基于线网发展状态的城市轨道交通应急设施布局优化模型研究

发布时间：2017-05-09 09:12

  本文关键词：基于线网发展状态的城市轨道交通应急设施布局优化模型研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国各大城市轨道交通的快速发展,城市轨道交通运营里程迅速攀升,运营过程中的各类突发事件也在增多,给正常安全运营带来较大的影响。突发事件发生后,有效的应急管理和救援是将这种影响降低到最小程度的关键。在城市轨道交通基本线网建成后,如何从网络的角度整体优化配置应急救援设施和设备,是保证应急救援工作效率和效果应该着重研究的-个问题。本文将城市轨道交通线网发展状态划分为规划线网、发展中线网和成熟线网三类,结合城市轨道交通突发事件的基本特性及应急设施选址自身约束条件的分析,建立了基于线网发展状态的全网应急设施优化布置模型,对这一问题进行了研究,主要研究内容有：1.分析了城市轨道交通突发事件的基本特性：不确定性、连锁性、次生灾害多、应急救援难度大及破坏性等,研究总结出城市轨道交通线网应急设施选址的要求：应急物资需在规定的时间限制条件下到达事故点、应急设施必须覆盖全网、应急设施通常设置在城市轨道交通车站上、网络中部分节点必须当作应急设施来处理、随着新线的建成已有应急设施的改造问题等；2.建立了不同线网发展状态的城市轨道交通应急设施选址优化模型：(1)以新建应急设施建设费用与已设应急设施改造费用之和最小为目标,以规定的时间限制条件、已有应急设施和“关键节点”为必选点及已有设施类型可改变等为约束条件,建立了发展中线网选址模型；(2)以新建应急设施建设费用最小为目标,以规定的时间限制、“关键节点”等必选点为约束条件,建立了规划(成熟)线网新选址模型；(3)以新建应急设施建设费用为目标,以规定的时间限制条件、已有应急设施和“关键节点”等必选点为约束条件,建立了规划(成熟)线网增加选址模型。3.研究探讨了适用于城市轨道交通网络大规模优化问题的求解方法,并编制了计算程序。经比选确定采用模拟退火算法对优化模型进行求解,模拟退火算法的计算时间分别比遗传算法和免疫优化算法提高60%-70%和80%～90%,能够适用于大规模优化问题的求解。论文从线网发展状态角度来考虑城市轨道交通应急设施选址问题,建立了优化分析模型,丰富了选址理论,并为城市轨道交通的规划、建设和运营提供理论参考和现实指导。
【关键词】：轨道交通网络 发展中线网 规划(成熟)线网 应急设施选址 模型 模拟退火算法
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U298
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 1 绪论12-26
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-23
• 1.2.1 国外研究现状13-18
• 1.2.2 国内研究现状18-21
• 1.2.3 城市轨道交通应急设施选址研究现状及存在问题21-22
• 1.2.4 国内外研究现状评述22-23
• 1.3 主要研究内容23
• 1.4 技术路线及论文组织23-26
• 2 城市轨道交通应急设施选址建模因素分析26-30
• 2.1 城市轨道交通的线网发展状态分析26
• 2.2 城市轨道交通突发事件基本特性分析26-27
• 2.3 城市轨道交通应急设施选址需考虑的问题27-30
• 3 基于线网发展状态的优化选址模型30-40
• 3.1 基本理论30-33
• 3.1.1 图论30-31
• 3.1.2 强控制集理论31-32
• 3.1.3 网络中心性分析理论32-33
• 3.2 基本假设及符号标定33-35
• 3.2.1 城市轨道交通网络的简化33
• 3.2.2 基本假设33-34
• 3.2.3 符号标定34-35
• 3.3 发展中线网的选址问题35-37
• 3.3.1 目标函数35-36
• 3.3.2 约束条件36-37
• 3.4 规划(成熟)线网的选址问题37-40
• 3.4.1 规划(成熟)线网新选址问题38
• 3.4.2 规划(成熟)线网增加选址问题38-40
• 4 求解方法40-52
• 4.1 优化方法概述40-50
• 4.1.1 模拟退火算法40-43
• 4.1.2 遗传算法43-48
• 4.1.3 免疫优化算法48-50
• 4.2 模拟退火算法求解50-52
• 4.4.1 温度参数控制50
• 4.4.2 迭代策略50-51
• 4.4.3 终止条件51
• 4.4.4 算法步骤51-52
• 5 案例分析52-59
• 5.1 发展中线网选址案例52-55
• 5.1.1 案例情况介绍52-53
• 5.1.2 案例求解53-55
• 5.2 规划(成熟)线网选址案例55-58
• 5.2.1 规划(成熟)线网新选址案例55-56
• 5.2.2 规划(成熟)线网增加选址案例56-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 结论与展望59-61
• 6.1 主要研究工作和结论59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 索引65-66
• 附录66-86
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果86-88
• 学位论文数据集88

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本文编号：352220