城市轨道交通车站多目标布局研究

摘要

近年来，中国经济的高速发展为轨道交通发展创造了良好的条件、带来了蓬勃的生机。截至2014年12月31日，我国内地的北京、广州、成都等20个城市地铁已经通车运营，线路共计81条，长约2624km，运营车站1732座。我国城市轨道交通建设取得丰硕成果同时，也存在诸多问题，如站点选取定性分析多于定量分析;车站布设考虑因素不明确;车站多按规划者经验布设;车站覆盖量、站间距的确定欠缺理论支撑。因此提出一套合理的城市轨道交通车站布局方案必要性十分明显。
　　结合国内外研究现状，本文阐述了我国城市轨道交通发展现状、趋势及存在问题。在总结分析国内外研究现状的基础上，提出本文的研究路线，为全文撰写理清思路。对城市轨道交通车站的分类、布局影响因素进行了分析，并探讨了国内外站间距现状及研究进展，确定了合理轨道交通站间距范围。
　　本文研究城市轨道交通线路走向既定，且轨道车站的起、终点站也确定的情况下，轨道交通中途站点的布设问题。针对该问题，首先提出城市轨道交通车站三阶段布局法，考虑车站合理站间距为约束条件，选取轨道车站总覆盖量和净收益最大为车站布局优化目标，建立城市轨道交通车站优化的双目标模型。
　　比较分析经典的传统多目标优化算法，选用ε-约束法，将多目标优化问题转为单目标优化。将模拟退火算法应用于此模型的求解，并将该算法在Matlab上编程实现。该方法成功应用于具体算例，证明了模型设计与算法的可行性，对于我国城市轨道交通车站布设具有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 城市轨道交通概述

1．1．2 我国城市轨道交通发展现状

1．1．3 我国城市轨道交通发展前景

1．1．4 城市轨道交通车站布局存在问题

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．3．3 国内外研究现状评述

1．4 研究内容及技术路线

第2章 城市轨道交通车站布局基本理论

2．1 城市轨道交通车站概述

2．1．1 城市轨道交通车站分类

2．1．2 城市轨道交通车站功能

2．1．3 城市轨道交通车站组成

2．2 城市轨道交通车站布局影响因素分析

2．2．1 城市规模及布局形态

2．2．2 线路长度及沿线人口密度

2．2．3 轨道交通出行需求

2．2．4 城市轨道交通与其他交通方式的衔接

2．2．5 站间距对车站布局的影响

2．3 城市轨道交通站间距确定

2．3．1 站间距对相关因素的影响

2．3．2 站间距确定

2．4 本章小结

第3章 城市轨道交通车站布局优化研究

3．1 城市轨道交通车站三阶段布局法

3．1．1 确定候选站点

3．1．2 确定初始候选站点布局方法

3．1．3 站点布局优化

3．2 城市轨道交通车站布局优化模型

3．2．1 问题描述

3．2．2 覆盖量模型

3．2．3 费用效益模型

3．3 城市轨道交通车站布局多目标优化模型

3．3．1 多目标问题概述

3．3．2 轨道车站布局多目标优化模型建立

3．4 本章小结

第4章 城市轨道交通车站布局模型求解

4．1 模拟退火算法简介

4．1．1 模拟退火算法基本原理

4．1．2 模拟退火算法步骤

4．1．3 模拟退火算法的伪程序

4．2 车站布局模型优化求解

4．2．1 经典的传统多目标优化算法简介

4．2．2 算法设计

4．3 本章小结

第5章 城市轨道交通车站布局优化算例分析

5．1 算例数据

5．2 结果分析

5．2．1 车站布局方案

5．2．2 方案优化分析

5．3 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目