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。     

基于朴素贝叶斯的城市轨道交通网络客流动态分配模型

为解决传统城市轨道交通网络客流动态分配模型分配均衡度低的问题,提出基于朴素贝叶斯设计城市轨道交通网络客流动态分配模型.通过识别城市轨道交通网络断面客流量,提出城市轨道交通网络客流动态分配的目标函数,标定客流动态分配参数,计算网络客流动态分配量,采用朴素贝叶斯分类方法确定城市轨道交通网络客流动态分配模型.实证表明,设计模型的分配均衡度最小为1.0,远高于对照组,证明此方法可有效缓解传统城市轨道交通网络客流动态分配模型分配均衡度低的问题.     

城市轨道交通网络可靠性分析

为预防突发事件对城市轨道交通网络的影响,提高应变能力、增强运营稳定性,有必要对其网络可靠性进行分析。以上海市轨道交通网络为实证对象,基于L空间和P空间方法建立两种网络拓扑结构,分析其复杂网络的静态特性。提出针对车站删除方法的4种攻击策略,并对各种攻击策略下网络可靠性的变化进行比较分析。结果表明,轨道交通车站网络和换乘网络对随机攻击具有鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性;动态攻击策略对网络可靠性的影响比静态攻击策略更大。     

城市轨道交通网络短时客流OD估计模型

基于状态空间方法构建适用于城市轨道交通网络的短时客流OD(origindestination) 估计模型.利用自动售检票数据分析得到OD间乘客行程时间分布特征,构建基于行程时间分布的客流到达系数,以此建立OD流与车站进出站客流间相互关系,并以车站客流分离率为状态变量构建结构化OD矩阵估计状态空间模型.以北京市轨道交通为对象进行案例分析,结果表明,当估计时段长度为15 min 时,估计平均相对误差为 35.5%;为30 min 时,估计平均相对误差为20.4%;为60 min 时,估计平均相对误差为 16.3%.所构建模型能能有效解决城市轨道交通短时客流估计问题,具有一定的实用性.     

城市轨道交通网络新线接入后的客流预测

城市轨道交通网络新线接入后,网络拓扑结构和客流时空规律都将发生较大变化。提出通过可达性指标将进出站量预测、OD分布量预测、基于路径选择模型的随机客流分配等阶段关联,构建客流预测模型。进出站量预测时,构建土地利用替代指标,避免对新车站周边土地利用、社会经济属性等进行调查;同时由目的地选择效用计算得到车站可达性指标,描述车站位置对进出站量的影响。OD分布量预测时,构建目的地选择模型,可适应拓扑变化后的场景,模型中OD可达性指标由路径选择效用计算得到。构建的路径选择模型,综合考虑了影响乘客路径选择的各因素。最后,对广州市地铁6号线接入后的客流进行建模预测,各模型参数均符合统计检验要求且客流预测精度较高。     

基于客流量的城市轨道交通网络站点重要度评估方法

针对轨道交通网络中现有的站点重要度评估方法精度低的问题,提出一种基于客流量的城市轨道交通网络站点重要度评估方法,筛选出城市轨道交通网络的重要站点.采用Space L方法构建轨道交通加权网络模型,通过分析客流量比例系数和节点效率对站点的作用,设计站点重要度贡献矩阵,以纽约轨道交通网络为例,采用最大连通子图比例和网络平均效...     

城市轨道交通网络化客流特征及成长规律——基于京沪穗深城市轨道交通网络客流数据分析

中国各大城市轨道交通将陆续进入网络化运营阶段,然而对于网络化进程中客流特征及成长规律尚缺乏深入细致的分析与研究。对北京、上海、广州、深圳4个城市轨道交通网络化进程中的客流特征及成长规律进行系统总结,涉及客运量及客运强度、断面客流量分布、线网换乘系数、乘距与运距、客流时间分布等。同时,针对轨道交通沿线土地利用、线网规模、服务水平、票制票价等影响客流特征变化的主要因素进行分析。在此基础上,对当前中国城市轨道交通规划、建设、运营组织的若干关键问题提出建议。     

城市轨道交通客流分析

在城市轨道交通的规划设计中,客流资料是项目的必要性论证、方案比选、确定系统规模、进行效益分析的基础.通过对我国十几座城市轨道交通系统30多条线路客流预测资料的分析,结合规划设计的技术决策过程和处理实际问题时的思路,建立了客流分析方法,提出不能仅靠"远期高峰小时单向最大断面客流量"来确定系统规模,应考察单向"最大断面客流量"是否能得到"高断面流量区间"的支撑;阐明了客运量可能的发展趋势;建立了以车站、路段为单元的客流空间分布研究方法和全日客运量时段分布研究方法;提出了应对系统、环境发生变化时的客流预测结果的调整方法.     

基于复杂网络的南京城市轨道交通站点重要度评估

随着城市化进程的迅速推进以及大都市城市轨道交通网络化运营的逐步实现,城市轨道交通在城市交通系统中扮演的角色越来越重要,一旦城市轨道交通网络中的重要节点发生了紧急事件,必然会严重影响到城市轨道交通的正常运营。本文主要利用复杂网络理论对城市轨道交通网络进行分析,首先介绍了城市轨道交通网络的复杂网络特征,在此基础上提出利用SpaceL方法构建城市轨道交通网络拓扑结构,并且使用TOPSIS方法构建基于城市轨道交通网络特性的节点重要度评估模型,以南京地铁为例,得出南京城市轨道交通站点重要度排序。确定城市轨道交通中的关键节点,可以给城市轨道交通网络可靠性的研究提供很大的帮助,对于城市轨道交通网络的优化有着重要的意义。     

城市轨道交通网络客流大数据可视化

客流分析是轨道交通运营组织的基础,传统的客流分析方法无法从海量的乘客历史出行大数据中提取与挖掘乘客出行规律和特征。大数据可视化为获得洞察大规模复杂客流数据能力提供支撑。基于城市轨道交通网络实际运营需求,从客流认知、可视化、人机交互的综合视角出发,基于GIS地图、网络迁徙图、日历图、散点图、弦图等可视化图形,研究大规模复杂网络OD客流、断面、进出站和换乘客流大数据可视化的运营需求关键技术与实现方法。对上海城市轨道交通网络客流大数据进行实例分析,可视化展示结果有利于运营管理人员掌握网络客流时空变化特征以及演变规律,为制定科学行车与客运组织方案提供决策依据。     

重大公共卫生灾害主动限流背景下城市轨道交通网络集成韧性

分析了重大公共卫生灾害对城市轨道交通网络集成韧性的影响机理;基于韧性曲线模型对传统韧性测度方法进行了修正,构建了面向重大公共卫生灾害影响的城市轨道交通网络集成韧性测度方法;评估了城市轨道交通网络节点重要度水平,运用复杂网络构建了城市轨道交通网络拓扑模型,对节点客流进行了模拟分配;应用SEZIR传染病传播模型模拟了灾害传播过程,研究了城市轨道交通在重大公共卫生灾害背景下的集成韧性水平演化规律;以西安市疫情发展过程为研究对象,对主动客流限制下城市轨道交通网络的集成韧性水平进行了模拟和数值分析。研究结果表明：主动客流限制措施能够有效提高城市轨道交通网络对重大公共卫生灾害的阻断能力,当客流限制水平达到30%后,重大公共卫生灾害传播过程趋于平缓;主动客流限制措施会直接导致城市轨道交通网络运行效率降低,但能够提升城市轨道交通网络在重大公共卫生灾害影响下的集成韧性水平;当客流限制水平分别为70%、40%和20%时,城市轨道交通网络集成韧性水平的改善提升效果更加明显,累积改善效果分别可达到10.73%、46.87%和226.81%。     

客流特征视角下的轨道交通网络特征及其脆弱性

为提高城市轨道交通网络脆弱性评估的客观性, 将乘客需求特性集成到网络脆弱性的计算中; 在城市轨道交通网络Space L空间下静态拓扑结构的基础上, 以客流为权重建立了轨道交通加权网络; 基于客流指标提出了车站连接强度和加权节点介数, 用于反映动态网络结构特征, 度量节点间相互作用强度; 针对城市轨道交通网络客流的时空特性, 结合网络客流需求特性, 基于出行消耗最大容限阈值, 构建了站点故障条件下的乘客有效路径子图和网络客流的OD损失率, 进而评估城市轨道交通网络的脆弱性; 以西安城市轨道交通网络为例, 从网络客流视角分析了城市轨道交通网络特征及其脆弱性。研究结果表明: 西安市轨道交通网络具有小世界网络特性, 平均路径长度为10.7, 其中小寨站和北大街站为网络关键节点, 其车站连接强度分别为166 795、149 059, 加权节点介数分别为0.365、0.369, 这两个站点的中断对西安市轨道交通网络效率的影响分别为40.1%、39.4%;乘客出行容限阈值极大地影响着网络中站点的重要性排序, 网络脆弱性随着乘客出行容限阈值的增大而逐渐降低; 脆弱性与介数的相关性强于脆弱性与度和强度的相关性, 随着出行容限阈值的增大, 加权介数与其脆弱性的关联性逐渐降低。可见, 提出的计算指标和方法突出了客流特征与乘客需求对轨道交通网络脆弱性的影响, 能够很好地体现轨道交通网络的功能特性。     

城市轨道交通沿线常规公交线网评价分析

城市轨道交通的建设使得城市公共交通形成典型的层次结构特点,常规公交系统与轨道交通系统的衔接协调性的好坏将直接影响整个公交系统的运营状况。以城市轨道交通为出发点对其沿线的常规公交线网进行评价研究,构建评价指标体系,采用灰关联分析法对公交线网进行综合评价,并将此方法运用到南京市地铁2号线沿线的常规公交线网的优化调整中,取得良好的实践效果。     

城市轨道交通旅客满意度分析与评价

以城市轨道交通发展现状为基础,分析乘客满意度影响因素,确定城市轨道交通旅客满意度评价指标体系的建市原则。运用结构化层次设定指标,建立城市轨道交通旅客满意度评价指标体系。并将评价指标量化,分层确定评价指标权重,最后进行一致性检验,验证评价体系的可行性。     

基于溢出交通需求的城市轨道交通线网规模测算模型

为了从道路建设的程度测算城市轨道交通线网的规模, 分析了目前国内采用的轨道交通线网规模测算方法, 提出了基于溢出交通需求的轨道交通线网规模测算模型。在保证规划年城市道路网能维持一定的服务水平的前提下, 测算出城市交通总需求相对于道路供给的溢出量, 将溢出交通需求换算成客运量转由轨道交通承担, 利用轨道交通线网的负荷强度指标进而可确定轨道交通线网规模, 并采用不同的方法对2020年西安市轨道交通线网规模进行了测算。测算结果表明: 按出行需求推算的线网规模为103.68km, 从财政实力“可能”的角度分析为66.32~94.74km, 基于溢出交通需求推算为95.89km, 计算结果基本一致, 说明提出的测算模型可行。     

基于解释结构模型的城市轨道交通系统优化

城市轨道交通系统是涉及多学科、多专业领域、多功能和多任务的复杂大型信息系统,系统设计在系统建设中至关重要．文章分析了大型复杂系统的系统结构框架设计的一般方法,采用解释结构模型法对城市轨道交通系统体系结构框架进行了优化分析,从而搭建了一个城市轨道交通系统的基本顶层框架模型,以期对城市轨道交通系统的标准体系建设提供参考,同时对研究和探索、完善系统设计方法及城市轨道交通系统各子系统设计提供依据．     

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1 318 209 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。     

城市轨道交通车站内客流组织

简要地阐述了影响轨道交通换乘的两个主要问题,并就其中换乘站内客流的组织问题做了详细研究。在分析换乘站内客流特征的基础上,考虑乘客客流的构成和分布及影响协调组织客流的因素,提出优化站内客流组织的措施。     

城市轨道交通对城市发展的支持和引导作用——以北京城市轨道交通为例

城市轨道交通对城市的发展具有极大的支持和引导作用。本文以北京市轨道交通规划和建设情况为例,分析了北京市轨道交通线网规划和北京城市总体规划的关系,分析阐述了轨道交通与城市形态、土地利用的相互作用。分析表明轨道交通可以促使中心城土地功能布局的调整和优化,引导新城的合理发展,要通过科学合理的规划控制,为建设宜居城市提供有力保障,实现城市的可持续发展．     

城市轨道交通规划网络与城市规划的综合协调性量化分析

运用分形理论分析了城市轨道交通规划网络与城市规划在多半径多方向的综合协调性; 基于网络等效长度提出了城市轨道交通规划网络的扇形维数和城市道路规划网络的扇形维数, 基于等效车站提出了城市轨道交通规划车站的扇形维数; 借鉴人口分形维数, 提出了城市交通需求的扇形维数; 运用4个扇形维数, 建立了基于向量相似度和分维一致性的城市轨道交通规划网络与城市规划的综合协调性评估指标; 以南充市2种城市轨道交通规划网络方案为例, 研究了城市轨道交通规划网络与南充市城市规划的综合协调性。研究结果表明: 随着研究半径的增大, 扇形维数的均值逐渐减小, 与城市轨道交通规划网络和城市规划的情况相一致; 城市轨道交通规划网络与城市规划的向量相似度越高, 其在方向上的匹配程度越高; 城市轨道交通规划网络与城市规划的分维一致性越强, 其在研究区域内的协调性越高; 仅从分维一致性不能全面反映城市轨道交通规划网络与城市规划的协调性, 需要结合向量相似度与分维一致性全面分析; 城市轨道交通规划网络与城市规划的协调性随研究半径的变化而改变, 当研究半径分别为3、6、9、12、15 km时, 方案1与南充市城市规划的综合协调性指标分别为0.48、0.45、0.40、0.53、0.43, 方案2与南充市城市规划的协调性指标分别为0.40、0.50、0.48、0.51、0.47;2种方案与城市的协调性指标与实际情况相符合。可见, 本文计算的指标和方法适用于城市轨道交通规划网络与城市规划的综合协调性评价。