考虑延误特征的航站楼离港聚集客流预测方法

为满足航班延误下航站楼内资源规划与旅客管理对聚集客流预测所提出的高精度和高效率要求,本文提出一种融合延误特征的离港聚集客流预测方法。通过引入航班延误特征量化表征航站楼离港聚集客流的波动情况,探究航班延误下离港聚集客流波动规律和分布特征,构建基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)、排列熵算法(PE)以及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆神经网络(LSTM)的短期航站楼聚集客流预测模型。首先,应用CEEMDAN将聚集客流数据序列分解为若干模态分量(Intrinsic Mode Function, IMF)和残差量(Residual, Res),降低原序列中数据的复杂性和非平稳性影响;其次,为减小模型计算规模,同时提高预测效率和精度,采用PE算法对IMF分量进行熵值重构;最后,建立WOA-LSTM聚集客流预测模型,利用鲸鱼优化算法优化LSTM超参数,叠加重构分量的预测结果,得到最终的聚集客流预测值。将模型应用于长三角某枢纽机场进行实例验证。结果表明:CEEMDAN-PE-WOA-LSTM预测模型性能最优,相较单一的LSTM模型,候机大厅聚集客流预测的均方根误差、平均绝对误差以及百分比误差分别降低42.78%、44.00%及45.62%;相较CEEMDAN-WOA-LSTM模型,预测效率提高41.64%。本文所提模型能够有效拟合存在显著非线性和非平稳性特征的候机大厅聚集客流,具有较高的预测精度和运算效率。

基于遗传算法的高峰时段车站协同限流方法

车站限流是缓解城市轨道交通高峰客流拥挤的有效应对措施。然而,目前实际应用的限流措施缺乏对同线路相邻车站的协同配合的考虑,限流效果有待进一步提升。综合考虑乘客、列车、车站三者的交互关系,依据列车在车站的发车时间间隔,对高峰时段的列车时刻表进行时间离散化,将离散化的时段作为基本研究时段,提取对应的车站乘客到达量。从供需双方的角度出发,以乘客总延误时间最小化和旅客周转量最大化为优化目标,在考虑列车运输能力、客流控制强度、车站服务水平的同时,引入列车剩余运输能力作为约束条件,平衡不同车站的客流需求,构建车站协同限流优化模型。针对多目标函数求解的复杂性,设计1种嵌入式遗传算法对模型进行求解,平衡多目标函数之间最优解的冲突。以南京地铁三号线高峰时段为例,与不采取协同限流的情景(先到先服务)进行对比分析。结果表明:在乘客总周转量提升1%的情况下,乘客延误人数下降了2.3%,乘客总延误时间降低了4.3%,拥挤车站的延误人数显著降低,延误人数的时空分布更加平衡。为了验证算法的有效性和模型的稳定性,将遗传算法与Gurobi求解器进行算法对比,并对关键参数列车满载率进行灵敏度分析,提出的遗传算法更能兼顾双优化目标,有利于缓解高峰时段大客流延误。

适应客流波动的高铁运力动态调整策略与实践

高速铁路网的拓展和动车组运载工具数量的增加,使我国高铁客流呈现愈加复杂的变化规律。为了灵活、快速、精准地响应不同时期动态变化的客流需求,基于现阶段运力配置模式,首先揭示平峰时期以及包含季节性假期和国家法定节假日的高峰时期客流波动规律;其次剖析客运生产环节中涉及运力调整的原则、流程、资源和措施;最后根据不同时期、不同场景的客流波动规律,针对性地提出可适应平峰时期客流需求的“三批次”运力动态调整策略与高峰时期的“梯次投放”运力动态调整策略。该高铁运力动态调整策略,可满足市场化背景下客流需求的波动性与复杂性,为进一步完善复合场景下铁路运力精准配置策略提供参考。

域自适应动态图卷积网络下的地铁客流预测

针对客流预测中存在因数据量有限导致模型训练过程中出现高方差和泛化性差等问题,提出一种域自适应动态图卷积网络(GCN-DANN)。通过构建地铁线路的节点网络拓扑结构,并利用动态图卷积网络提取相邻站点之间的流量、站点所属线路的交通负载以及不同线路之间的流量传播等关联特征。同时采用迁移学习自适应对齐源域和目标域的特征,减少因数据分布不一致而导致预测性能低等现象。最后,通过全连接层将源域和目标域中的特征进行信息融合,进而弥补训练过程出现高方差和泛化性差等缺陷。在深圳地铁数据集上对模型训练,分别在杭州地铁全样本和20%样本数据集上进行测试和验证。实验结果表明,在20%样本数据集下,GCN-DANN网络与经典预测网络相比,MAE、RMSER和MAPE分别平均下降5.34%、6.07%、2.97%。在全样本数据集下,GCN-DANN在20%样本基础上的三项指标分别下降2.76%、1.77%、3.5%,相较于其他经典网络下降幅度最小。研究可解决实际应用中因数据稀缺导致预测效果差的问题。

城市轨道交通客流调度策略研究

随着城市轨道交通网络的快速发展,客流需求与运力供给之间的矛盾愈发突出。文章针对城市轨道交通线网中发生大客流的线路,从供给侧和需求侧2个角度出发,研究客流调度策略的制定,提出3种客流调度策略:运力调配策略、协同限流策略、组合策略。在大客流发生时,可以单独采用运力调配策略或协同限流策略,当采用单一策略无法满足客流需求时采用组合策略,即在改变运力的基础上采用协同限流策略。文章首先构建运力调配模型和协同限流模型,然后进行案例分析,根据线路信息和客流数据对模型进行求解,并从乘客候车时间、列车走行公里、列车最大满载率等方面进行对比分析,验证模型的有效性。

温州铁路规划年客运枢纽能力适应性分析

温州铁路枢纽作为浙江省南部地区的交通中心,近年来客流量不断攀升。随着温州北站、温州东站等新客运站的规划与建设,温州铁路枢纽结构将进一步调整,开展枢纽客运组织优化与通过能力适应性分析具有重要意义。为了优化规划年温州铁路客运枢纽运输组织,在分析温州铁路枢纽运输组织现状及枢纽规划形态的基础上,阐述枢纽线路能力、车站能力及客运站分工方案,研究枢纽能力的适应性,并提出温州铁路枢纽客运组织优化建议。

多影响因素下的交通枢纽客流短期预测算法

交通枢纽短期客流受时间属性、天气条件等变化的影响非常大,因而提出基于改进PSOLSTM模型的交通枢纽客流短期预测算法。以时间属性、天气条件为影响虹桥交通枢纽短期客流变化的重要因素,构建基于LSTM的短期客流预测模型。将虹桥交通枢纽历史客流数据与天气数据作为模型输入,获得短期客流预测结果;为避免LSTM参数对短时客流预测效果影响,通过自适应惯性权重、时间系数以及根据遗传算法的变异思想确定的自适应函数改进PSO算法,通过改进后的PSO算法优化LSTM参数,提升短期客流预测效果。实验结果表明:在周末、长假时期交通枢纽客流量会明显增加,恶劣天气使得虹桥交通枢纽客流降低至最小值,该算法可实现不同时段短期客流预测,分析客流变化情况。

城市轨道交通运力运量匹配评价研究

为评估城市轨道交通列车运力配置与客流的适应性,对城市轨道交通运力运量匹配评价问题研究:首先从时间和空间的维度建立运力运量匹配评价体系;从运输能力利用和乘客服务水平2方面建立运力运量匹配评价方法;以北京轨道交通15号线为研究对象进行实例分析,验证了所构建方法的实用性.本文提出的运力运量匹配评估方法可为城市轨道交通列车运行图的编制提供技术支撑.

“一日一图”目标下高速铁路列车运力供给与市场需求适配质量评价研究

为优化“一日一图”目标下的高速铁路列车能力与客流需求间的匹配程度,提高运营管理质量,从运营管理角度出发分析“一日一图”下高速铁路列车运营管理的核心目标,并引入复合型评价指标,从列车能力运用效率的稳定性、能力投放收益转化的高效性以及出行质量保障性等3个方面,构建高速铁路列车运力供给与出行需求适配目标评价体系,并基于集对层次分析方法设计适配质量综合量化评价模型。通过案例分析,验证模型可以有效量化评估高速铁路列车“一日一图”目标下的能力供给与市场需求二者间的适配质量,正向反馈运力投放的市场认可度和接受度,有助于优化运行图的周期编制,提高运输服务供给质量,增强铁路运输的市场竞争力和自身经济效益。

客流-车流耦合的城轨交通运行指挥决策体系探讨

随着路网规模和客流强度的激增,超大城市轨道交通系统面临着运力运量不匹配、运力不足、延误等痛点,运营中断情况也更加频繁,其主要矛盾是日益增长的客流规模与运力在时间和空间的不匹配,列车运行依然按照计划运行图,无法适应复杂的客流变化需求。因此,遵循“客流为中心,运行为核心”的新运行模式理念,提出基于客流-车流耦合的运行指挥体系,通过客流预测、客流-车流的耦合分析和推演等手段,精准掌握线网客流的发展规律,并基于客流需求及时调整运输计划,实现运力运量的精准匹配。

与体育场馆连接地铁车站大客流疏运能力计算模拟分析

突发大客流是威胁地铁车站运行的主要风险之一,为研究与大型体育场馆连接的车站在大型活动期间面对突发大客流疏导问题,利用行人仿真动力学的方法,建立地铁车站疏运模型。计算分析一岛一侧站台和一岛站台2种设计方案下的大客流疏运过程,研究客流运动特征及乘客滞留情况、疏散通道节点通过能力、公共区容纳能力、瞬时客流密度等指标,给出不同设计方案下的最大疏运能力。计算模拟结果表明一岛一侧站台时最大疏运能力为30 294人/h,站台、站厅容纳能力与运能相匹配,一岛一侧站台设计方案时,主要控制点为楼扶梯通道和站台面。计算模拟结果与理论分析结果相符,表明计算模拟方法适用于地铁大客流模拟。

地铁换乘枢纽设施能力测度方法及其适应性分析

基于行人流特征与枢纽内部设施服务状态的特征分析,确定了各类设施的能力测度方法,并从定量角度分析了设施能力不足和闲置两种现象产生的原因,进而以满足枢纽内行人流线顺畅为前提,提出了个体和整体适应性分析指标,建立了以行人流线为仿真对象的地铁枢纽站仿真系统,分别对单一设施和整体设施进行了设施能力的个体适应性和整体适应性分析。结果表明,借助于系统仿真方法可实现设施配置方案的参数选择与仿真优化,并给出合理的、提高适应性的改善途径,为枢纽站的设施运营管理和优化配置提供了决策依据。

自适应巡航系统对高速公路交通安全及流量的影响

在建立了基于固定车头时距策略(constant time-gap,CTG)的自适应巡航系统模型的基础上,着重研究了不同车头时距下的自适应巡航系统对高速公路交通安全及流量的影响。模拟了一个八车队列在不同特殊行车工况下的响应,体现了自适应巡航系统的安全特性。在高速公路管道模型的基础上,讨论了不同车头时距下的自适应巡航系统对交通流量的影响,并对自适应巡航系统的适用条件提出了相应的建议。

普陀山客运航线最大承载力分析

为推进水路客运市场转型升级,协调客运需求与疏运能力,基于普陀山水路客运实际情况,分析客运航线承载力的逻辑框架,确立承载力计算数学模型。通过优化码头作业流程,模拟最大靠离泊次数,确定码头极限承载力;结合船期表,计算船舶饱和数量,确定船舶经济承载力;考虑乘客候船面积和候船时间因素,创新提出舒适因子,优化船舶运输周期,确定乘客舒适承载力。模拟结果表明:高峰期客运量已逼近码头极限承载力,超过船舶经济承载力,远高于乘客舒适承载力,普陀山水路客运供给矛盾亟待优化调控。研究可为客运行业评判最大承载力提供技术支撑,为市场主体有序管理、经营提供决策参考。

从城市轨道交通大客流拥挤现状谈高运能指标极限值及运能提升技术的应用效果

上海轨道交通线路从开通走向成熟运营过程中,客流量不断攀升,多条线路车辆满载率超过100%已成为常态,满载率最严重时达到139%,部分车站点只能采取进站限流措施,以缓解进站客流压力。在综合研究和案例试验基础上,提出了可应用高运能极限值和3项运能提升技术的灵活组合策略来提升运能。

现代有轨电车适宜客流负荷强度研究

客流强度是表征轨道交通线路所承担交通负荷的重要指标,是确定轨道交通线网功能、交通制式、建设时机和运营组织的关键因素。在对现代有轨电车技术特点分析的基础上,通过分析运输能力、发车间隔、服务水平、客流变化规律及旅客出行距离与时间目标等因素,按照运营初期和远期两个阶段,采用"服务水平极限法"探讨了现代有轨电车合理的客流负荷强度范围,为城市公共交通规划与研究提供决策支撑。

基于数据分析的高铁站节假日设施适应性研究

针对高铁站节假日客流高峰期设施适应性不足的问题,以大连北站为例,通过对大连北站客流数据进行分析,选取"十一"客流高峰期,利用灰色预测模型对2018—2020年"十一"第1天的进站高峰小时客流量进行预测,找出进站流线中设施的瓶颈点,分析大连北站客流高峰期进站设施的适应性。分析结果表明:当前主要流线的瓶颈点为售票处A2、安检处1和安检处2;根据客流预测,至2020年,随着客流的增加,进站设施紧张状况将十分突出,售票处的客流压力最大,售票处B2的设施能力适应性最差。针对以上问题,提出了相关的改进措施。

高速铁路运输组织相关问题的研究

在分析客流类型与两线分工、跨线客流方案技术经济比较的基础上,提出了高速铁路跨线客流的运输组织方案,探讨了跨线列车的运行范围、高速铁路车站设置原则与合理站间距离,分析了高速铁路区间通过能力的特点,并提出了基于不同要求、不同时段高速铁路通过能力的计算与表达的建议。

城市轨道交通沿线的办公集聚区空间联系研究——以北京CBD和金融街为例

基于北京市地铁刷卡数据,以CBD和金融街两大办公集聚区为例,探讨其间的联系,研究表明:1)北京城六区商务写字楼在空间集聚形成的典型办公集聚区多位于轨道交通重要节点处。2)相比较,CBD办公聚集区内的轨道交通站点分布密度高于金融街办公聚集区内的轨道交通站点分布密度,且从写字楼密集度最高的站点个数和承载能力分析,CBD同样优于金融街。3)500 m缓冲区范围之内,CBD和金融街办公集聚区内的所有站点周围的写字楼个数均在15个以上,东四十条站周边的写字楼个数最多,建国门站最少;1 000 m缓冲区范围之内,所有站点周围的写字楼个数均在40个以上,国贸站最多,西单站最少。4)在工作时间段和非工作时间段,CBD和金融街轨道交通往来客流量具有相同的总体特征:当客流量方向为CBD—金融街方向时,东直门站点的最大客流量线路最多;当客流量方向相反时,西直门站点的最大客流量线路最多。5)在工作时间段和非工作时间段,CBD和金融街的空间联系都具有错位规律:当客流量方向为CBD—金融街时,主要联系方向为CBD北部向金融街中北部;当客流量方向相反时,主要联系方向为金融街北部向CBD南部。

基于乘客密度的12m城市客车座椅数目确定方法

为选用合理的座椅布置来适应运营时段内客流的变化,提高城市客车服务能力,调查了坐姿乘客在车厢地板上的平均投影面积,明确了划分不同运营时段的判别准则,提出了1种综合考虑坐姿和站立乘客的乘客密度指数,分析了车上人数和高峰流量系数对座椅数目最优解的影响;提出了公交线路上采用单一座椅布置情形下的12m城市客车最优座椅数目确定方法,分析了座椅布置与运营时段之间的匹配方法,运用西安市7条公交线路的客流数据验证了模型的可行性,分析了3种常见座椅布置对运营时段和线路属性的适应性。结果表明:坐姿乘客在车厢地板上的平均投影面积为0.35 m2/人;高峰客流系数是影响12 m城市客车座椅数目的关键因素;公交线路单一座椅布置的座椅数目推荐值为21~43座;控制实际座椅数目与最优解的偏差在2个座位以内且满足通用布置原则要求时,可使座椅布置适配公交线路的效果达到最佳。