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网络化条件下轨道交通客流分布问题研究
| 论文题名： | 网络化条件下轨道交通客流分布问题研究 |
| 关键词： | 轨道交通;交通网络;客流分布;交通节点;换乘枢纽设置;客流预测 |
| 摘要： | 轨道交通网络系统上客流的分布状况，是进行轨道交通系统的规划、建设和运营管理的重要因素之一。随着轨道交通建设的不断深入，轨道交通系统由单线和多线式结构逐渐转变为网络化结构，轨道交通的客流分布状况也随之发生改变。 本文首先阐述了轨道交通节点选择、站间距设置、与车站接驳的交通方式和换乘枢纽设置等对客流分布的影响，通过对线路功能定位以及列车开行方案的研究，分析了网络形成过程中平行线路、轨道交通环线、网络拓扑结构等因素对于客流分布变化的影响作用。 分析了轨道交通系统的乘客出行网络，在常规的轨道交通网络基础上进行了扩展，通过引入虚拟路段和虚拟节点，描述了乘客的出行行为特性，为研究轨道交通乘客出行阻抗函数提供了依据。以Wardrop用户均衡配流原则为基础，根据据轨道交通乘客出行网络的分析结果，结合轨道交通系统特点，构建了轨道交通均衡配流的一般模型，其中阻抗函数包括车内乘车时间、列车在车站的停止时间、乘客等车时间和换乘时间。 根据不同的实际情况，可以对轨道交通均衡配流的一般模型进行扩展。本文研究了在拥挤条件下、弹性需求条件下、考虑系统最优准则和阻抗函数随机性条件下的轨道交通配流扩展模型。拥挤条件下的阻抗函数考虑了乘客因拥挤无法上车而增加的阻抗值，弹性需求条件下配流模型引入了客流需求函数描述了OD对之间的客流量的变化情况，双层规划模型是对轨道交通管理部门和乘客两个层次目标的描述，以列车发车频率作为上层模型的决策变量，双层规划下的管理部门与乘客之间的博弈属于Stackelberg博弈，随机均衡配流模型考虑了乘客出行行为的随机性，引入效用函数对乘客的出行特性进行了分析。 根据扩展模型的特点，采用了经典的Frank—wolfe凸组合算法和遗传算法对拥挤条件下的配流模型进行了算例求解：对于双层规划模型，通过将问题转换成变分不等式形式，利用扰动型变分不等式的灵敏度分析方法对模型进行了求解；对随机配流模型和弹性需求模型，分别给出了改进的Frank—wolfe算法对算例进行了求解，同时利用相继平均算法对随机均衡配流模型算例进行了求解，以及应用变换网络形式法通过增加辅助的需求路段对弹性需求模型算例进行了求解。对不同扩展模型的进行算例求解的结果表明，本文所提出和应用的算法是有效的。 最后，分析和比较了几种用于中短期轨道交通客流预测的方法，选择了支持向量回归方法对客流进行了预测，预测值可以为前面的配流结果提供检验、修正等辅助性决策支持。 |
| 作者： | 孔繁钰 |
| 专业： | 交通运输规划与管理工程 |
| 导师： | 徐瑞华 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学交通运输工程学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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