城轨路网客流模态建模及其演化机理研究

发布时间：2017-12-25 03:18

  本文关键词：城轨路网客流模态建模及其演化机理研究　出处：《北京交通大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 城市轨道交通 客流系统模态 客流引力场 路网拓扑模型 最优路径介数 客流空间关联吸引 节点与边负载 客流模态演化

【摘要】：客流的时空分布是影响城市轨道交通路网高效、安全运营的关键要素之一,是线路运营计划制定的重要依据。面向城市轨道交通路网,从客流时空分布分析车站、线路、路网客流群体行为与客流状态演变机理并提出相应的调控措施,对实现路网线路的高效协同运营、提高路网运输效率、服务质量和保障运营安全具有重要的理论意义。为此本论文在分析构建城市轨道交通网络拓扑模型的基础上,研究建立了面向车站(微观)、线路(中观)和路网(宏观)的不同层级的城市轨道交通客流模态集;基于场论的城轨路网客流空间关联吸引特征及建模方法与相关参数的计算方法;面向不同运营场景(常态运营与列车延误运营)的路网客流模态演化机理与分析模型,并结合实际运营数据进行了计算与模型验证。主要内容如下:(1)形成了基于系统动力学的城市轨道交通车站客流模态计算方法与控制策略利用车站系统的站厅客流、站台客流、中间设施(通道、楼梯等)客流拥挤度等关键变量,分析设施客流之间的非线性作用关系,建立城市轨道交通车站内部设施客流演化数学模型,给出模型的解析解,分析并推导了平衡点的存在性和达到稳定的条件。从系统行为的角度构建城市轨道交通车站客流状态模态集,并给出了模态转移阈值条件。数值仿真发现,当进站量值超过阈值A0,且上下车客流差大于△c0时,车站客流朝向模态Ⅲ级趋势发展,进入高负荷运营状态。(2)提出了基于增益型加权融合算子的城市轨道交通线路客流模态计算方法结合区段客流,车站客流,线路拓扑,列车运行状况以及本线与他线的协调客流,构建了双层客流模态影响因子集,其中每个客流模态影响因子由不同的客流测度来表征,并对每个客流测度给出阈值。提出了基于增益型加权融合算子的线路客流模态计算与分级方法,形成了线路客流模态集;采用逐层聚合的方式求解线路客流模态值,依据各层因子阈值确定了不同模态间的跃迁临界点阈值。(3)提出了基于场论的城市轨道交通路网车站客流空间关联吸引特性建模方法针对城市轨道交通网络化运营路网客流空间关联吸引特性的复杂问题,首次引入客流引力场的概念,研究了路网客流分布与流动的内在特性和运行机理,建立客流引力场特征量(包括场强、势能函数)的计算方法,从客流集散与路网拓扑角度量化城轨车站间客流吸引潜力。提出最优路径介数的计算方法,并基于OD数据与断面客流量数据验证可知κ = 1.531时模型效果最优。基于复化辛普森公式求解势能函数的计算公式;采用随机过程方法利用期望值来量化乘客下车行为对客流源点势能造成的影响。最后以北京地铁10号线为例,对模型进行了验证。(4)建立了常态运营条件下的城市轨道交通路网客流模态及演化模型建立了路网运营条件下的客流交换模型,鉴于上下车客流数据获取比较困难,本文基于客流场强的计算公式来估算客流交换模型中的下车客流比例参数。构建基于元胞自动机的客流动态演化模型,研究路网客流的动态传播与演变规律。以北京市部分城市轨道交通路网为例,通过调整上车客流比例参数ω,验证了不同时刻的路网客流物理模态特征。(5)建立了列车延误运营条件下的城市轨道交通路网客流模态及演化模型为描述路网整体客流负荷状态,综合考虑网络节点和边的拓扑属性与流吞吐量,提出负载的计算公式,提出基于负载熵测度的路网客流模态表征方法。考虑最优路径节点介数,线路实际运输能力函数等参数,提出完好节点分配得到的负载增量△Li的计算方法,建立列车延误运营下的城市轨道交通路网客流模态演化模型,描述路网客流不同模态之间的跃迁。结果表明:列车延误运营条件下,不同时刻(7:30-9:25)由路网客流模态演化模型得到的模态仿真结果与实际客流情况具有一致性。三次典型的模态跃迁分别发生在07:50→07:55,07:55→08:00,08:55→09:00,跃迁发生的时间与故障发生后的响应时间,以及相关部门在不同阶段采取的措施时间具有较高的匹配性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U293.13

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;城市轨道交通 建设重新启动[J];建筑机械;2000年02期

2 王逸松;国外城市轨道交通建设及其对我国发展轨道交通的启示[J];铁道通信信号;2000年01期

3 张曙;大力发展城市轨道交通[J];湖南交通科技;2000年04期

4 ;周干峙院士谈城市轨道交通[J];城市轨道交通研究;2000年03期

5 钱永昌;成立城市轨道交通专业委员会的意义和任务[J];城市轨道交通研究;2000年03期

6 ;沈阳将发展城市轨道交通[J];铁道车辆;2000年02期

7 周庆瑞 ,郑晓薇;东南亚城市轨道交通考察随记[J];地铁与轻轨;2000年03期

8 ;《城市轨道交通研究》理事会[J];城市轨道交通研究;2001年03期

9 ;城市轨道交通研究2001年总目次[J];城市轨道交通研究;2001年04期

10 余乐 ,白雁;城市轨道交通研究中心在京成立[J];地铁与轻轨;2001年01期

相关会议论文 前10条

1 ;全国各城市轨道交通在建线路汇总表[A];中国城市轨道交通新技术（第三集）[C];2009年

2 ;《城市轨道交通研究》理事会[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年

3 张志禄;;城市轨道交通行业管理存在的问题与对策[A];2009中国城市地下空间开发高峰论坛论文集[C];2009年

4 ;中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会第二届全体会议在上海召开[A];城市快速轨道交通建设新发展——《都市快轨交通》理事会2004年会论文集[C];2004年

5 王志宏;;城市轨道交通标准体系[A];中国城市轨道交通关键技术论坛（第十八届地铁学术交流会）主题报告汇编[C];2007年

6 杨军;;基于同城对接的京津冀城市轨道交通一体化研究——以河北省廊坊市为例[A];京津冀城市集群发展与廊坊市域经济定位的延伸研究——第五届环渤海·环首都·京津冀协同发展论坛学术会议论文集[C];2011年

7 杨远舟;贾文峥;刘超;江玉林;毛保华;;我国城市轨道交通试运营评估现状及对策建议[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

8 李铁夫;;为城市轨道交通一体化做出努力[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（上册）[C];2002年

9 黄圼;;前言[A];中国城市轨道交通新技术（第三集）[C];2009年

10 ;住房和城乡建设部城市轨道交通专项科技成果推广项目[A];中国城市轨道交通新技术（第三集）[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 蔡立辉;城市轨道交通 2000亿蛋糕谁来分食[N];中国证券报;2002年

2 王常珂;我城市轨道交通实现国产化[N];人民日报海外版;2000年

3 本报记者 宋金萍 仲崇山 本报通讯员 章小奇;聚焦城市轨道交通[N];新华日报;2002年

4 ;我国投资1300亿建城市轨道交通[N];中国信息报;2000年

5 ;投资城市轨道交通重在科学规划[N];中国信息报;2003年

6 张飞雪;轨道交通将行成网络体系[N];中国财经报;2007年

7 记者　邓华宁;我将投入约1700亿元建城市轨道[N];人民日报;2006年

8 记者　王庆;城市轨道交通关键技术研究工作稳步推进[N];中国建设报;2006年

9 记者 王虹航　通讯员 黄波;我国城市轨道交通进入快速发展时期[N];中国建设报;2009年

10 记者 刘战红;中国城市轨道交通业持续走高[N];中华工商时报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 曹阳;城市轨道交通信息融合与决策方法研究[D];吉林大学;2012年

2 程婕;城市轨道网络化交通运输组织优化关键问题研究[D];西南交通大学;2015年

3 唐海川;城市轨道交通多列车运行节能优化控制[D];西南交通大学;2015年

4 康柳江;城市轨道交通末班列车运行计划协同组织优化[D];北京交通大学;2016年

5 吴珂琪;城市轨道交通定价及补贴策略研究[D];北京交通大学;2016年

6 李涛;基于耗散结构的城市轨道交通司机胜任素质熵变机理与应用研究[D];北京交通大学;2015年

7 吴奇兵;城市轨道交通车厢合理立席密度的研究[D];北京交通大学;2015年

8 袁朋伟;城市轨道交通系统脆弱性研究[D];北京交通大学;2016年

9 郭建媛;城市轨道交通网络客流调控方法[D];北京交通大学;2016年

10 王智鹏;城市轨道交通网络瓶颈识别与能力加强研究[D];西南交通大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 邹惠华;网络形态分层视角下的城市轨道交通治理研究[D];北京交通大学;2010年

2 刘继龙;城市轨道交通应急管理信息系统研究[D];南京理工大学;2011年

3 王海丹;城市轨道交通公益性度量及其效益研究[D];西南交通大学;2007年

4 孟川舒;城市轨道交通一票通清分问题的研究[D];铁道部科学研究院;2007年

5 张国武;城市轨道交通乘客走行特性分析及建模[D];兰州交通大学;2011年

6 时晓伟;城市轨道交通服务价值研究[D];大连理工大学;2011年

7 邓东德;重庆城市轨道交通外部效应分析及评价指标体系研究[D];重庆交通大学;2013年

8 李一林;基于出行调查的城市轨道交通出行和居住特征分析[D];西南交通大学;2015年

9 李冰玉;城市轨道交通网络脆弱性研究[D];西南交通大学;2015年

10 裴超志;城市轨道交通牵引供电系统仿真软件的研究[D];西南交通大学;2015年

，

本文编号：1331132