1、计算机网络在城市轨道交通运营中的应用城市轨道交通以它自身准点舒适、安全可靠、容量大、速度高等特征成为居民出行首要选择的交通方式之一。轨道交通在我国城市交通中扮演的角色越来越重要,特别是国家“十二五 ”规划后 ,我国城市轨道交通的发展进入到跨越式阶段, 不少城市轨道交通进入网络化运营, 但就目前网络化运营情况来看 ,运营事故故障频发 ,运力与运量不匹配情况时有发生,网络化运营下城市轨道交通安全及服务质量没有得到充分保障。所以,论文以网络化运营下城市轨道交通监管为研究对象, 为相关部门监督管理城市轨道交通安全和服务质量提供依据, 具有现实意义。本文以完善网络化运营下我国城市轨道交通监管体系,建立网
2、络化运营监管指标体系及综合评价为研究重点。首先,分析城市轨道交通网络化运营特征、核心要求, 监管目标和监管特征,分析研究网络化运营下国外成功的城市轨道交通监管体系。在此基础上,结合网络化运营下我国城市轨道交通监管体系运行环境,挖掘监管体系各要素存在问题, 提出网络化运营下我国城市轨道交通监管法规与标准体系、监管体制、监管技术方法完善方案,并对方案中要点展开分析 ,最后构建监管体系架构,为网络化运营下我国轨道交通监管工作的推进提供参考。其次,针对完善方案 ,考虑我国城市轨道交通发展趋势、网络化运营现况以及运营在轨道交通生命周期的重要性,论文第 5 章从安全、服务、综合评价出发建立区别于单线运营指
3、标的网络化运营下城市轨道交通运营监管标准指标体系,论文第 6 章结合指标体系采用改进层次分析隶属度函数聚类评价方法对网络化运营下城市轨道交通运营安全及服务质量进行了综合评价, 并以深圳城市轨道交通作为案例进行了评价分析, 为网络化运营下城市轨道交通日常运营监管提供理论依据和方法客流数据作为运营工作的基础,是安排运力、组织列车和评价运营效果的依据。研究客流数据在城市轨道交通网络化运营组织中的应用,是提高路网乘客服务水平、降低运营成本的前提条件。结合北京城市轨道交通运营管理实际情况,针对网络化运营条件下的客流特性, 分析了客流数据在路网列车运行计划编制、网络化运营组织协调、应急指挥工作中的应用,为
4、网络化列车运行的合理组织提供了理论依据。城市轨道交通系统在发展过程中,由单一线路逐步形成经纬交错、线路之间联系密切的网络形态,其适用的线路运营组织理论与方法、技术也更加复杂。目前, 国内外相关研究领域的学者已经对多线换乘、共线运营、多交路运营、快慢车结合、可变编组、共用车辆段、票务清算等网络化运营的相关组织方法与实施技术进行了不同程度的探讨,然而总体上缺乏从微观( 车站、线路层面)到宏观( 线网层面) 、从单一实施技术到综合运用的研究,以及综合运用多种方法与技术产生的通过能力、运营效益等方面的不同效果研究。有鉴于此,本文研究了城市轨道交通线网不同的几何形态对线网换乘能力的贡献差异,将单线路的客
5、流特征分析综合拓展到线网覆盖的整个市域范围；在系统阐述各种网络化运营的相关方法与技术的基础上, 提出了网络化运营环境下的票款清分算法及实施方案流程；研究了共线运营结合多交路的两线通过能力损失计算方法, 并提出了实现该运营环境下多交路线路通过能力最大化的判定条件和行车组织方法；研究了乘客总体时间效益最大化的快车跨站选择模型并给出了相应的算法。主要的研究工作及结论包括：(1)提出并分析了以两两线路之间的换乘结点数定义的线网换乘便捷性矩阵。针对线网形态中的网格平行线、放射线和环线和换乘车站中的两线换乘、三线换乘,分别探讨了其换乘便捷性的差异。计算结果表明,轨道交通线网中,增加不同线形的线路对线网换乘
6、便捷性的边际贡献不同。以线网规模相近的东京营团地铁和北京城市轨道交通为对比案例,计算结果后者的换乘便捷性仅为前者的 40%。分析表明造成这一差距的线网形态原因在于前者以网格型形态为基础,缺乏弧线与对角线线路,同时换乘结点以两线换乘为主。 (2)从长大线路的不同方向的客流空间分布特征出发,研究了线网的总体客流空间分布特征。研究了连接郊区的长大线路的客流特征,其全线客流空间分布不均衡；通勤客流对早晚高峰的影响尤为突出；各区段之间(特别是市区客流与郊区客流之间)的客流交换量明显不均衡。在此基础上,连接各线路的最高流量客流断面,形成围绕城市中心区的一个闭合环线或大弧度曲线。(3)研究了共线运营环境和换
7、乘环境下的票款清分算法,分析了线路与经营核算实体的对应关系, 对换乘环境下的票款清分算法进行了改进。在构造算法的过程中,提出了共线运营区间“虚拟路径”的概念,对应相同OD 的不同经营核算实体。从而利用多路径选择概率模型或者随机用户平衡模型,确定客流分配,实现共线运营环境下的票款清分。设计算例验证了本文改进的票款清分算法的有效性。(4)以长短交路嵌套的多交路线路为研究对象 ,给出了各区间通过能力损失的计算模型；提出了通过延长长交路折返时间达到线路通过能力最大化的方法；推导了采用这一方法的充分条件。算例表明,通过延长折返时间 110s,线路单双交路区间单位小时通过能力分别提高了0.4 列和 1.2
8、 列,验证了最大化方法的有效性。 (5)以郊区线采用过轨运输结合多交路的市区线共线运营为研究对象,给出了各区间的通过能力损失计算式；提出了市区线利用郊区线的过轨交路达到全线线路通过能力最大化的方法；推导出了采用这一方法的充分条件。此时,市区线全线通过能力损失降低为零；郊区线的通过能力损失增大,但增值低于市区线的降值。算例表明,在损失郊区线通过能力 0.3 列h 的条件下,提高了市区线原单交路区间通过能力13.3 列h,验证了最大化方法的有效性。(6)从整条线路全体乘客的角度,构建了实现旅客总体时间效益最大化的快车跨站选择模型。利用多目标规划问题的特点,采用将其转化为一个单目标问题的方法设计算法。跨站模型同时还可用于判定线路是否适用快慢车结合方法。设计算例,确定快车跨站方案并仿真铺画运行图 ,验证了本文模型及算法的有效性
