武漢城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展藍(lán)圖

從作用、特點(diǎn)、要求、實(shí)施和運(yùn)營等角度,對(duì)城市軌道交通環(huán)線進(jìn)行了闡述,提出了設(shè)置環(huán)線的客流條件和工程條件,分析了環(huán)線運(yùn)營方式和建設(shè)時(shí)機(jī)。針對(duì)武漢的實(shí)際情況,對(duì)武漢城市軌道交通規(guī)劃的推薦線網(wǎng)環(huán)線設(shè)置的必要性、可行性和形式進(jìn)行了研究。

在回顧武漢市軌道交通規(guī)劃發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹了武漢市新一輪軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的思路、方案與技術(shù)特色,并對(duì)規(guī)劃發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。強(qiáng)調(diào)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要確保骨架線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和規(guī)劃的延續(xù)性;與城市總體規(guī)劃用地結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一;應(yīng)串聯(lián)城市主要客運(yùn)樞紐,適應(yīng)高速鐵路客運(yùn)帶來的\"同城化\"要求,打造城市交通與區(qū)域交通綜合換乘體系。

隨著軌道交通不斷地發(fā)展,我國很多城市的軌道交通已經(jīng)完成了從單一路線到交通網(wǎng)的轉(zhuǎn)變,其運(yùn)輸能力不僅大幅提升,而且運(yùn)營管理也更加復(fù)雜.鑒于這一現(xiàn)狀,本文對(duì)城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營問題展開了討論,在開篇介紹了網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的具體內(nèi)涵,其中包括運(yùn)輸網(wǎng)的形態(tài)和客流特征.淺述了共線運(yùn)營、多交路運(yùn)營、快慢車運(yùn)營這三種主要的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營方法,并且概述了軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的國內(nèi)外研究趨勢(shì).

在回顧武漢市軌道交通規(guī)劃發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了武漢市新一輪軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的思路、方案與技術(shù)特色，并對(duì)規(guī)劃發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。強(qiáng)調(diào)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要確保骨架線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和規(guī)劃的延續(xù)性；與城市總體規(guī)劃用地結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一；應(yīng)串聯(lián)城市主要客運(yùn)樞紐，適應(yīng)高速鐵路客運(yùn)帶來的“同城化”要求，打造城市交通與區(qū)域交通綜合換乘體系。

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)是城市公交系統(tǒng)的重要組成部分。以北京地鐵和深圳地鐵為研究對(duì)象，建立兩個(gè)城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)模型，利用兩個(gè)城市的地鐵乘客刷卡數(shù)據(jù)，估計(jì)城市軌道交通需求od；基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析兩個(gè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性的評(píng)價(jià)指標(biāo)；建立城市公共交通雙層網(wǎng)絡(luò)，對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的脆弱性進(jìn)行更深層次的分析。研究結(jié)果表明：北京市與深圳市軌道交通網(wǎng)絡(luò)脆弱邊地理分布很相似，深圳市軌道交通網(wǎng)絡(luò)平均而言更加脆弱；軌道交通網(wǎng)絡(luò)的脆弱性與其網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度密切相關(guān)；城市常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)可以降低城市軌道交通系統(tǒng)的脆弱性。

對(duì)我國主要城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)魯棒性進(jìn)行仿真研究,有助于保證我國軌道交通網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定安全運(yùn)營。魯棒性需要著重研究樞紐站點(diǎn)相對(duì)于全局的作用,傳統(tǒng)方法直接將地理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠赐怀鲋匾军c(diǎn),或者直接忽略一般站點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的作用來突出樞紐站點(diǎn),兩者均存在一定偏差?；趫D論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,提出一種改進(jìn)的賦權(quán)網(wǎng)絡(luò)魯棒性評(píng)價(jià)方法,全面考慮一般站點(diǎn)與重要站點(diǎn),從多個(gè)靜態(tài)指標(biāo)衡量網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)魯棒性,并動(dòng)態(tài)仿真站點(diǎn)受到破壞后網(wǎng)絡(luò)性能的變化。結(jié)果顯示,深圳軌道交通網(wǎng)絡(luò)綜合魯棒性能較強(qiáng),杭州和西安軌道交通建設(shè)發(fā)展較均衡,鄭州軌道交通網(wǎng)絡(luò)魯棒性最差。通過增強(qiáng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的集聚效應(yīng),增加可換路徑,縮短換乘距離能夠提高網(wǎng)絡(luò)魯棒性。

針對(duì)目前軌道交通運(yùn)營管理無法實(shí)時(shí)掌握客流情況的現(xiàn)狀,在全網(wǎng)各站點(diǎn)閘機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合agent仿真技術(shù)對(duì)進(jìn)站客流建模,建立全網(wǎng)絡(luò)條件下軌道交通客流分布模型.快速、全面地對(duì)軌道交通各個(gè)站點(diǎn)、線路之間的客流分布、運(yùn)行情況進(jìn)行直觀仿真.通過向運(yùn)營企業(yè)提供列車實(shí)時(shí)客流參數(shù),使其可以全面把握全網(wǎng)各站點(diǎn)、各列車的實(shí)時(shí)客流情況,以此及時(shí)調(diào)整列車運(yùn)行方案.另外,出行者也可以通過手機(jī)客戶端了解網(wǎng)絡(luò)客流狀況,根據(jù)自身情況選擇合適的出行方案.

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)換乘性能,提出了計(jì)算城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)換乘次數(shù)的矩陣算法。利用圖論建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型,利用可達(dá)矩陣計(jì)算了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的平均換乘次數(shù)。在此基礎(chǔ)上考慮客流量的影響,通過挖掘地鐵afc（自動(dòng)售檢票）數(shù)據(jù),計(jì)算按客流量加權(quán)的平均按乘次數(shù)。定義網(wǎng)絡(luò)換乘效率為實(shí)際按乘次數(shù)與理論換乘次數(shù)的比值,并以北京地鐵為例進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。

通過對(duì)上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析,獲得了基于l空間和p空間視角的軌道交通網(wǎng)絡(luò)所具有的不同性質(zhì):在l空間下網(wǎng)絡(luò)的度值相對(duì)較小,80%以上節(jié)點(diǎn)的度為2,度分布很集中,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平均最短路徑反映了從任意站點(diǎn)到任意站點(diǎn)的實(shí)際需要通過的平均站點(diǎn)數(shù),最短路徑長度相對(duì)較大,網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)很小,接近于0;而在p空間下,網(wǎng)絡(luò)整體的度值很高,且分布區(qū)域也很廣,而網(wǎng)絡(luò)的平均最短路徑很小,它反映的是從一個(gè)站點(diǎn)到任意一個(gè)站點(diǎn)平均需要換乘的次數(shù),網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)很大,超過了0.9,上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)超過85%的節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)為1。

城市的軌道建設(shè)不斷地發(fā)展，傳統(tǒng)的運(yùn)營管理方法及理念，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在的發(fā)展，需要對(duì)管理理念進(jìn)行創(chuàng)新，用發(fā)展的眼光去明確網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的管理需求，所以本文對(duì)現(xiàn)在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的對(duì)策提出了一些建議。

本文對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，介紹了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的工業(yè)控制系統(tǒng)，并提出針對(duì)軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)系統(tǒng)的安全預(yù)防措施。

本文以圖論為基礎(chǔ),忽略城市軌道交通線網(wǎng)中的普通車站,重點(diǎn)關(guān)注線網(wǎng)的終點(diǎn)站、換乘站及連接終點(diǎn)站和換乘站的邊,對(duì)線網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析線網(wǎng)的復(fù)雜特性,并提出適合城市軌道交通線網(wǎng)的復(fù)雜特性評(píng)價(jià)指標(biāo),并以北京市城市軌道交通的三個(gè)建設(shè)階段(2009年線網(wǎng)、2010年線網(wǎng)和2015年線網(wǎng))為分析案例,驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)的適用性,為今后的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)分析提供參考.

對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的客流動(dòng)態(tài)估計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，可以為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的順暢運(yùn)行和社會(huì)的安全穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。突發(fā)事件會(huì)引起市民的恐慌，使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中客流分布時(shí)刻發(fā)生變化，導(dǎo)致傳統(tǒng)的估計(jì)模型不能準(zhǔn)確把握客流動(dòng)態(tài)分布規(guī)律，無法對(duì)不確定因素進(jìn)行預(yù)判，降低了估計(jì)的準(zhǔn)確率。為提高準(zhǔn)確率，提出一種基于拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)模型的突發(fā)事件下城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流的動(dòng)態(tài)估計(jì)方法。根據(jù)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的原理建立城市軌道網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各車站起始點(diǎn)客流的歷史數(shù)據(jù)獲得受到突發(fā)事件影響的評(píng)價(jià)模型，能夠得到突發(fā)事件下隨著時(shí)間變化受到影響的客流量，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件下城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流動(dòng)態(tài)的準(zhǔn)確估計(jì)。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)算法能夠提高突發(fā)事件下城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流動(dòng)態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確率和效率。

為預(yù)防突發(fā)事件對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的影響,提高應(yīng)變能力、增強(qiáng)運(yùn)營穩(wěn)定性,有必要對(duì)其網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行分析。以上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)為實(shí)證對(duì)象,基于l空間和p空間方法建立兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析其復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)特性。提出針對(duì)車站刪除方法的4種攻擊策略,并對(duì)各種攻擊策略下網(wǎng)絡(luò)可靠性的變化進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明,軌道交通車站網(wǎng)絡(luò)和換乘網(wǎng)絡(luò)對(duì)隨機(jī)攻擊具有魯棒性,對(duì)蓄意攻擊具有脆弱性;動(dòng)態(tài)攻擊策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響比靜態(tài)攻擊策略更大。

隨著城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性越來越高,od間乘客出行路徑更加多樣化.但是,由于路網(wǎng)中各條線路在換乘站之間的銜接性不太完善,經(jīng)常會(huì)發(fā)生乘客無法經(jīng)換乘抵達(dá)目的地或者等待時(shí)間過長的問題.本文在分析軌道交通網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性影響因素的基礎(chǔ)上,對(duì)兩種類型的可達(dá)性算法進(jìn)行了研究,并基于此進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),證明了算法的可行性.可達(dá)性算法和系統(tǒng)的投入運(yùn)營將對(duì)提高軌道交通出行效率、出行的便捷性和準(zhǔn)確性起到非常重要的作用.

隨著城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性越來越高,od間乘客出行路徑更加多樣化.但是,由于線網(wǎng)中各條線路在換乘站的銜接不太完善,經(jīng)常會(huì)發(fā)生乘客須多次換乘抵達(dá)目的地或者換乘時(shí)間過長的問題.本文在分析城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性影響因素的基礎(chǔ)上,對(duì)網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討,希望為后續(xù)的具體規(guī)劃建設(shè)工作提供參考.

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢(shì)和已經(jīng)顯現(xiàn)出來的特點(diǎn)表明,網(wǎng)絡(luò)化管理對(duì)于城市軌道交通的穩(wěn)步推進(jìn)和安全管理都十分有利

本文以城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問題為研究對(duì)象,將交通線路合理性和可達(dá)性作為限制條件,建立交通網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)優(yōu)化模型。此模型以總出行時(shí)間最少、線路總長度最小以及總換乘次數(shù)最少為目標(biāo)建立多目標(biāo)函數(shù),并對(duì)模型進(jìn)行求解。該模型可對(duì)可能的軌道交通線路進(jìn)行篩選,得到最優(yōu)的線路網(wǎng)絡(luò)布局。

軌道交通高峰時(shí)段乘客滯留站臺(tái)已經(jīng)是運(yùn)營管理部門面臨的重大安全問題,考慮到目前運(yùn)能提高空間較小,提出了對(duì)相關(guān)車站進(jìn)行客流控制的安全管理措施。通過分析軌道交通客流特征及其擁堵傳播規(guī)律;在滿足安全約束條件下,基于受影響乘客數(shù)最少為目標(biāo)構(gòu)建路網(wǎng)協(xié)調(diào)客流控制優(yōu)化模型;并設(shè)計(jì)了基于遺傳算法的求解方法;最后以實(shí)際路網(wǎng)為背景進(jìn)行了案例分析,驗(yàn)證了該模型和算法的有效性。

自動(dòng)售檢票系統(tǒng)與人工售檢票系統(tǒng)相比具有較多的優(yōu)點(diǎn)。文章在研究武漢城市軌道交通自動(dòng)售檢票體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上,從車票的安全性設(shè)計(jì)、交易數(shù)據(jù)的安全性設(shè)計(jì)和系統(tǒng)用戶權(quán)限安全性設(shè)計(jì)等方面分析武漢軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的安全性能問題,并在系統(tǒng)安全技術(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提出管理建議。

本文依據(jù)聯(lián)合開發(fā)的模式、土地特征及物業(yè)空間布局模式的理論概念,對(duì)武漢城市軌道2號(hào)線沿線15個(gè)站點(diǎn)的物業(yè)開發(fā)進(jìn)行規(guī)劃。將聯(lián)合開發(fā)的模式分為地上綜合體型、地下綜合體型和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)型三類,按土地特征將軌道交通沿線土地劃分為a、b、c線,采取線路上部、上蓋平臺(tái)等物業(yè)空間布局模式,對(duì)不同線域中的物業(yè)采取不同的開發(fā)形式和布局模式,實(shí)現(xiàn)由\"地鐵+物業(yè)\"聯(lián)合開發(fā)所引致的城市資源環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

軌道交通網(wǎng)絡(luò)初步形成后,客流會(huì)呈現(xiàn)出幾何倍數(shù)的增長,線網(wǎng)客流之間的關(guān)聯(lián)性越來越強(qiáng),時(shí)空分布上會(huì)出現(xiàn)極度的不均衡性,如何從根源上解決網(wǎng)絡(luò)客流均衡的問題成為了軌道交通企業(yè)、政府、設(shè)計(jì)院等重點(diǎn)研究的問題,文章從運(yùn)營組織、乘客需求、城市綜合管理3個(gè)角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)客流均衡方法進(jìn)行了初步探討和闡述。