城市轨道交通应急决策辅助技术研究

摘要

目前，城市轨道交通在我国已进入了快速发展期，研究城市轨道交通的应急处置辅助决策技术，提升城市轨道交通系统的应急应变能力具有非常重要的理论和现实意义。本文以轨道交通的网络化运营为背景，从全网应急指挥监控中心的职责和角色出发，认为轨道交通的应急处置辅助决策技术应包含实时指挥辅助决策和运营调整辅助决策两个方面。全文围绕着这两方面的内容展开了系统的研究工作，主要研究内容有：
　　 (1)通过分析轨道交通网络化运营后的特点，介绍了网络运营情况下城市轨道交通的应急指挥体系结构和应急处置工作流程，指出了应急处置工作将要面临的挑战，由此提出了建立城市轨道交通应急处置辅助决策系统的设想。
　　 (2)利用复杂网络理论对轨道交通路网的主要网络参数指标进行了分析，对路网在随机失效和选择性失效两种情况下的网络连通可靠性进行仿真分析，揭示了路网在突发事件情况下的网络弹性性能。
　　 (3)利用SIR网络传播模型对客流拥堵的传播扩散过程进行了研究，通过建立客流拥堵网络传播模型，按照一定的传播规则分析了客流拥堵的传播机制，讨论了如何通过一定措施来影响这种传播。
　　 (4)对非正常情况下的客流特征进行了详细的分析，包括突发大客流和突发区间中断两种情况，通过总结各种类型客流规律的变化情况，得出非正常情况下路网影响程度和影响范围的衡量标准。
　　 (5)在分析系统的目标定位和功能需求的基础上，提出了应急处置辅助决策系统的总体框架，通过设计系统的工作流程和各子系统间的衔接配合方案，指出了系统在具体实现过程中需要解决的几个主要问题。
　　 (6)对实时指挥辅助决策子系统的分析、设计和实现进行了介绍，对系统实现过程中几个主要问题的具体解决方法逐一进行了详细的讨论，并利用统一建模语言描述了系统的具体实现方案。
　　 (7)提出了基于K短路算法的客流多路径概率分配方案，以此为基础，详细讨论了突发大客流和突发区间中断两种情况下运营调整辅助决策功能的实现方法。
　　 (8)讨论了城市轨道交通路网应急能力的相关评价指标，重点对突发事件的应急救援能力评价、大客流疏散效果评价以及区间运营中断处置效果评价等方面的评价指标体系进行了设计。
　　 论文研究的主要创新点在于利用小世界网络和无标度网络的特性对轨道交通的路网拓扑结构进行了可靠性分析，利用SIR网络疾病传播模型对路网中的客流拥堵传播机制进行了分析；对非正常情况下的客流特征进行了分析，提出了基于K短路算法的客流多路径概率分配方案；设计了轨道交通应急能力的相关评价指标，帮助发现处置过程中存在的问题。本文的研究结果可为实现轨道交通应急处置的信息化、智能化和现代化提供有益的参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 问题的提出及研究意义

1.1.1 问题的提出

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究情况综述

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 研究目标、内容和方法

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 研究方法

第2章 城市轨道交通应急处置总论

2.1 网络化运营特点分析

2.2 城市轨道交通应急指挥体系结构

2.3 应急处置的工作流程

2.4 网络应急事件的种类定义

2.5 应急事件的影响分析

2.5.1 应急救援指挥影响

2.5.2 应急运营调整影响

第3章 突发事件下的路网连通可靠性分析

3.1 路网连通可靠性分析的基本思路

3.2 复杂网络理论概述

3.2.1 基本概念

3.2.2 基本模型

3.2.3 复杂网络的可靠性

3.3 城市轨道交通网络分析模型

3.4 网络连通可靠性及其评价

3.4.1 网络适应性及其评价

3.4.2 网络稳定性及其评价

3.5 仿真分析实例

3.6 本章小结

第4章 非正常情况下的客流特征分析

4.1 客流特征分析的基本思路

4.2 复杂网络的传播理论

4.2.1 复杂网络上的传播行为

4.2.2 经典的网络传播模型及其主要结论

4.3 城市轨道交通客流拥堵的网络传播

4.3.1 客流拥堵网络传播的SIR模型

4.3.2 客流拥堵传播的SIR模型分析

4.4 突发大客流情况客流特征分析

4.4.1 客流剑达特征分析

4.4.2 大客流在路网中的扩散特征

4.4.3 影响程度和影响范围分析

4.5 突发区间中断情况客流特征分析

4.5.1 客流影响情况分类

4.5.2 各种影响情况的客流特征

4.5.3 影响程度和影响范围分析

4.5 本章小结

第5章 应急处置辅助决策技术

5.1 应急处置辅助决策技术综述

5.2 应急处置辅助决策系统的总体设计

5.2.1 相关支持信息分析

5.2.2 系统的框架结构

5.2.3 系统的工作流程

5.2.4 需要解决的关键问题

5.3 实时指挥辅助决策技术

5.3.1 路网信息的分层管理和关联方案

5.3.2 基于超媒体技术的应急预案数字化管理

5.3.3 应急预案的标准化编制方案

5.3.4 基于预案的处置方案辅助生成技术

5.3.5 实时指挥辅助决策系统建模设计

5.4 运营调整辅助决策技术

5.4.1 运营调整辅助决策的基本思路

5.4.2 K短路径搜索算法简介

5.4.3 客流的多路径概率分配方案

5.4.4 突发大客流时的路网运营调整

5.4.5 突发区间中断时的路网运营调整

5.5 本章小结

第6章 应急处置的相关评价指标

6.1 应急处置评价指标综述

6.2 应急救援能力评价指标

6.2.1 应急救援能力的影响因素

6.2.2 应急救援能力评价指标的构建

6.3 大客流事件处置效果评价指标

6.4 区间运营中断处置效果评价指标

6.5 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.1.1 论文的主要研究成果与结论

7.1.2 论文的主要创新点

7.2 需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果