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《北京交通大学》 2011年
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综合客运枢纽集散服务网络分析与建模

李乾  
【摘要】:综合客运枢纽集散服务网络由枢纽内的旅客集散设施和设备、客运组织流程和导向服务设施等三部分组成,是一个具有时空特征的客流集散服务功能结构网络体系,服务于广大旅客在不同交通方式或线路间的搭乘与转换。 本文面向综合客运枢纽的客流集散功能结构分析问题,立足综合客运枢纽内部“旅客主观行为与集散客观环境”之间的动态协同,研究了综合客运枢纽内部客流集散服务网络分析与建模的理论与方法。 主要研究工作如下: (1)集散服务网络数字化描述 首次提出了综合客运枢纽集散服务网络的概念;运用系统分析的方法将集散服务网络体系层化为基础设施层、客运组织层和导向服务层,界定了其边界,阐述了其系统特性,分析了其要素(组分)与结构;建立了各层次属性描述模型;在此基础上,设计了综合客运枢纽内部客流集散服务网络的3P描述方法。该方法由因素分析、因素描述和网络集成三个阶段构成,在静态基础设施网络的基础上增加客运组织和导向服务内容,整合各个层次的空间和服务属性数据,从而构建数字化的集散服务网络。 (2)旅客聚集时空特征分析与建模 根据旅客聚集活动的类型和驱动特点,结合运力计划与旅客候车时间反推旅客聚集时空特征。运用对数正态分布模型对旅客候车时间分布进行研究,分别就运输距离、交通方式、和发车时段三种因素对旅客候车时间的影响进行对比分析。结果表明,运输距离短、轨道交通方式、发车高峰时段的旅客候车时间分布集中度高,反之旅客集聚较为分散,以运输距离对旅客候车时间的影响较为显著。将运输距离作为核心影响因素,运用图解法的思路完成集散服务网络旅客到达人数的时空分配计算,体现了不同运输距离旅客聚集时空特征的差异性。 (3)旅客路径选择行为分析与建模 从旅客的交通换乘行为出发,分析了旅客路径选择行为的内外部影响因素;分析了换乘行为的内在活动构成、时间跨度和活动特征,并以流程图的形式对旅客路径选择过程及各种活动间的关系进行了结构化描述。针对旅客的方向选择,采用寻路理论探讨了旅客寻路策略,建立了基于最大熵的引导标识效能计算模型,完成引导标识效能的量化计算。针对旅客的设施选择,建立了以旅客感知时间和体力消耗为特性变量的BL模型,运用Newton-Raphson方法完成相关参数标定,使用该模型预测旅客层间设施选择行为平均正确率达到81.6%。通过对旅客设施选择行为机理进行分析,证明了BL模型可以较好地表征层间设施物理属性对旅客设施选择行为的影响。 (4)集散服务网络模拟模型研究 立足“旅客主观行为与集散客观环境”的动态协同,建立了集成集散服务网络与旅客路径选择行为的集散服务网络模拟模型,赋予活动主体与模拟环境的交互能力,为集散服务网络动态负荷分析提供模拟平台。以M/G/C/C排队网络模拟模型为原型,将其修正为D-M/G/C/C排队网络模拟模型,并详细阐述了D-M/G/C/C排队网络模拟模型的生成方法及其求解算法。通过对旅客出站过程的模拟实验,证明了该模型对集散服务网络动态负荷分析的合理性。 最后,结合典型高速铁路综合客运枢纽——北京南站,对以上研究内容进行实证分析。根据北京南站运营现状,设计了该站的旅客进站流线集散服务网络,构建了相应的D-M/G/C/C排队网络模拟模型,并编程实现了整个网络的模拟计算。以三种模拟方案进行集散服务网络动态负荷模拟,模拟结果反映了集散服务网络动态负荷的时空特征和旅客路径选择的行为特征,分析了集散服务网络“瓶颈”的时空分布情况,为集散服务网络服务水平评价与优化提供支持。
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