城市轨道交通车站进出站设施优化配置问题研究

摘要

随着我国城市轨道交通行业的快速发展，城市交通拥堵问题得到了有效的缓解，同时也暴露出轨道交通车站内部设施与乘客交通流之间的不匹配性及不合理性，单纯从运营组织及车站管制等方面已不能解决实质性的问题。因此，本论文从设施的配置优化角度对进出站自动检票机、进出站楼梯及进出站通道等轨道交通车站进出站设施进行了深入研究，旨在为乘客提供更优质的服务、吸引更多的客源。本论文的研究成果可以为规划中轨道交通车站进出站设施的确定以及对既有轨道交通车站进出站设施的评价改造提出理论基础，并为城市轨道交通行业内标准的制定提供参考依据。 本论文首先分析进出站自动检票机、楼梯及通道等设施处乘客流所表现出的交通特性，主要包括乘客流速度、密度、流量及时间之间的关系，并分析乘客在设施物理参数、性能等条件影响下的行为特征。 然后以排队论和交通流理论为基础，针对高峰时段进出站自动检票机处产生的乘客排队现象，对其进行排队系统分析，提出了优化设施配置的评价指标。并对进出站楼梯类设施进行乘客排队机理研究，分析楼梯类设施不同组合对乘客疏散作用的影响。紧接着针对进出站通道设施瓶颈处产生的“拉链效应”现象，进行了通道分层及通行能力计算与分析。 最后基于UML建模语言对进出站自动检票机处的排队系统建立仿真模型，绘制仿真模型活动图、简单类图、对象状态图、顺序图等排队系统相关模型图，并提出遗传算法和仿真技术相结合的排队系统优化方法。以王府井地铁站为实例，确定了最优的进出站自动检票机数量、配置了出站楼梯与自动扶梯的最佳组合及对进站通道处瓶颈的缓冲段进行了设计，使各类设施的配置得到了优化，达到了研究的目的。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究的内容与方法

1.2.1 研究的范围及主要内容

1.2.2 研究的思路及方法

1.3 国内外研究现状综述

1.3.1 国内研究现状

1.3.2 国外研究现状

2 轨道交通进出站设施及乘客交通特性分析

2.1 轨道交通进出站设施对象及特征分析

2.1.1 轨道交通车站设施及特征

2.1.2 轨道交通进出站自动检票设施对象分析

2.1.3 轨道交通进出站楼梯类设施对象分析

2.1.4 轨道交通进出站通道类设施对象分析

2.2 轨道交通进出站设施处乘客流交通特性分析

2.2.1 进出站自动检票设施处乘客流交通特性分析

2.2.2 进出站楼梯类设施处乘客流交通特性分析

2.2.3 进出站通道类设施处乘客流交通特性分析

2.3 轨道交通车站进出站设施处乘客行为特征分析

2.3.1 进出站自动检票设施处乘客行为特征分析

2.3.2 进出站楼梯类设施处乘客行为特征分析

2.3.3 进出站通道类设施处乘客行为特征分析

2.4 本章小结

3 进出站设施优化配置评价与分析

3.1 进出站自动检票设施排队系统评价

3.1.1 排队论概述

3.1.2 自动检票机处乘客排队系统特征

3.1.3 评价指标建立

3.2 进出站楼梯类设施配置评价

3.2.1 进出站楼梯设施处乘客流延时分析

3.2.2 基本假设

3.2.3 模型建立

3.2.4 评价指标建立

3.3 进出站通道类设施配置分析

3.3.1 行人时间间隔的定义

3.3.2 通道通行能力及有效宽度的确定

3.4 本章小结

4 进出站检票设施排队系统仿真模型构建

4.1 排队系统仿真概述

4.2 面向对象技术与UML语言

4.3 遗传算法介绍

4.3.1 遗传算法的主要特征

4.3.2 遗传算法的基本流程

4.3.3 算法关键参数与操作的设计

4.4 基于UML的排队系统模型和结合遗传算法的排队系统优化方法

4.4.1 排队系统流程分析和仿真模型活动图

4.4.2 排队系统模型的功能模块划分和简单类图设计

4.4.3 系统主要对象的状态图和对象交互的顺序图

4.4.4 计算机仿真和遗传算法相结合解决排队系统优化问题

4.5 本章小结

5 王府井地铁站进出站设施优化配置实例应用

5.1 王府井地铁站进出站设施介绍

5.2 地铁站进出站自动检票机优化配置分析

5.2.1 进站检票机优化配置仿真

5.2.2 出站检票机优化配置仿真

5.3 地铁站进出站楼梯、自动扶梯及通道优化配置分析

5.3.1 出站楼梯设施处乘客延时分析及评价

5.3.2 出站楼梯与自动扶梯组合优化配置分析

5.3.3 进站通道配置情况分析

5.4 本章小结

6 结论

6.1 总结

6.2 研究展望

参考文献

作者简历