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原文传递基于设施分隔的地铁换乘站换乘效率优化研究

论文题名：	基于设施分隔的地铁换乘站换乘效率优化研究
关键词：	地铁运营;换乘站;换乘效率;排队论模型
摘要：	随着地铁在解决城市交通拥堵问题中作用的逐渐增加，吸引了大量乘客选择这种高效便捷且准点率高的交通方式，以满足自身的交通需求。换乘站作为地铁网络中的重要节点，是帮助换乘乘客转换线路的关键地点，其服务质量好坏直接反映出地铁线网运输效率和换乘站设计水平。我国地铁换乘站的设计水平、换乘站点的服务质量存近些年有了很大的发展，但乘客的换乘效率仍有较大的提升空间。　　由于现有的关于换乘效率的研究多是针对换乘设施衔接优化或换乘路径优化，对已建成的换乘站点实用性有限。因此本文重点研究适用于已建成换乘站点的换乘效率优化方法。本文首先基于效率在运营管理项目中的定义提出了乘客在地铁换乘站点换乘效率的定义。为了量化分析换乘效率，本文结合排队论模型以及换乘设施特性的影响因素给出换乘效率的具体计算公式，构建了基于动态规划对换乘设施进行动态分隔的换乘效率优化模型，通过应用MATLAB软件实现换乘效率优化算法，并比对所研究的换乘流线采用优化措施前后的平均换乘时间验证了本文所提出的换乘设施分隔优化方法具有一定的优越性与合理性，为地铁换乘站的设计提供了有效的换乘效率计算方法，并且提出的基于设施分隔的换乘效率优化方案，对提升现有换乘站的换乘效率有很大意义。　　论文的主要工作包括如下几点: 　　(1)基于效率在运营管理项目中的定义对地铁换乘站内乘客的换乘效率进行定义，并依据换乘效率的定义，分析了对换乘效率产生影响的因素。其中，换乘站点内部因素包括换乘站的设计特点、换乘方式、换乘流线、换乘设施布置形式;换乘站外部因素包括线网的结构特征、列车的发车间隔。这些因素都会对乘客的换乘效率产生一定影响。　　(2)计算乘客的换乘效率需要对乘客的换乘时间进行计算。由于乘客在地铁站内的换乘过程在换乘设施的连接处易产生排队拥堵状况，本文根据换乘站内不同换乘设施具有不同的服务台个数，并且在高峰时段乘客的到达会产生相应的排队行为，构建了M/M/c/K多服务台混合制排队论模型，对乘客在站内流线的换乘时间进行计算，从而方便对地铁换乘站的换乘效率进行计算研究。　　(3)在提出基于排队论模型的换乘时间计算方法后，得到换乘设施的服务台个数会影响乘客的换乘时间，因此要提升换乘站内的换乘效率，必须对高峰小时乘客的换乘时间进行优化。考虑到很多现有换乘站不方便进行工程上的换乘设施以及流线改造，本文建立了基于动态规划对换乘设施进行动态分隔的换乘效率优化模型及算法，通过对换乘设施进行分隔，利用动态分隔模型找到使换乘时间最小化的分隔办法并作为最优目标函数，节约乘客的实际换乘时间从而提升现有换乘站的乘客换乘效率。　　(4)以北京地铁西直门站地铁13号线换乘地铁4号线这一换乘流线为案例进行换乘效率计算，应用MATLAB软件，实现了换乘效率的计算以及换乘效率的优化模型算法。通过计算得出每个换乘设施的最优换乘时间的分隔方法，以及采用最优分隔方法时乘客的平均换乘时间，从而可以得到整条换乘流线的换乘效率优化后的换乘时间，在早高峰时段，平均可以为每个乘客节约将近30s的换乘时间，相比于改进前的换乘效率有较大提升，从而验证了设施分隔对现有换乘站的换乘效率优化可行性，实现了本文的研究目的。
作者：	史册
专业：	交通运输工程
导师：	许红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文