以功能站组为基本单元,采用社区发现算法,对功能站组间的客流交互网络进行分析以识别站群。研究结果表明,城市轨道交通系统的“站域—站组—站群”层次化功能结构解析方法综合了场所空间和流空间视角,有助于认识特大城市轨道交通系统的功能结构特征,并为轨道交通系统的发展提供多层次的空间优化建议。

面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行仿真研究

城市轨道交通是解决城市交通拥堵问题最强有效的绿色交通方式,其高峰期客流激增且客流时空分布不均,而面向虚拟连挂的城轨列车动态灵活编组和群组追踪运行能有效满足复杂多变的城轨运营需求。本文剖析面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行过程,给出虚拟连挂列车群组最小安全追踪距离计算公式;以单列标准车长的线路路段为一个元胞单元,设计速度及位移更新规则,构建基于元胞自动机的城轨列车群组追踪运行仿真模型;以某市地铁2号线为背景,多角度仿真刻画面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行性能。仿真结果表明:面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行模型能有效缩短列车最小安全追踪间隔时间,城轨线路通过能力较移动闭塞制式提高78.4%;头车延迟引起的后续列车晚点总数量及总晚点时间更小,呈现出更佳的抗干扰性与恢复性能,且宜采用小编组列车实现虚拟连挂;动态混合编组的城轨列车群组追踪运行性能最佳,单一小编组的次之,大编组列车群宜在小编组列车群前面运行;城轨列车群组旅行速度总体上与平均站间距呈正相关;当列车发车间隔大于延迟时间时,平均站间距对列车群组的延迟影响不敏感,相反,则影响较为显著。研究结论能够为面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行决策提供技术支撑。

城市轨道交通站域慢行系统研究进展——基于CiteSpace的计量分析

优化城市轨道交通站域慢行系统对提高轨道交通运行效率、升级站点空间品质、促进站城一体化建设具有正向作用。为整体了解城市轨道交通站域慢行系统近年来的研究进展,借助计量分析工具CiteSpace对WoS和中国知网(CNKI)核心数据库中城市轨道交通站域慢行系统相关文献进行统计与分析。首先,概述文献时空、领域及期刊分布情况,剖析研究发展历程,并识别出近期研究热点为建成环境站城协同、共享单车接驳及可达性研究;然后,重点分析慢行可达性、慢行环境、慢行接驳及慢行设施规划4个方向的研究进展情况;最后,从研究对象、方法、范围等角度提出未来的研究发展方向。本文研究成果以期为我国轨道交通站域慢行系统的理论规划及实践研究提供借鉴与参考。

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。

基于组合权重的城市轨道交通项目效益评价

利用组合权重对城市轨道交通项目效益评价进行研究,以优化轨道交通建设资源分配,使前期建设规划更具有指导性、可行性。首先,选取轨道交通项目的交通效益、环境效益、社会效益三个方面的节约乘客出行时间、减少交通事故、诱增客流、节约能源、减少环境污染、减少噪声影响、发掘经济潜力、促进国土增值和增加就业机会9个指标,构建轨道交通项目效益评价体系。然后,结合AHP(层次分析法)和CRITIC(客观权重法)各自特点,设计组合权重模型对评价指标进行组合权重计算。最后,研究选取成都轨道交通项目数据进行仿真实验。结果表明,组合权重可以弥补单一评价方法的不足,基于组合权重的评价体系得出的指标权重更具有可靠性,并为轨道交通项目前期规划设计提供一定的参考。

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。

基于系统论的城市应急管理大类专业教学研究——以轨道交通运营与应急课程为例

该文应用系统工程方法论,一是对应急管理各环节进行内涵解释,剖析城市应急普适性技术,对城市主要场景安全管控要点进行梳理和阐释;二是以轨道交通运营与应急课程为例,提出采用多映射组合、多维度融合、多主线贯通的技术思路,在现象层面对城市轨道交通安全与应急各环节与模块关联关系及相互制约影响进行归纳和剖析,在管理层面对城市轨道交通安全管控和应急处置的条件、环境进行提炼并解释,利用思维导图、人机工程学、系统动力学等对轨道交通运营与应急课程知识进行图示化、结构化、层次化的知识库、图谱构建,以使得该类课程更符合我国未来现代化大城市及城市群协同应急要求。

低运量城市轨道交通规划设计要点研究

低运量城市轨道交通作为我国城市轨道交通体系的重要组成部分,在国家“双碳”战略的引导和资本市场的支持下,受到各级政府的广泛关注。为引导新时期低运量城市轨道交通高质量发展,文章系统梳理国内低运量城市轨道交通发展历程,在剖析现状运营线路发展困境的基础上,针对其承担的中小城市或大城市新区骨干线、大城市大运量城市轨道交通接驳补充延伸线、特殊功能线3种主要功能,以国内典型案例为切入点,提炼剖析线路运营成败因由,并据此提出不同功能定位的线路在网络协同、通道布局、换乘衔接以及景观塑造等方面的规划设计要点,以期为低运量城市轨道交通的规划设计提供参考和借鉴。

门禁管理系统在城市轨道交通的设计与应用

为实现轨道交通门禁系统的集中监控、授权管理,门禁系统可向综合监控系统(IntegratedSupervisoryCon‐trol System,简称ISCS)提供开发接口,进行二次编程开发。另外,ACS具有丰富完备的功能协议,如SDK开发包或OPC协议、MODBUS协议、开放的数据库和数据库交换工具,可以通过综合监控与ACS网络控制器的接口,进行ACS的深度集成,实现门禁设备的状态监视、报警、控制、巡更、考勤和授权。文章探讨了门禁系统在城市轨道交通中的架构组成设计及相关应用。

引入重要区域交通基础设施后的南通轨道交通线网规划调整方案

[目的]在长江三角洲区域一体化的大背景下,南通新机场(枢纽)站等重要区域交通基础设施的引入,不仅将极大提升南通市的对外交通能力,也对南通城市轨道交通线网提出了更高的要求。如何在确保城市交通顺畅运行的基础上,实现轨道交通线网与对外交通枢纽的高效衔接,成为南通市交通规划必须面对的重要课题。[方法]通过对比分析南通市及周边城市对外交通枢纽的城市轨道交通衔接情况,结合上位规划及相应枢纽规划,深入分析了城市轨道交通线网与对外交通枢纽之间的互动关系,探讨了南通市轨道交通线网与枢纽的衔接策略,提出具有针对性的衔接建议方案。[结果及结论]南通城市轨道交通线网的构建主要以L形城市轨道交通线路为主。调整后的新线网规划方案增加了南通站的城市轨道交通线路数量,着重考虑了南部地区与南通站的直接联系,提升了南通市各功能区到达南通站的便捷程度,还考虑了城市轨道交通线网与南通新机场(枢纽)的衔接。

基于Dueling DQN算法的列车运行图节能优化研究

通过优化地铁时刻表可有效降低地铁牵引能耗。为解决客流波动和车辆延误对实际节能率影响的问题,提出列车牵引和供电系统实时潮流计算分析模型和基于Dueling Deep Q Network(Dueling DQN)深度强化学习算法相结合的运行图节能优化方法,建立基于区间动态客流概率统计的时刻表迭代优化模型,降低动态客流变化对节能率的影响。对预测Q网络和目标Q网络分别选取自适应时刻估计和均方根反向传播方法,提高模型收敛快速性,同时以时刻表优化前、后总运行时间不变、乘客换乘时间和等待时间最小为优化目标,实现节能时刻表无感切换。以苏州轨道交通4号线为例验证方法的有效性,节能对比试验结果表明:在到达换乘站时刻偏差不超过2 s和列车全周转运行时间不变的前提下,列车牵引节能率达5.27%,车公里能耗下降4.99%。

城市轨道交通低运量线网规划编制方法综述

在详细阐述低运量轨道交通定义及其系统制式技术优势的基础上,总结出低运量轨道交通在城市轨道交通系统中的五大功能定位及应用场景,基于此分主城和副城(新城)提出2种低运量轨道交通线网编制研究技术路线,基于低运量线路功能定位及充分发挥其系统技术优势的考虑,提出衔接、加密及专题功能的低运量线路在特定条件下可采用单线设计的设想,并详细阐述了单线设计的设计原则。

城市轨道交通通信系统运营维护管理研究

现阶段,随着城市交通行业发展速度的不断加快,人们对城市的交通环境也提出了更高的要求,为了有效缓解路面交通的压力,大多数城市都将发展转向了城市轨道交通行业。轨道交通作为推动城市交通现代化建设的重要支撑,为确保其正常运行,必须要做好对交通信号系统的运营维护。基于此,本文分析了城市轨道信号系统出现故障的影响因素,介绍了城市轨道信号系统的运营维护管理要点,以期为相关领域的研究人员提供有效参考。

城市轨道交通行车组织的应用及管理研究

城市轨道交通作为缓解城市路面交通的重要基础设施,具有运量大、行车间隔短、输送能力强、安全性高等特点。本文主要针对城市轨道交通行车组织展开研究,希望给城市轨道交通运营管理人员提供一定的借鉴参考。

基于ArcGIS的路网交通可达性分析

城市交通是城市经济发展和人口活动的基础,已成为不可或缺的重要环节。而城市轨道交通路网由于其运量大、速度快以及准点率高的特点,成为了改善城市公共交通的主要手段。在此背景下,提出基于ArcGIS对城市轨道交通进行交通可达性分析,更加利于提升目前交通网络使用效率,并优化轨道交通网络规划。

城市轨道交通信号全电子联锁系统结构研究

在城市轨道交通信号系统中,采用全电子模块的方法,可以降低维修工作量,同时确保系统的安全和可靠性,实现结构精简与高效运行。本文深入探究了城市轨道交通信号全电子联锁系统的结构,阐述分布式控制方式在提升系统效能方面的应用,并着重分析了联锁与列车控制一体化方案的优势所在,为全电联锁技术的发展提供新的机遇。

面向灾难性遗忘问题的交通流量预测持续学习技术研究

交通流量预测是建设智能交通管理系统的核心,目前基于图深度神经网络的交通流量预测算法已取得显著成效。然而传统的深度学习模型需要事先获得大量样本,使用离线训练得到的固定模型对未来发生的情况进行预测,当遇到未知情况时模型面临失效的风险。针对交通流量预测中流式数据对模型更新带来的挑战,以减轻模型灾难性遗忘、同时增强模型对新模式的学习能力为目标,研究并设计了一种基于最小化损失保持和图结构聚合保持的交通流量预测持续学习模型。该模型通过分别评估各参数对损失函数以及对图拓扑结构的贡献度提取重要参数,在面临新任务时通过对不同重要性的参数赋予不同权重系数、设计惩罚项更新损失函数,使得模型能够自适应地学习新模式,同时记住旧任务。在国际标准交通流量预测数据集上的测试表明,文章提出的方法有效缓解了流式时序序列预测的灾难性遗忘现象,并且对新任务具有良好的预测精度。

轨道交通开通运营对出租车的影响效果研究

文中主要从出租车保有量的角度来探讨轨道交通与出租车的竞合关系。选取2010-2020年收集的中国240座城市的面板数据(包括城市规模、基础设施水平、经济和政府财政等)作为数据来源,将“轨道交通开通”这一措施看作准自然实验,通过倾向得分匹配(PSM)筛选出处理组和对照组后,采用多时点双重差分法(Time-varying DID)实证检验了轨道交通开通对出租车的影响效果。结果表明,轨道交通开通显著增加了出租车保有量;同时,轨道交通的线路运营规模与出租车数量之间表现出显著的正相关。这种影响在中国东部和中西部呈现出明显的差异。研究结论揭示了轨道交通对出租车的影响规律,对交通管理者制定相关政策具有参考意义。文中基于结论对轨道交通及出租车的发展提出的建议有望促进轨道交通与出租车的融合发展。

我国低运量城市轨道交通发展现状分析及可持续发展建议

低运量城市轨道交通是指运能为0.5~1万人次/h的轨道交通系统,具有技术先进、制式多样、适应性强、布置灵活、建设快、投资小的优势,自2010年起在我国呈现稳定发展态势。但近年来,其出现前景不明朗、可持续发展乏力的状况。为解决上述问题,文章在对低运量城市轨道交通系统制式、功能定位进行概述的基础上,分析其发展现状及存在问题,然后结合国家政策指引,提出我国低运量城市轨道交通可持续发展建议,即因地制宜、精准施策,明确功能定位、细化建设标准,提高便捷性、注重交通一体化分析,以期为促进我国低运量城市轨道交通良性、有序发展提供借鉴和参考。