城市轨道交通客流时空分布特性及线路运能与客流匹配方法研究

摘要

城市轨道交通是城市交通系统的一部分，其解决的核心问题是城市居民的通勤出行问题。因此，首先必须深入认识不同城市轨道交通线路服务客流的时空分布特征与基本规律，并以此作为运营组织方案制定和实施的基础和依据，从而使系统提供的运能与线路的客流相匹配。而在实际的运营中，线路运能与客流不匹配的问题较为普遍，乘客和企业的利益不能得到很好的保障。因此，有必要对城市轨道交通客流的时空分布特性及针对客流时空分布不均衡性的运输组织方法进行研究，为科学合理地制定和实施城市轨道交通运营组织方案提供依据。
　　论文的主要工作和结论如下:
　　(1)分析了城市轨道交通线路客流时空分布特性的内容、方法和一般规律，提出了客流时段和区间变化的分析指标，结合本文案例提出了列车开行时段和客流区段的划分方法。
　　(2)以北京城市轨道交通线路中典型的市区线2号线、市域线5号线和市郊线八通线为例，基于线路实际客流数据，运用既有的分析方法和本文提出的分析指标，对以上线路客流的时空分布特征进行了全面分析，据此总结出了各类线路客流的时空分布特性及产生的原因。
　　(3)从组织方法、运营适用性及运营实例等方面研究了分时段、分区段、分方向设计运能的运输组织方法。在此基础上，结合案例线路客流的时空分布特性，研究了各类线路适合的运能与客流匹配的运输组织策略。
　　(4)研究建立了基于分时段客流提供运能的多编组列车开行方案优化模型，以北京地铁2号线为例对比分析了多编组列车开行方案的运行效果。分析结果表明:在最大断面满载率上限相同的情况下，模型得到的6/4编组和6／3编组列车开行方案比单一编组方案，在乘客总候车时间方面分别减少了33％和52％，在车辆走行公里方面分别减少了18％和19％，在列车运行时间方面分别增加了28％和76％。说明采用多编组列车开行方案能够提高服务水平，减少列车运行成本，但人力成本会有一定的增加。此外，在提供相同服务水平的情况下，采用多编组列车开行方案可使各时段的运能与客流更匹配。
　　(5)研究建立了基于断面客流差异的多交路列车开行方案优化模型，并以北京地铁6号线为例对比分析了多交路列车开行方案的运行效果。分析结果表明:在提供的最大运能相同的情况下，模型得到的大小交路列车开行方案比单一交路方案，在断面平均满载率方面上行和下行分别提高了38％和28％，在运用列车数方面减少了22％，在运输效率方面提高了33％。说明开行大小交路可使线路运能与客流更匹配，可以提高全线各区间满载率，提高线路运输效率，同时还可节省运用列车数，提高企业的运营效益。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 城市轨道交通客流特性研究

1．2．2 针对客流不均衡性的运输组织方法研究

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 城市轨道交通客流时空分布特性分析

2．1 客流的时间分布特性

2．2 客流的空间分布特性

2．3 不同类型线路客流的时空分布特性分析

2．3．1 市区线

2．3．2 市域线

2．3．3 市郊线

2．4 本章小结

3 城市轨道交通线路运能与客流匹配方法研究

3．1 差异化的分时段运能设计方法

3．1．1 调整分时发车间隔

3．1．2 多编组运营组织方法

3．2 差异化的分区段运能设计方法

3．2．1 多交路列车运营组织方法

3．2．2 快慢列车结合运行组织方法

3．3 分方向的运能设计方法

3．4 不同类型线路运能与客流匹配的运输组织策略

3．5 本章小结

4 运能与客流匹配的多编组列车开行方案研究

4．1 运能与客流匹配的分时多编组列车开行方案优化模型

4．1．1 问题描述

4．1．2 模型假设及参数定义

4．1．3 模型的目标函数

4．1．4 模型的约束条件

4．1．5 模型效果评价指标

4．2 案例分析

4．2．1 线路概况

4．2．2 客流时空分布特征分析及时段划分

4．2．3 分时多编组列车开行方案

4．3 本章小结

5 运能与客流匹配的多交路列车开行方案研究

5．1 运能与客流匹配的多交路列车开行方案优化模型

5．1．1 问题描述

5．1．2 模型假设及参数定义

5．1．3 模型的目标函数

5．1．4 模型的约束条件

5．1．5 模型效果评价指标

5．2 案例分析

5．2．1 线路概况

5．2．2 客流时空分布特征分析及区段划分

5．2．3 多交路列车开行方案

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 论文的主要工作及结论

6．2 研究展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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