考虑乘客出行数据的城市轨道交通有效路径集生成方法

有效路径集合生成是城市轨道交通断面客流预测、线网运力计算和客流分析的基础。为解决传统有效路径生成中存在的各路径有效程度无法评估、线性约束无法赋权的问题,降低问卷随机性对最终路径集生成的影响,本文在传统有效路径问卷调查数据的基础上,对乘客出行路径选择行为进行分析并做出假设,引入乘客出行时长,针对处于不同时长聚类簇下的有效路径分别建立评估模型,提出1种有效路径集生成方法。将轨道交通网络中站点和线路分别抽象为节点和边,构建轨道交通网络有向图;考虑出行路径类型、乘客出行主观因素以及乘客出行密度分布规律,利用自适应的DBSCAN算法处理乘客出行时长数据,以各时长下的出行密度为基准划分聚类簇,以聚类簇及其属性为输入,构建Logit模型并以其评估结果替代传统有效路径生成中的线性条件约束,并独立计算各簇所代表潜在有效路径的有效性权重,基于有效路径出行时长区间的连续性特点获取有效路径集。以广州地铁线网中多对出行OD为例进行验证,结果表明:结合乘客出行数据聚类分析后所得到的有效路径集,调整兰德系数为0.652,相比于其他传统路径算法的生成结果,提升了0.379;同时在路径总时长-换乘次数平面上所产生的集合边界更为平滑,对复杂线网与快速变化的新开线网拥有更强的适应性。

基于改进最短路径法的城市轨道交通有效路径集生成建模

在充分考虑轨道交通网络结构及旅客实际出行特点的基础上,对轨道交通网络的线路和站点进行次序化处理,并用“单位区间”相连的形式表示各线路。基于路径选择影响因素分析,构造两个关于全网“单位区间”出行费用的邻接矩阵。对照网络拓扑图,在最短路径法基础上改进并构建了有效路径搜索模型。实例分析表明,所提方法可以合理生成有效径路集,并包含换乘虚拟路径,可为后续研究提供较好的路径结构基础。

直通运营下城轨市域线与市区线直通区段通过能力研究

直通运营模式下,城轨市域线列车与市区线列车组合运营,列车制式与开行方案的差异影响着直通区段通过能力。本文基于列车追踪与越行的4种运营模式,考虑城轨市区线对直通列车运行速度的制约,采用基于图解的计算分析方法,将列车运行周期划分为若干个列车组合,运用异质列车旅行时间差与列车追踪间隔计算列车组合时间,提出了异质列车开行方案与制式差异复合影响下的直通区段通过能力计算方法。最后,依托南京地铁2号线与S6号线的线路数据与列车运行数据,通过设计的列车停站方案验证了方法有效性,并分析了直通区段通过能力的主要影响因素。研究结果表明,直通列车与本线列车开行比例相同时直通区段通过能力最小;随着本线列车开行比例的上升、直通列车越站次数减少,直通区段通过能力不断增大;直通列车采用非站站停追踪模式或越行1次模式时,直通区段通过能力相近,且相较于越行2次模式时通过能力更大;直通列车站站停模式下,直通区段通过能力受异质列车加、减速性能影响显著。研究成果可为实施直通运营的线路通过能力可行性判定与列车开行方案的制定提供参考。

面向大客流的城轨备用车投放车站选择与优化模型

为快速疏解城轨线路上车站的大客流,减少乘客的等待时间,研究了备用车投放问题,在考虑列车追踪关系、列车停站时间等约束的基础上,建立了综合备用车投放时机确定、投放最佳车站选择和时刻表动态调整的多目标优化模型,界定了城轨备用车开行条件,提出了城轨备用车投放时机的定量化判定方法,用0-1变量表征车站是否具备备用车投放条件,并将其作为模型输入,以减小大客流车站乘客等待时间和降低运行图偏离时间(延误时间)为优化目标,构建了备用车投放的混合整数非线性规划模型,该模型通过比较不同的备用车投放方案效率得到最佳的备用车投放车站和后续开行计划,为同时求解0-1变量与连续变量,设计了带惩罚函数的改进粒子群优化算法求解模型。研究结果表明:该方法可对所有符合备用车开行条件的车站制定投放方案,并进一步筛选出最优的备用车投放车站,最多可减少1318209 s的乘客等待时间,优化效率为21.9%,且改进的粒子群优化算法对混合整数非线性规划模型的适用性较好,相比于既有城轨线路列车运行调整和时刻表优化方法,本文提出的方法在应对突发大客流的备用车投放时机上做出了更加定量化的判断,优先考虑了大客流车站的疏解能力和效率,并优化了备用车与后续列车的开行方案,可以有效解决高峰时段车站大客流问题。