城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論及方法研究（可編輯）

1、城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論及方法研究 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論及方法研究 作者:房霄虹周磊山教授導(dǎo)師:北京交通大學(xué)年月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明學(xué)位論文作者簽名:殤霄杰簽字日期:,口年,月日中圖分類號(hào):. 學(xué)校代碼:. 密級(jí):公開北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論及方法研究 巧似

2、學(xué) 號(hào):作者姓名:房霄虹導(dǎo)師姓名:周磊山 職 稱:教授學(xué)位類別:工學(xué) 學(xué)位級(jí)別:博士學(xué)科專業(yè):交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理 研究方向:城市軌道交通北京交通大學(xué)年月致謝本論文是在我的導(dǎo)師周磊山教授的嚴(yán)格要求和悉心指導(dǎo)下完成的。自師從周老師開始研究生學(xué)習(xí)開始,他淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、誨人不倦的師者風(fēng)范、精益求精的工作作風(fēng)、樂觀豁達(dá)的生活態(tài)度,特別是一絲不茍、刻苦鉆研的科研精神都深深地感動(dòng)著我、激勵(lì)著我,使我有勇氣去克服學(xué)習(xí)、工作、生活中的一次次困難,使我有信心去完成在科學(xué)研究道路上的一次次超越。可以說,我的每一次進(jìn)步,都傾注了周老師大量的心血。在此,謹(jǐn)向周老師致以我最誠摯的謝意。感謝交通運(yùn)輸學(xué)院的劉軍教授

3、、林柏梁教授、何世偉教授,他們對(duì)我的工作提出了許多中肯的意見和建議,幫助我明確了論文進(jìn)一步修改和完善的方向,使我的研究更加成熟,在此表示深深地感謝感謝我的師兄樂逸祥副教授、孫琦博士、陳雍君博士、秦勝博士、夏明博士以及我的師弟、師妹們,他們,在迷茫時(shí)給予我方向,在困苦時(shí)給予我力量,陪伴我走過人生的一次次得意與失意,一直給我以支持和鼓勵(lì)。感謝我的同學(xué)王寒凝、王永明、孫新宇、李杰等,他們用樂觀向上的精神渲染了我論文寫作期間的那一段困苦的蒼白,并以力所能及之力對(duì)我的論文寫作與修改給予了極大地幫助和指導(dǎo)。論文雖然是本人所寫,但每一字每一句都凝聚著他們的一份心血。最后,感謝我的父母,感謝他們對(duì)我一如既往的

4、支持和奉獻(xiàn)。感謝我的愛人周勃,感謝他一直做我最堅(jiān)實(shí)有力的后盾,使我安心、順利地完成博士階段的學(xué)習(xí)。以及感謝所有給予我關(guān)心和幫助的親人、朋友們。他們都將永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的最大動(dòng)力。博士研究生的求學(xué)生涯,使我有機(jī)會(huì)在學(xué)術(shù)的海洋中邀游,在一片靜謐中感受別人不一樣的天空,這段難得的人生經(jīng)歷將使我畢生難忘。在這一段平常而不平凡的人生旅途中,悄然承受了許多無私的幫助,對(duì)每一份幫助我都心懷感恩,在此一并表示衷心的謝意。運(yùn)行的協(xié)調(diào)性,對(duì)提升網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理的水平,更好地發(fā)揮軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體能力和綜合效益,實(shí)現(xiàn)運(yùn)營的高效、安全和可靠非常重要。針對(duì)我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的現(xiàn)狀,在充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上

5、,本文以城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織為研究對(duì)象,以網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)高效為根本目標(biāo),展開了一系列的相關(guān)研究。本文對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織及其呈現(xiàn)的新特點(diǎn)進(jìn)行了研究,闡述了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)及其內(nèi)涵。對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織所涉及的協(xié)調(diào)優(yōu)化問題進(jìn)行了簡單分析,初步建立了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論研究的基本體系,并界定了論文的研究范圍和主要內(nèi)容。對(duì)成網(wǎng)條件下軌道交通客流需求的網(wǎng)絡(luò)化特性和動(dòng)態(tài)性變化進(jìn)行了分析研究,總結(jié)了客流隨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演變的變化規(guī)律。結(jié)合此后介紹的常規(guī)公交競爭與協(xié)作模式下的客流預(yù)測方法,可形成中長期客流預(yù)測技術(shù)。在軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流分配方面,建立了一種

6、考慮擁擠對(duì)路徑廣義費(fèi)用影響的多路徑出行選擇隨機(jī)用戶平衡客流分配模型,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的蟻群算法搜尋短路與動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法回溯驗(yàn)證相結(jié)合的短路混合算法,且通過部分軌道交通路網(wǎng)客流數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型和算法的有效性。本文從超長線路列車運(yùn)行交路設(shè)置、市郊軌道交通跨站停列車開行及覆蓋區(qū)域重合線路的共線運(yùn)營三個(gè)方面,探討了網(wǎng)絡(luò)條件下城市軌道交通行車組織可能出現(xiàn)的新問題。尤其針對(duì)跨站停列車的停站方案設(shè)計(jì),根據(jù)線路的長、短途客流特點(diǎn)和通過能力利用狀況,建立了以運(yùn)營企業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益最大化和旅客總出行時(shí)間最小化為目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型,并設(shè)計(jì)了蟻群算法對(duì)模型進(jìn)行求解,最終得到了跨站停列車開行的停站方案、服務(wù)頻率以及該方案下的社

7、會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和總旅行時(shí)間。借鑒交通流理論的基本思想和相關(guān)方法,發(fā)現(xiàn)了各線列車開行密度配置方案間存在的影響因素和約束關(guān)系,并定量描述了單條線路列車開行密度的傳播北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文規(guī)律。利用超網(wǎng)絡(luò)流理論對(duì)網(wǎng)狀線路列車開行密度配置問題進(jìn)行了描述,進(jìn)而將問題轉(zhuǎn)化為部分與整體的關(guān)系進(jìn)行分階段求解。根據(jù)現(xiàn)有研究成果,總結(jié)了獨(dú)立線路不同運(yùn)營模式條件下的列車開行密度配置方案的求解方法。并且在單獨(dú)線路列車開行密度配置已確定條件下,建立了網(wǎng)絡(luò)化列車開行密度配置關(guān)系協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)指標(biāo),并通過方法對(duì)任意兩線路列車開行密度的配置進(jìn)行協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià),最終得到了各列車開行密度配置協(xié)調(diào)與否的評(píng)價(jià)結(jié)果及導(dǎo)致不協(xié)調(diào)存在的原因。在各線

8、路列車運(yùn)行圖己獨(dú)立鋪畫完成的條件下,根據(jù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流特點(diǎn),兼顧多線換乘銜接的便捷性和合理性,在保證運(yùn)營費(fèi)用不增加的條件下構(gòu)造了一個(gè)以旅客換乘及等待時(shí)間最少為目標(biāo)的多向列車換乘銜接模型。同時(shí)結(jié)合列車到發(fā)時(shí)刻在換乘節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的銜接與網(wǎng)絡(luò)換乘節(jié)點(diǎn)間的外部協(xié)調(diào),提出了分層協(xié)調(diào)的優(yōu)化策略,最終通過平移線路列車運(yùn)行圖的方法實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行的綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化。關(guān)鍵詞:城市軌道交通;網(wǎng)絡(luò)化;運(yùn)輸組織;客流分配;協(xié)調(diào);優(yōu)化分類號(hào):.瑚 , 劬 印?、伊 ,. . . 、, 舵 .似的.,也 、 、,鑼 鋤鋤叼舶 姍觚 、 ,巧 ,他 吼 伍,嘶, . 仃,印 諏的切 .傳拓,.七】峪仃 ., ,、: 倆饑

9、,.、】、,功 觚, ., ?.硼, 啪打鋤,. ,脅 鋤 ? “ :.耐譏曲 仃咖.】,舶 ?印,.砌:.觚鋤. 碼撇 印,。場? ,謝。廿 ., .酊印印砌 砜咖。也 ,療,仃.:躉 、猢 .猢 啪 、卜巧, ?時(shí).硼.印、仃猢, 曲舊., ,砌仃觚. ?鋤, 耐觚,抽乜鋤 , . 工. 扛.協(xié), 一,協(xié)虹.: 仃仃觚;咖; ; ;: .目錄中文摘要一一緒論.研究的背景與意義.研究的背景?.研究的意義?一.國內(nèi)外城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀.國外城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀.國內(nèi)城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀?.國內(nèi)外城市軌道交通運(yùn)輸組織研究現(xiàn)狀.城市軌道交通客運(yùn)需求預(yù)測及分析?一.城市軌道交通移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)配置?一

10、.網(wǎng)絡(luò)化列車運(yùn)行的微觀協(xié)調(diào)?一.本文的主要研究內(nèi)容及框架結(jié)構(gòu)?.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織概述?.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的概念及內(nèi)涵?。.我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的新特點(diǎn)?.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)高效的標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)涵?一.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論研究體系一.本章小結(jié)?.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流分析?.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流的形成?一城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流特征一.城市軌道交通總體客流變化趨勢.不同階段客流量變化趨勢分析.線網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化對(duì)軌道交通客流的影響.城市軌道交通客流預(yù)測?.城市軌道交通客流預(yù)測的現(xiàn)狀北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文.城市軌道交通客流預(yù)測內(nèi)容?.常規(guī)公交競爭及協(xié)作模式

11、下的客流預(yù)測“四階段法”.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流的分配?.:?.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化客流分配基本思路?.綜合出行阻抗函數(shù)的建立?.網(wǎng)絡(luò)化客流分配求解算法?.算例分析.本章小結(jié)網(wǎng)絡(luò)條件下城市軌道交通行車組織的新問題?.軌道交通線網(wǎng)超長線路的列車運(yùn)行交路的設(shè)置.軌道交通超長線路的出現(xiàn)及其交路設(shè)置問題.城市軌道交通列車運(yùn)行交路的基本形式?.軌道交通超長線路交路形式的確定?.市郊軌道交通線路組織跨站停列車運(yùn)行的問題.組織跨站停列車運(yùn)行的必要性和可行性?.組織跨站停列車運(yùn)行的客流條件?.組織快慢車運(yùn)行的停站方案優(yōu)化模型.停站方案優(yōu)化模型的算法研究.算例?.覆蓋區(qū)域重疊線路的共線運(yùn)營問題?.共線運(yùn)營的必要性

12、?.共線運(yùn)營的基本形式?.共線運(yùn)營面臨的問題?.列車共線運(yùn)行方案?.本章小結(jié)網(wǎng)狀線路列車開行密度配置方案.合理設(shè)置線路列車開行密度的意義?.列車開行密度網(wǎng)絡(luò)傳播特性分析.整體網(wǎng)絡(luò)受局部線路影響的原因?.時(shí)段的劃分?.密度傳播特性?.目錄.城市軌道交通列車開行密度配置問題超網(wǎng)絡(luò)描述。.獨(dú)立線路列車開行密度配置優(yōu)化模型?。.前提假設(shè).單停站方式多種折返區(qū)段線路列車開行密度配置?.單折返區(qū)段多種停站方式的線路列車開行密度配置.網(wǎng)絡(luò)條件下線路間列車開行密度配置關(guān)系協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)?.網(wǎng)絡(luò)化列車開行密度配置協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?.列車開行密度配置關(guān)系協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)方法?.網(wǎng)絡(luò)化列車開行密度配置方案協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)案例分析.本

13、章小結(jié)?.基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的路網(wǎng)列車運(yùn)行圖優(yōu)化?.城市軌道交通列車運(yùn)行圖?.車體自動(dòng)優(yōu)化配置與運(yùn)行圖自動(dòng)鋪畫相結(jié)合的線路列車運(yùn)行圖編制?.基于到發(fā)時(shí)刻銜接協(xié)調(diào)的低峰網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行圖優(yōu)化.網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行圖協(xié)調(diào)優(yōu)化背景?一.網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行協(xié)調(diào)基本思路.銜接緩沖時(shí)間.前提假設(shè)及變量說明.網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行協(xié)調(diào)數(shù)學(xué)建模一.網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化模型求解?. .算例?.本章小結(jié)總結(jié)與展望.論文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn).研究展望參考文獻(xiàn)作者簡歷?一獨(dú)創(chuàng)性聲明?一學(xué)位論文數(shù)據(jù)集?.北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文表目錄表目錄表.北京市軌道交通路網(wǎng)建設(shè)時(shí)序表表. 北京市各年度地鐵票價(jià)及客流量數(shù)據(jù)?.表.市城市軌道交通網(wǎng)各換乘站換乘走行時(shí)間?一

14、表.市城市軌道交通區(qū)段列車運(yùn)行時(shí)間?一表市城市軌道交通客流分配相關(guān)參數(shù)取值.表. 市城市軌道交通客流.矩陣?.表. 市城市軌道交通各對(duì)間有效路徑數(shù)量表.市城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的客流分配結(jié)果?一表.市城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)換乘站客流統(tǒng)計(jì)?表.市軌道交通線站間距及區(qū)段運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)?一表. 市軌道交通線相關(guān)數(shù)據(jù).表.客流表表市軌道交通線列車開行原始方案?一表. 停站方案計(jì)算結(jié)果?.表. 列車開行密度配置關(guān)系協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)指標(biāo)?一表.北京市軌道交通網(wǎng)各列車開行密度變化點(diǎn)各時(shí)段發(fā)車間隔?一表.北京市軌道交通換乘站各銜接線路的運(yùn)營穩(wěn)定時(shí)間段?一表. 評(píng)價(jià)指標(biāo)初始數(shù)據(jù)?表. 評(píng)價(jià)結(jié)果?.表. 銜接類型表. 計(jì)算結(jié)果表?

15、號(hào)線各換乘站的各次列車到發(fā)時(shí)刻?.表. 號(hào)線各換乘站的各次列車到發(fā)時(shí)刻?.表 號(hào)線各換乘站的各次列車到發(fā)時(shí)刻?.表。 換乘站換乘客流?.表.換乘站換乘客流?.表.換乘站換乘客流?一表.換乘站換乘客流?一表. 換乘站換乘客流?.,北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文表.各換乘站進(jìn)站客流?表.各換乘站出站客流?圖.圖.圖.圖?圖.圖.圖.圖.圖.圖?圖.圖?圖.圖?圖.圖.圖.圖.圖.圖.圖?圖?圖.圖.圖?圖.圖.圖.北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文圖.共線運(yùn)行形式一?.圖.共線運(yùn)行形式二圖.共線運(yùn)行形式三?.圖.軌道交通單條線路示意圖圖.簡單軌道交通網(wǎng)絡(luò)示意圖圖.簡單軌道交通網(wǎng)絡(luò)示意圖?圖. 網(wǎng)絡(luò)列車開行密度配置

16、問題超網(wǎng)絡(luò)圖示?圖.單一交路列車運(yùn)行圖?圖.大小交路銜接列車運(yùn)行圖圖.大小交路嵌套列車運(yùn)行圖圖.環(huán)形交路列車運(yùn)行圖?圖.第一階段基本運(yùn)行圖編制流程?.圖.第二階段車體配置與運(yùn)行線調(diào)整流程?.圖.某換乘站線路到達(dá)列車與線路出發(fā)列車的銜接關(guān)系圖.平移前換乘站到達(dá)客流候車時(shí)間示意圖.圖?平移后換乘站巳到達(dá)客流候車時(shí)間示意圖.圖.簡單軌道交通算例網(wǎng)絡(luò)示意圖?.緒論緒論.研究的背景與意義.研究的背景我國人口與經(jīng)濟(jì)的增長帶動(dòng)了交通出行量的大幅增長,城市軌道交通以其大容量、高速度、安全可靠、準(zhǔn)點(diǎn)舒適等特點(diǎn)成為了城市居民出行首選的公共交通方式,是我國城市綜合交通運(yùn)輸體系中的骨干力量。當(dāng)前,我國的城市軌道交通已

17、經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期,隨著城市軌道交通新線的不斷建設(shè)和投入使用,北京、上海、廣州等特大城市軌道交通路網(wǎng)已經(jīng)初具規(guī)模,網(wǎng)絡(luò)化特征日益凸顯。到年,北京將建成“三環(huán)、四橫、五縱、八放射”共條線、的軌道交通網(wǎng)絡(luò),每天承載客流量比例將由目前的%提高到%;到年,上海將形成條線、總計(jì)的軌道交通線網(wǎng)規(guī)模,形成“四縱三橫”的城市軌道交通網(wǎng);到年,廣州將建成條線、總運(yùn)營里程的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)。城市軌道交通開始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展時(shí)代。而隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的快速推進(jìn),軌道交通運(yùn)營模式也由單線相對(duì)獨(dú)立運(yùn)營管理逐步向多線綜合運(yùn)營管理的方向轉(zhuǎn)變,形成了軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的新局面。網(wǎng)絡(luò)條件下,城市軌道交通系統(tǒng)各線路間不可

18、避免地存在相互作用和影響,這種影響主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一方面,多條線路的交匯使客流在不同線路區(qū)域間移動(dòng),一條線路、一個(gè)換乘點(diǎn)客流的突變都將引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)客流的變化,致使客流在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上重新分布;另一方面,多條線路在換乘站交匯,使得不同線路間通過換乘站產(chǎn)生直接或間接聯(lián)系,不同線路的列車開行需要在能力和時(shí)間雙方面予以匹配,對(duì)軌道交通運(yùn)輸組織的協(xié)調(diào)性要求更高。同時(shí),軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、不同軌道交通線路制式和功能的多元性、客流需求時(shí)空分布特點(diǎn)的多重性等因素都使得網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理的難度大大增加。國外在路網(wǎng)規(guī)模的軌道交通運(yùn)營管理和行車組織方面已經(jīng)做了許多研究工作,取得了一定的研究成果,為國內(nèi)的研究提供了

19、一些值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)傳統(tǒng)鐵路經(jīng)過多年積淀也在運(yùn)輸組織管理領(lǐng)域積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。但是,我國城市軌道交通的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其快速擴(kuò)充的演進(jìn)過程、新線接入對(duì)既有路網(wǎng)的不斷沖擊、客流量的快速增長、按線組織車流和跨線組織客流的矛盾、不同運(yùn)營主體的利益協(xié)調(diào)等因素,決定了其與其他國家以及我國傳統(tǒng)鐵路的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織模式相比北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文存在著許多差異,為此我們不能完全照搬國外模式,也不能不分情況地挪用傳統(tǒng)鐵路的運(yùn)輸組織方法,而只能從我國城市軌道交通所特有的需求和特點(diǎn)出發(fā),深入研究符合中國國情的、滿足實(shí)際運(yùn)營需求的城市軌道交通運(yùn)輸組織方式和方法。目前,我國在單條城市軌道交通線路的運(yùn)營管理和行車組織方面

20、做了大量的研究,也取得了顯著的成果,為我國的城市軌道交通發(fā)展和運(yùn)營作出過巨大貢獻(xiàn)。然而,隨著網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展完善,現(xiàn)有的傳統(tǒng)“單線型”運(yùn)營思路和模式,已經(jīng)越來越無法適應(yīng)當(dāng)前乃至今后很長一段時(shí)間的運(yùn)輸形勢,對(duì)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營觀念,尤其是對(duì)網(wǎng)絡(luò)條件下線路間影響關(guān)系分析和協(xié)調(diào)組織的缺乏,已經(jīng)嚴(yán)重影響了軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體能力的發(fā)揮和綜合效益的提高,使得城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展和運(yùn)營面臨著日益嚴(yán)峻的矛盾和挑戰(zhàn)。.研究的意義經(jīng)過近五十年的發(fā)展,我國城市軌道交通已經(jīng)進(jìn)入了健康、有序、快速發(fā)展時(shí)期,從初期各自關(guān)聯(lián)程度不高的“各自為戰(zhàn)”獨(dú)立運(yùn)營方式正逐步向相互影響和制約的“網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)”綜合運(yùn)營方式轉(zhuǎn)變。在網(wǎng)絡(luò)條件下,

21、城市軌道交通系統(tǒng)各線路間的相互作用和影響必不可免,對(duì)軌道交通運(yùn)輸組織的協(xié)調(diào)性要求更高。但是,由于我國城市軌道交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度還處于初級(jí)階段,組織理論、運(yùn)營技術(shù)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)仍然沒有突破傳統(tǒng)“單線型”的運(yùn)營思路和模式,無法適應(yīng)當(dāng)前乃至今后很長一段時(shí)間的運(yùn)輸形勢,給城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理及其協(xié)調(diào)等方面帶來了諸多挑戰(zhàn)。因此,在我國大規(guī)模路網(wǎng)還沒有形成的今天,立足于城市軌道快速網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的現(xiàn)實(shí),在充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)、運(yùn)輸組織、信息科學(xué)技術(shù)等先進(jìn)理論和方法,以城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織理論為研究對(duì)象,深入地進(jìn)行科學(xué)研究,將具有非常重要的研究價(jià)值和極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。軌道交通網(wǎng)絡(luò)

22、形成之后,城市軌道交通客流的產(chǎn)生、時(shí)空分布以及演化將呈現(xiàn)出完全不同的特征。因而,從網(wǎng)絡(luò)演變的角度研究客流的動(dòng)態(tài)性發(fā)展變化,并以其為依據(jù)建立更準(zhǔn)確有效的預(yù)測分析技術(shù)及方法,將能夠得到更為精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)化客流數(shù)據(jù),從而為合理設(shè)置行車組織方式、均衡配置和利用運(yùn)力資源、合理安排網(wǎng)絡(luò)化列車運(yùn)行計(jì)劃提供更可靠的客流依據(jù)。隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大,線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜,客流需求也呈現(xiàn)出多樣化的特性,既有的行車組織方式已無法完全適應(yīng)客流需求的變化。因此,研究多樣化的行車組織方式,針對(duì)不同的客流特點(diǎn)提供相應(yīng)的行車組織方案,可充分滿足客流多樣化的需求,同時(shí)為制定更合理的列車運(yùn)行計(jì)劃奠定基礎(chǔ),使得客流需求與運(yùn)輸

23、供給間形成更有效的匹配關(guān)系。目前,城市軌道交通各線路的列車開行密度是在滿足基本客運(yùn)需求的條件下以運(yùn)營成本最小化為目標(biāo)單獨(dú)確定的。但在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下,網(wǎng)絡(luò)上的各相鄰線路間必然在一定程度上相互影響,而這種影響的存在使得既有的獨(dú)立線路列車開行密度配置最優(yōu)方案在網(wǎng)絡(luò)化軌道交通系統(tǒng)中未必能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。因此,探尋各線列車開行密度配置方案間存在的影響因素和約束關(guān)系、掌握制約軌道交通系統(tǒng)內(nèi)列車開行密度配置的基本規(guī)律,從而最終找到制定整體協(xié)調(diào)優(yōu)化方案的有效方法,將有利于更好地利用現(xiàn)有的運(yùn)輸能力,實(shí)現(xiàn)乘客的高效疏導(dǎo)和高水平的客運(yùn)服務(wù),提高軌道交通列車運(yùn)行的安全性、快速性和舒適性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步、

24、物質(zhì)文化水平的提高,人們對(duì)出行的需求已不僅僅滿足于安全到達(dá)目的地,同時(shí)也對(duì)出行的便捷性、舒適性等提出了更高的要求。以換乘站銜接時(shí)刻協(xié)調(diào)為目標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化列車運(yùn)行優(yōu)化,可以使換乘站不同線路列車的到發(fā)時(shí)刻銜接更加合理,進(jìn)而有效減少乘客不必要換乘等待時(shí)間,提高乘客出行便捷性,進(jìn)一步提高城市軌道交通所提供的乘客服務(wù)水平,提升城市軌道交通參與城市公共交通的競爭力。綜上所述,城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理對(duì)運(yùn)輸組織提出了進(jìn)一步精細(xì)化管理的要求,一方面要充分實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營的高效率和低成本,另一方面要為乘客提供安全、快速、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適和人性化的高質(zhì)量服務(wù)。而這一目標(biāo)則必然要通過客流需求與運(yùn)輸能力供給的協(xié)調(diào)、網(wǎng)狀

25、線路移動(dòng)設(shè)備資源配置的協(xié)調(diào)和網(wǎng)絡(luò)化列車運(yùn)行時(shí)刻的協(xié)調(diào)等幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)。為此,從路網(wǎng)運(yùn)營管理的角度有必要進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)客流分析預(yù)測的準(zhǔn)確性、線網(wǎng)運(yùn)力資源配置的均衡性、網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行的協(xié)調(diào)性,從而提升網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理的水平,更好地發(fā)揮軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體能力和綜合效益,實(shí)現(xiàn)運(yùn)營的高效、安全和可靠。.國內(nèi)外城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀軌道交通起源于世紀(jì)初的馬拉有軌車,年于英國曼徹斯特誕生第一條鐵路,年在倫敦建成第一條地下鐵路,世紀(jì)末,地鐵技術(shù)在歐美傳播,后來又傳到拉丁美洲、亞洲引。從世紀(jì)年代起,城市軌道交通開始走進(jìn)中國人的生活,有關(guān)城市軌道交通的運(yùn)營組織研究也引起了國內(nèi)越來越多人的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前世界上已有

26、多個(gè)國家和地區(qū)的多座城市建造了城市軌道交通,累計(jì)線路總長度為多公里,年客運(yùn)總量約為億人次。截止到年底全球地鐵運(yùn)營里程最長的城市是英國倫敦,總長度達(dá)到;排名第二的紐約則達(dá)到;中國上海、北京兩城市隨著軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文也已經(jīng)躋身世界城市地鐵運(yùn)營里程排名前十。到年世博會(huì)開幕前,上海地鐵總里程將擴(kuò)大到【,屆時(shí)將上升至世界城市地鐵運(yùn)營總里程排名的首位。.國外城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀目前世界上較為發(fā)達(dá)的城市大多擁有完整的軌道交通系統(tǒng),一些城市的軌道交通運(yùn)量占城市交通運(yùn)量的%以上,有的甚至高達(dá)%。東京:目前共有軌道交通路線條,個(gè)車站不含副都心線,路線總長不含與私營鐵路直通運(yùn)轉(zhuǎn)的

27、路段.公里不含副都心線,每日平均運(yùn)量將近萬人次,發(fā)達(dá)程度居世界前五名。倫敦:倫敦是世界上最先開通地鐵的城市,早已實(shí)現(xiàn)了客運(yùn)以軌道交通為主的目標(biāo)。其地鐵線路共有條,總長,其中超過在地下。運(yùn)行間隔為.,郊區(qū)為,最大編組為節(jié),線路呈放射狀,每天平均運(yùn)量多萬人次。巴黎:巴黎的軌道交通工具包括地鐵、輕軌和市郊鐵路。軌道交通承擔(dān)巴黎公共交通%的運(yùn)量,包括市郊鐵路在內(nèi)日客運(yùn)量超過萬人次。巴黎地鐵總長度.公里,有條主線、條支線,合計(jì)個(gè)車站、個(gè)交會(huì)站,是內(nèi)城公共交通的骨干,乘客徒步就可到達(dá)地鐵站,列車最小運(yùn)行間隔。市郊鐵路線路條,總長。紐約:紐約市公共交通占總交通量的%,到內(nèi)城的客運(yùn)%采用大客量交通工具,主要有

28、地鐵、市郊鐵路和公共汽車。市區(qū)鐵路線共有條,長,所有車站通宵服務(wù)。莫斯科:莫斯科擁有一個(gè)跨及全市的立體交叉地鐵網(wǎng),是世界上最繁忙的地鐵之一,共有條線,包括條輻射線和條環(huán)行線,全長公里,有個(gè)站臺(tái),列地鐵列車在地鐵線上運(yùn)行,每天運(yùn)送的乘客達(dá)多萬人次。地鐵運(yùn)行速度很快,時(shí)速最高達(dá)公里。每天運(yùn)營,高峰時(shí)列車間隔為,車速洫,擔(dān)負(fù)了該市客運(yùn)總里程的%。在發(fā)展中國家和地區(qū),墨西哥城的地鐵運(yùn)營里程排在世界前十之列。經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌國家的大城市華沙、布達(dá)佩斯等,城市軌道交通亦發(fā)展迅速。.國內(nèi)城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀最近多年來,城市軌道交通具有的緩解城市交通擁堵、改善城市環(huán)境和引導(dǎo)城市布局結(jié)構(gòu)優(yōu)化的功能在我國得到越來越廣泛的

29、認(rèn)同,全國多座百萬人口緒論以上的大城市中,已經(jīng)有多座城市開展了城市快速軌道的建設(shè)或建設(shè)前期工作。約有個(gè)大城市已經(jīng)上報(bào)了城市軌道交通網(wǎng)的規(guī)劃方案,規(guī)劃建設(shè)的線路將達(dá)條之多,長約公里。截至去年年底,國內(nèi)所有開通城市軌道交通線路的城市運(yùn)營總里程已達(dá)近千公里。中國已成為世界上城市軌道交通發(fā)展最快的國家。北京:北京地鐵號(hào)線是我國第一條地鐵,一期工程于年動(dòng)工,年月通車試運(yùn)行,宣告了中國沒有城市地鐵歷史的結(jié)束。經(jīng)過余年的發(fā)展,目前北京市軌道交通已開通的線路有號(hào)線、號(hào)線、號(hào)線、號(hào)線、號(hào)線一期含奧運(yùn)支線、號(hào)線、八通線、機(jī)場線,運(yùn)營里程約公里。正在建設(shè)的線路有號(hào)線、號(hào)線二期、號(hào)線、號(hào)線二期、大興線、亦莊線、昌平線

30、、房山線、號(hào)線,計(jì)劃于.年開通運(yùn)營。至年,還將建成通車號(hào)線、號(hào)線一期、號(hào)線二期、西郊線等,屆時(shí)將形成“三環(huán)、“四橫”、“五縱”、“八放射的軌道交通路網(wǎng),共計(jì)條線路,運(yùn)營里程達(dá)公里。年月日是北京地鐵號(hào)線和號(hào)線縮短高峰運(yùn)行間隔的第一天,地鐵全網(wǎng)客運(yùn)量突破萬,達(dá)到人次,全線開行列車列,其中加開臨客列。至此,北京地鐵成為中國大陸第一個(gè)日客流超過萬人次的地鐵系統(tǒng)。年,北京軌道交通系統(tǒng)每日開行列車近列,日均運(yùn)送乘客超過萬人次。年月日,北京地鐵日客運(yùn)量達(dá)到萬人次,再創(chuàng)歷史新高。表?北京市軌道交通路網(wǎng)建設(shè)時(shí)序表 鉚 “影 北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文上海:上海市規(guī)劃中的軌道交通網(wǎng)絡(luò)共有線路余條,全長近千公里,網(wǎng)絡(luò)

31、覆蓋全上海市。截至年月,上海軌道交通路網(wǎng)為條線路,運(yùn)營線路總長公里,車站總計(jì)座不含磁浮示范運(yùn)營線,覆蓋徐匯、長寧、靜安、黃浦、虹口、楊浦、閘北、普陀、盧灣個(gè)上海中心城區(qū)以及寶山、閔行、松江、嘉定、松江等郊區(qū)以及浦東新區(qū)個(gè)行政區(qū)域,線網(wǎng)規(guī)模位列全國之首、世界第三。年月日,隨著號(hào)線二期和號(hào)線的順利開通試運(yùn)營,上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流再創(chuàng)新高,達(dá)到萬人次。到年世博會(huì)開幕前,隨著上海軌道交通號(hào)線的開通運(yùn)營,總里程將擴(kuò)大到,屆時(shí)將躍居世界軌道交通總里程排名的首位。廣州:廣州地鐵是中國廣東省廣州市的城市軌道交通系統(tǒng),于年月日開通。廣州地鐵現(xiàn)有號(hào)線西朗至廣州東站、號(hào)線三元里至萬勝圍、號(hào)線廣州東站至體育西路和天

32、河客運(yùn)站至番禺廣場、號(hào)線車陂南至金洲及號(hào)線浯口至文沖段營運(yùn)通車,條線路共長公里,共有座車站,每天平均客流量約萬人次。目前廣州地鐵正處于大規(guī)模擴(kuò)建中,遠(yuǎn)期規(guī)劃長度約為公里。除了北京、上海、廣州、香港和臺(tái)北以外,我國己在南京、天津、長春、大連、深圳、武漢、重慶等十多個(gè)城市開通了城市軌道交通。年,國務(wù)院再次批復(fù)個(gè)城市的地鐵建設(shè)規(guī)劃,總投資超過億元。根據(jù)年北京國際城市軌道交通展覽會(huì)上我國各城市軌道交通發(fā)展規(guī)劃圖顯示,至年我國將新建軌道交通線路將達(dá)條,總建設(shè)里程達(dá)公里。.國內(nèi)外城市軌道交通運(yùn)輸組織研究現(xiàn)狀長期以來,城市軌道交通的相關(guān)研究主要基于隧道盾構(gòu)、工程設(shè)計(jì)、通信控制等硬件方面,而針對(duì)規(guī)劃和運(yùn)營管理

33、,尤其是運(yùn)輸組織的研究相對(duì)薄弱。關(guān)于城市軌道交通運(yùn)輸組織方面的研究主要包括以下幾個(gè)方面。.城市軌道交通客運(yùn)需求預(yù)測及分析客流預(yù)測國外軌道交通客流預(yù)測方法比較成熟的是四階段法,以后的發(fā)展主要在經(jīng)典四階段法的基礎(chǔ)上對(duì)某階段或幾個(gè)階段進(jìn)行改進(jìn)和完善。出行生成預(yù)測模型大多基于家庭或小區(qū)出行現(xiàn)狀的增長系數(shù)法和線性回歸法,后來進(jìn)行改進(jìn),稱作類型法或稱為交叉分類法。出行分布模型最常用的是重力模型、增長系數(shù)法以及改進(jìn)緒論的介入機(jī)會(huì)模型等。方式劃分模型主要包括集計(jì)模型和非集計(jì)模型兩種。最早的集計(jì)模型是分擔(dān)率曲線法,后來參照其它預(yù)測模型,引進(jìn)了回歸分析法和重力模型。最早的非集計(jì)模型是效用最大化的理論,但此時(shí)的模型

34、與傳統(tǒng)方法相比還具有明顯而嚴(yán)重的缺陷,后來在效用最大化的理論上提出離散選擇模型,根據(jù)其中概率分布函數(shù)的差別,分為酣模型和模型。對(duì)模型改進(jìn),提出了模型、以及經(jīng)過。變換得到的和模型、廣義模型。出行分配方法主要是全有全無分配法,其后的增量分配法、連續(xù)平均法、容量限制配流均是在此基礎(chǔ)上建立的,其它常用方法還有最短徑路分配法、均衡分配法、隨機(jī)分配法等。目前國內(nèi)使用的客流預(yù)測方法主要有土地利用法和交通規(guī)劃四階段法。土地利用法側(cè)重對(duì)一條線和每一個(gè)車站周圍一定范圍內(nèi)土地利用的研究,沒有考慮軌道交通的建設(shè)對(duì)整個(gè)城市客流量以及客流在城市路網(wǎng)上分布的影響;四階段法則是以城市居民出行為基礎(chǔ),使用數(shù)學(xué)模型分析客流的變化

35、規(guī)律,從而確定軌道交通線路上的客流量。軌道目前城市軌道交通客流預(yù)測存在較大的不準(zhǔn)確性,其原因主要有:交通客流預(yù)測依托的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在較大的不確定性,是軌道交通客流預(yù)測不準(zhǔn)確的主要原因,例如人口和就業(yè)的不準(zhǔn)確性。 預(yù)測方法的問題,利用現(xiàn)狀的交沒有考慮到客通特征預(yù)測未來的交通特征,存在較大的主觀性和不確定性。運(yùn)需求影響因素軌道交通線網(wǎng)布局、城市用地、接駁、票價(jià)的變化及軌道交通線路建成后對(duì)客運(yùn)需求的影響。此外,客流預(yù)測技術(shù)在綜合考慮:軌道交通沿線規(guī)劃調(diào)整與軌道交通客流預(yù)測的協(xié)調(diào)、出行強(qiáng)度的確定、出行方式結(jié)構(gòu)的計(jì)算、公交線網(wǎng)規(guī)劃與軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)等方面也存在不足。網(wǎng)絡(luò)客流分配國外視網(wǎng)絡(luò)客流分配問題

36、為運(yùn)量在城市交通網(wǎng)絡(luò)上的合理分布,即一個(gè)平衡配流問題?！坝脩羝胶鈼l件”的準(zhǔn)確定義是由著名交通問題專家于年提出來的,隨機(jī)用戶平衡的概念則是由和發(fā)展的。此后,在用戶平衡的基本原則下,即在.之間所有可供選擇的路徑中,乘客所選擇的各條路徑上的廣義費(fèi)用期望值全都相等,且不大于未被選擇路徑的廣義費(fèi)用期望值,配流問題被轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)規(guī)劃問題,平衡狀態(tài)可以由求解等價(jià)的極小值問題得到。為了尋找網(wǎng)絡(luò)上的平衡配流結(jié)果,產(chǎn)生了兩種常用的啟發(fā)式方法,一為容限配流法,二為比例配流法,前者可能不收斂,而后者則可能收斂致非平衡解。啟發(fā)式方法的這些缺陷促使學(xué)者們進(jìn)一步研究等價(jià)的最小值問題的有效算法,產(chǎn)生了方向搜索法。在方向搜索法的

37、每一次迭代中,都要用“全有全無”法對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)行加載,.交通量被分配在對(duì)應(yīng)的最小阻抗路徑上。方向搜索法是收斂的,迭代次數(shù)北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文對(duì)目標(biāo)函數(shù)值下降量的邊際貢獻(xiàn)是不斷減少的。目前,國內(nèi)專家學(xué)者對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流分配問題的研究也主要還是借鑒道路交通網(wǎng)絡(luò)流量分配理論。如四兵鋒、高自友等在分析乘客的交通選擇行為的基礎(chǔ)上,基于隨機(jī)用戶平衡理論構(gòu)造了鐵路客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的流量分配模型及優(yōu)化算法【,】;吳祥云等基于用戶平衡原理,建立了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的客流量平衡分配模型,并采用.算法對(duì)模型進(jìn)行求解【。北京交通大學(xué)的四兵鋒等充分考慮了影響城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流分配的主要因素包括出行時(shí)間和換乘次數(shù),構(gòu)造城市

38、軌道交通網(wǎng)絡(luò)的廣義費(fèi)用函數(shù),并分析乘客在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的路徑選擇行為。在此基礎(chǔ)上,基于隨機(jī)用戶平衡原則提出城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流分配問題的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型,并設(shè)計(jì)了基于圖的深度優(yōu)先搜索算法進(jìn)行求解,取得了較好的客流分配結(jié)果【。此外,同濟(jì)大學(xué)的徐瑞華等則是從網(wǎng)絡(luò)票務(wù)清分的目標(biāo)著手,考慮了乘客出行路徑的多樣性,首先確定條乘客可能選擇的理性路徑,而后根據(jù)概率分布確定了每條路徑的客流分配比例。該方法更切合實(shí)際地反映了乘客的出行情況,能充分兼顧路網(wǎng)運(yùn)營中做出貢獻(xiàn)的運(yùn)營主體利益,體現(xiàn)了更加科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀、公平地分配運(yùn)費(fèi)收益的原則,但如何確定條乘客的選擇概率也成為該方法的難點(diǎn)所在。.城市軌道交通移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)

39、配置移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)配置主要是指城市軌道交通車輛從數(shù)量、類型、技術(shù)等級(jí)等方面在不同時(shí)間、地區(qū)、所有者之間的配置。城市軌道交通線網(wǎng)、車站等固定設(shè)施一經(jīng)確定后較為穩(wěn)定,能夠較大程度地影響運(yùn)輸能力的就是移動(dòng)設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備的配置,既要與客流的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、需求特性等相適應(yīng),又要與固定設(shè)施的技術(shù)等級(jí)、管理控制方式、通過能力、維修能力等相適應(yīng);既要滿足交通運(yùn)輸需求,又要充分利用固定設(shè)施的能力,減少配備活動(dòng)設(shè)備的成本。目前研究主要集中在城市軌道交通線路列車編組方案、運(yùn)行間隔、運(yùn)行交路、停站方案等方面,并已取得了一定的可以應(yīng)用于運(yùn)營實(shí)際的成果,但對(duì)成網(wǎng)條件下移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)配置的研究還較少。運(yùn)輸組織模式從城市軌道交通出

40、現(xiàn)到現(xiàn)在,國內(nèi)外對(duì)其運(yùn)輸組織模式的研究工作始終沒有停止。國外的研究工作主要集中在列車的編組方案、通過能力等方面。以靈活的編組結(jié)合對(duì)行車密度的調(diào)節(jié)適應(yīng)不同時(shí)期和不同時(shí)段客流量變化的要求,是提高地鐵運(yùn)輸效率的有效途徑,這一點(diǎn)已經(jīng)成為國外城市軌道交通運(yùn)營部門的共識(shí)。緒論巴黎地鐵號(hào)線采用的小編組、高密度的行車方式和維也納地鐵號(hào)線采用的節(jié)編組動(dòng)拖,并根據(jù)需要解編為節(jié)的行車組織方式是其中比較成功的代表。線路通過能力是制定運(yùn)輸組織方案的根本依據(jù),碰呵. .在文獻(xiàn)【中首先提出了計(jì)算軌道交通線路通過能力的一般公式。/。,在文獻(xiàn)【中將多標(biāo)準(zhǔn)決策應(yīng)用于城市軌道運(yùn)輸系統(tǒng)中,建立了三個(gè)不同復(fù)雜度的數(shù)學(xué)模型用來優(yōu)化軌道運(yùn)

41、輸系統(tǒng)中不同徑路的車輛調(diào)配問題。目前,我國城市軌道交通列車編組方案、運(yùn)行交路、停站方案等方面的研究主要集中在單條線路條件下,并己取得了一定的研究成果。如畢艷祥等研究了城市軌道交通運(yùn)輸組織方式的基本原則、列車交路形式和編組方式的相關(guān)理論【】;徐瑞華等分析了連通型城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的線路結(jié)構(gòu)、技術(shù)設(shè)備特點(diǎn)和運(yùn)輸組織特點(diǎn),提出了可能的共線運(yùn)營方案【】;宋鍵、徐瑞華等還對(duì)市域快速軌道交通線快慢車開行問題進(jìn)行了研究,對(duì)開行跨站停、部分停站、直達(dá)列車的組織形式及需具備的條件進(jìn)行了分卡斤【,等等。這些研究對(duì)城市軌道交通目前以及未來的運(yùn)營組織具有一定的指導(dǎo)作用。列車開行密度和發(fā)車間距優(yōu)化在城市軌道交通列車開行密

42、度和發(fā)車間距優(yōu)化方面, 和 ,等從乘客需求角度優(yōu)化了分時(shí)段列車運(yùn)行時(shí)間的排定方法【,比較成功地解決了行車組織優(yōu)化問題。國內(nèi)部分學(xué)者也進(jìn)行了相應(yīng)的研究。如同濟(jì)大學(xué)的孫焰教授等給出了各種循環(huán)方式下車體運(yùn)用數(shù)下界的數(shù)學(xué)計(jì)算公式,建立了使列車實(shí)載率達(dá)到最大的列車運(yùn)行計(jì)劃的優(yōu)化模型,并采用分步優(yōu)化的方法取得了各不同時(shí)段的列車開行密度口。北京交通大學(xué)的林震等對(duì)影響軌道交通發(fā)車間距的因素進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上分別以運(yùn)營者效益最大化與社會(huì)福利最大化為目標(biāo)函數(shù),建立了合理發(fā)車間距的優(yōu)化模型【。浙大網(wǎng)新眾合軌道交通工程有限公司的嚴(yán)波提出了以乘客滿意度和企業(yè)滿意度加權(quán)平均值最大為總體目標(biāo)的行車間隔時(shí)間優(yōu)化模型,模型

43、考慮了因擁擠無法上車而導(dǎo)致等待時(shí)間過長的情況,更加符合軌道交通高峰期運(yùn)營組織的實(shí)耐孫。.網(wǎng)絡(luò)化列車運(yùn)行的微觀協(xié)調(diào)國外對(duì)城市公共交通的協(xié)調(diào)性研究成果較為突出,尤其是對(duì)主要交通工具與接駁交通工具間的銜接時(shí)刻協(xié)調(diào)理論及應(yīng)用。如,和通過建模方法優(yōu)化了綜合運(yùn)輸系統(tǒng)中從某一個(gè)交通樞紐出發(fā)的所有線路的發(fā)車時(shí)刻。、巧和 建立了一個(gè)模型用以優(yōu)化由主要鐵路線路及其接北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文駁公交線路組成的綜合交通樞紐的服務(wù),并在年對(duì)此模型進(jìn)行了完善,目標(biāo)不僅考慮供應(yīng)商的運(yùn)營費(fèi)用,同時(shí)考慮乘客所獲得的利益,最終通過協(xié)調(diào)得到使砒目標(biāo)達(dá)到最小值的最優(yōu)發(fā)車間隔和緩沖時(shí)間【.。.用以解決多運(yùn)建立了一個(gè)二次不完全規(guī)劃模型 】

44、營商城市公共交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)優(yōu)化問題【。而軌道交通由于其特有的客流量大、列車開行密度高等特點(diǎn),系統(tǒng)內(nèi)部同等重要交通線路間的協(xié)調(diào)性研究還很少見。我國的軌道交通研究水平總體上落后于國外。由于觀念上的誤區(qū),對(duì)軌道交通的研究重視“硬件”,輕視“運(yùn)營”,即使對(duì)單條線路運(yùn)輸組織的研究也沒有形成一種完善、全面的理論體系,對(duì)路網(wǎng)條件下運(yùn)輸組織的研究則大多停留在論述層面。最近幾年國內(nèi)對(duì)軌道交通行車組織方面的研究,多以現(xiàn)有簡單的線路條件為背景,且大多照搬鐵路的一些研究成果,考慮網(wǎng)狀線路下城市軌道交通自身特點(diǎn)的研究少見;在考慮時(shí)間協(xié)調(diào)的研究方面,關(guān)于軌道交通和城市其它交通工具宏觀協(xié)調(diào)的研究比較多,就成網(wǎng)后城市軌道交通系

45、統(tǒng)內(nèi)部線路列車運(yùn)行微觀協(xié)調(diào)的研究還非常欠缺。.本文的主要研究內(nèi)容及框架結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化給城市軌道交通的運(yùn)營組織管理工作帶來了許多新的特點(diǎn)。軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴(kuò)大、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)益復(fù)雜,新線路、新技術(shù)、新設(shè)備密集投入使用,不同軌道交通線路制式和功能多元化,客流需求時(shí)空分布呈現(xiàn)多重性,多運(yùn)營主體出現(xiàn),不同運(yùn)營主體或不同線路間運(yùn)營協(xié)調(diào)要求提高,等等這些,都使得網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理的難度大大增加。而運(yùn)輸組織作為運(yùn)營管理最重要的組成部分之一,其對(duì)確保城市軌道交通最大限度地滿足客流需求并實(shí)現(xiàn)“安全、有序、高效、舒適”運(yùn)營具有至關(guān)重要的作用。因此,本文從實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸組織網(wǎng)絡(luò)化協(xié)調(diào)的角度出發(fā),力求準(zhǔn)確把握軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流特性及其

46、分布,研究網(wǎng)絡(luò)化條件下城市軌道交通可能出現(xiàn)的特殊行車組織方法,重點(diǎn)研究城市軌道交通各線路間的協(xié)調(diào)問題,通過制定合理的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)力資源配置計(jì)劃,編制協(xié)調(diào)的網(wǎng)絡(luò)化列車運(yùn)行圖,提高各線路運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)性,充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體能力和綜合效益,保證軌道交通網(wǎng)絡(luò)的高效、安全和可靠運(yùn)營。論文一共分為七章,其具體內(nèi)容為:第一章,闡述論文選題的背景、研究意義,并在此基礎(chǔ)上對(duì)國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行綜述,明確論文的研究內(nèi)容和框架結(jié)構(gòu);第二章,介紹城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的概念和內(nèi)涵、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的新特點(diǎn),初步搭建網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論研究體系,并界定文章的研究范圍;緒論第三章,研究網(wǎng)絡(luò)條件下城市軌道交通客流的變化

47、規(guī)律,對(duì)軌道交通客流在網(wǎng)絡(luò)上的分配的進(jìn)行問題描述、數(shù)學(xué)建模及求解;第四章,研究網(wǎng)絡(luò)條件下城市軌道交通行車組織可能出現(xiàn)的新問題、新模式、新方法,主要包括超長線路的交路設(shè)置、跨站停列車開行及共線運(yùn)營三個(gè)方面;第五章,研究各線列車開行密度配置方案間存在的影響因素和約束關(guān)系,利用超網(wǎng)絡(luò)流理論對(duì)網(wǎng)狀線路列車開行密度配置問題進(jìn)行描述,總結(jié)獨(dú)立線路不同運(yùn)營模式條件下的列車開行密度配置的求解方法。建立網(wǎng)絡(luò)化列車開行密度配置方案協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并通過方法對(duì)任意兩線路列車開行密度的配置進(jìn)行協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià);第六章,引入一種在傳統(tǒng)列車運(yùn)行圖鋪畫方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的車體自動(dòng)優(yōu)化配置與運(yùn)行圖自動(dòng)鋪畫相結(jié)合的線路列車運(yùn)行

48、圖優(yōu)化編制方法。并在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的單獨(dú)線路列車運(yùn)行圖已鋪畫完成的條件下,構(gòu)造以旅客換乘及等待時(shí)間最少為目標(biāo)的多向列車換乘銜接模型及設(shè)計(jì)分層協(xié)調(diào)的優(yōu)化策略實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行的綜合協(xié)調(diào);第七章,總結(jié)論文的工作,得出研究結(jié)論和今后進(jìn)一步研究的方向。本論文的框架結(jié)構(gòu)如下圖所示:北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文提出背景第一章 緒論問題介紹土分析理論第二章城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織概述問題基礎(chǔ)上一嘉?一喜? 一喜?. ?蒡?解決問題 核心上研究結(jié)論展望第七章總結(jié)與展望圖.論文框架結(jié)構(gòu).?城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織概述城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織概述目前,城市軌道交通發(fā)展迅猛,軌道交通線路陸續(xù)建設(shè)并投入運(yùn)營,線路間

49、相互交織形成網(wǎng)絡(luò),國內(nèi)的幾個(gè)大城市中型網(wǎng)絡(luò)已然形成,大型網(wǎng)絡(luò)初露端倪,并且隨著新線的不斷建設(shè),將有越來越多的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn),亦將逐步發(fā)展成熟。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理的逐步深入,以及政府的高度重視和居民的出行要求,對(duì)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織進(jìn)一步提出了精細(xì)化管理、協(xié)調(diào)性組織的新要求。.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的概念及內(nèi)涵提到城市軌道交通網(wǎng)絡(luò),人們很容易會(huì)在頭腦中顯現(xiàn)出各線路交叉互聯(lián)而形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式可能很多樣,但基本的物理形態(tài)差異不大,不影響人們對(duì)城市軌道交通線路網(wǎng)絡(luò)的基本認(rèn)識(shí)。但是,什么是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織,它僅僅是軌道交通線路交織成網(wǎng)條件下對(duì)既有運(yùn)輸組織的另一種說法嗎,還是被賦予

50、了許多新的含義和特點(diǎn)而具備了與以往不同的思想,現(xiàn)階段還沒有能夠給出清晰的界定。我們要從發(fā)揮系統(tǒng)整體效能和實(shí)現(xiàn)乘客綜合利益的目標(biāo)出發(fā),研究城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的協(xié)調(diào)理論與方法,則首要第一步就是講清楚什么是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織。綜合而言,網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織不是一個(gè)簡單概念,它包含幾個(gè)層面的含義:從其產(chǎn)生和應(yīng)用的背景而言,它所應(yīng)對(duì)的是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)形成后的運(yùn)營組織要求。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從物理形態(tài)上由多條軌道交通線路組成,線路問交叉互聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò),具備傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的一般特性,網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的第一層含義是軌道交通網(wǎng)絡(luò)線路條件下的運(yùn)輸組織;從其具備的功能和屬性而言,它所能提供的方式、方法不再僅僅是針對(duì)某一線路

51、或某一種客流特征,而是充分考慮了線路間存在的相互補(bǔ)充、相互影響、相互依存的關(guān)系,以及這種關(guān)系通過一個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以最大限度地?cái)U(kuò)張到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的特性,從而建立了符合網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營要求的客運(yùn)組織和行車組織方法。網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的第二層含義是考慮線路間影響關(guān)系的運(yùn)輸組織;從其實(shí)現(xiàn)的方式和手段而言,多個(gè)部門、多個(gè)工種組合成相互合作的網(wǎng)絡(luò),各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)通過密集的多邊聯(lián)系、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的動(dòng)作來完成共同追求的目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的第三層含義是基于協(xié)同合作的運(yùn)輸組織。因此,城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織是指在軌道交通網(wǎng)狀線路條件下,根據(jù)線路形成網(wǎng)絡(luò)后所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、客流特性差異化、行車組織方式多樣北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文化等特征,考慮線路間的影響和依存關(guān)系,尤其注重協(xié)調(diào)機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)上的傳播和影響,通過統(tǒng)籌安排既有資