城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析與客流協(xié)同控制研究.pdf

1、近年來(lái)，城市軌道交通憑借安全、快速、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)成為城市公共交通的重要組成部分，路網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，承載客流量也大幅增長(zhǎng)。與此同時(shí)，由于自然災(zāi)害、設(shè)備故障和恐怖襲擊等因素，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)也經(jīng)常遭遇各類(lèi)突發(fā)事件的影響。這些突發(fā)事件不僅能破壞路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、降低路網(wǎng)連通性，還可能?chē)?yán)重影響城市軌道交通的服務(wù)水平，給乘客出行帶來(lái)不便。因此，對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行脆弱性分析并對(duì)突發(fā)事件后的應(yīng)急修復(fù)規(guī)劃和應(yīng)急運(yùn)營(yíng)措施進(jìn)行優(yōu)化具有重要的意義。
　　

2、本論文以城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)作為研究對(duì)象，結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和城市軌道交通客流分配等相關(guān)理論和方法，對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性、城市軌道交通路網(wǎng)修復(fù)序列優(yōu)化和客流協(xié)同控制等三方面展開(kāi)深入研究，旨在建立城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析體系，并為中斷后的城市軌道交通路網(wǎng)修復(fù)規(guī)劃和應(yīng)急客流控制措施提供決策支持和量化參考依據(jù)。具體內(nèi)容包括:
　　(1)城市軌道交通路網(wǎng)脆弱性分析:建立城市軌道交通路網(wǎng)模型，從結(jié)構(gòu)脆弱性角度出發(fā)對(duì)城市軌道交通路網(wǎng)脆弱性進(jìn)行分析

3、。以北京市城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)為對(duì)象進(jìn)行實(shí)例分析，定量分析路網(wǎng)在隨機(jī)性和蓄意性攻擊實(shí)驗(yàn)下的結(jié)構(gòu)脆弱性，得出對(duì)路網(wǎng)脆弱性影響最大的關(guān)鍵站點(diǎn)。
　　(2)城市軌道交通服務(wù)網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析:構(gòu)建城市軌道交通服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型，考慮運(yùn)行區(qū)段中斷后的客流繞行與擁堵，從能力脆弱性角度出發(fā)對(duì)城市軌道交通服務(wù)網(wǎng)絡(luò)脆弱性進(jìn)行分析。利用城市軌道交通動(dòng)態(tài)客流分配理論模擬區(qū)段中斷后客流在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的分布，使用系統(tǒng)廣義出行費(fèi)用為指標(biāo)衡量各運(yùn)行區(qū)段的脆弱性。最后以北京市

4、城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)為例，定量分析各區(qū)段的能力脆弱性，并根據(jù)區(qū)段中斷后的車(chē)站客流動(dòng)態(tài)確定應(yīng)采取客流控制措施的車(chē)站。
　　(3)城市軌道交通路網(wǎng)修復(fù)序列優(yōu)化:考慮乘客對(duì)城市軌道交通路網(wǎng)出行信息的認(rèn)知更新，建立城市軌道交通路網(wǎng)修復(fù)序列優(yōu)化模型。利用逐日動(dòng)態(tài)分配，刻畫(huà)突發(fā)事件后城市軌道交通路網(wǎng)分階段修復(fù)過(guò)程中的客流量演化動(dòng)態(tài)情況，以修復(fù)過(guò)程中系統(tǒng)廣義費(fèi)用最小化為目標(biāo)，對(duì)路段修復(fù)順序進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)對(duì)案例網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，使用禁忌搜索算法求得滿意解。

5、結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)優(yōu)化所得的城市軌道交通路網(wǎng)修復(fù)序列能快速有效地恢復(fù)城市軌道交通系統(tǒng)的通行能力并降低修復(fù)過(guò)程中的系統(tǒng)廣義出行費(fèi)用。
　　(4)城市軌道交通客流協(xié)同控制:為緩解突發(fā)事件后城市軌道交通系統(tǒng)中的客流擁擠，構(gòu)建客流協(xié)同控制雙層優(yōu)化模型，提出網(wǎng)絡(luò)級(jí)客流協(xié)同控制策略，為限流車(chē)站在各個(gè)限流時(shí)段的最佳進(jìn)站客流量提供量化依據(jù)。上層模型從城市軌道交通管理者角度出發(fā)，旨在最小化乘客在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的廣義出行費(fèi)用，下層模型使用城市軌道交通動(dòng)態(tài)客流