详情

原文传递城市轨道交通网络脆弱性分析与客流协同控制研究

论文题名：	城市轨道交通网络脆弱性分析与客流协同控制研究
关键词：	城市轨道交通;脆弱性;客流协同控制;服务水平
摘要：	近年来，城市轨道交通凭借安全、快速、环保等诸多优点成为城市公共交通的重要组成部分，路网规模不断扩大，承载客流量也大幅增长。与此同时，由于自然灾害、设备故障和恐怖袭击等因素，城市轨道交通网络也经常遭遇各类突发事件的影响。这些突发事件不仅能破坏路网结构、降低路网连通性，还可能严重影响城市轨道交通的服务水平，给乘客出行带来不便。因此，对城市轨道交通网络进行脆弱性分析并对突发事件后的应急修复规划和应急运营措施进行优化具有重要的意义。　　本论文以城市轨道交通网络作为研究对象，结合复杂网络和城市轨道交通客流分配等相关理论和方法，对城市轨道交通网络脆弱性、城市轨道交通路网修复序列优化和客流协同控制等三方面展开深入研究，旨在建立城市轨道交通网络脆弱性分析体系，并为中断后的城市轨道交通路网修复规划和应急客流控制措施提供决策支持和量化参考依据。具体内容包括: 　　(1)城市轨道交通路网脆弱性分析:建立城市轨道交通路网模型，从结构脆弱性角度出发对城市轨道交通路网脆弱性进行分析。以北京市城市轨道交通网络为对象进行实例分析，定量分析路网在随机性和蓄意性攻击实验下的结构脆弱性，得出对路网脆弱性影响最大的关键站点。　　(2)城市轨道交通服务网络脆弱性分析:构建城市轨道交通服务网络模型，考虑运行区段中断后的客流绕行与拥堵，从能力脆弱性角度出发对城市轨道交通服务网络脆弱性进行分析。利用城市轨道交通动态客流分配理论模拟区段中断后客流在服务网络中的分布，使用系统广义出行费用为指标衡量各运行区段的脆弱性。最后以北京市城市轨道交通网络为例，定量分析各区段的能力脆弱性，并根据区段中断后的车站客流动态确定应采取客流控制措施的车站。　　(3)城市轨道交通路网修复序列优化:考虑乘客对城市轨道交通路网出行信息的认知更新，建立城市轨道交通路网修复序列优化模型。利用逐日动态分配，刻画突发事件后城市轨道交通路网分阶段修复过程中的客流量演化动态情况，以修复过程中系统广义费用最小化为目标，对路段修复顺序进行优化。通过对案例网络的计算，使用禁忌搜索算法求得满意解。结果表明，经过优化所得的城市轨道交通路网修复序列能快速有效地恢复城市轨道交通系统的通行能力并降低修复过程中的系统广义出行费用。　　(4)城市轨道交通客流协同控制:为缓解突发事件后城市轨道交通系统中的客流拥挤，构建客流协同控制双层优化模型，提出网络级客流协同控制策略，为限流车站在各个限流时段的最佳进站客流量提供量化依据。上层模型从城市轨道交通管理者角度出发，旨在最小化乘客在服务网络中的广义出行费用，下层模型使用城市轨道交通动态客流分配理论模拟乘客在服务网络中的路径选择。以北京市城市轨道交通网络为例进行实证分析，通过基于敏感性分析的启发式算法求得满意解。结果表明，该方法能协助城市轨道交通管理部门减轻系统中的客流拥挤。
作者：	叶青
专业：	交通运输规划与管理
导师：	彭其渊
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文