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城市轨道交通应急公交驻车点选址分配问题研究

支晓宇  
【摘要】:随着城市轨道交通运营网络扩展和客流迅速增长,其线网结构复杂化、行车组织多样化、设施设备状态欠佳以及大客流带来的运营压力和安全问题不容小觑,利用地面公交车疏散滞留客流是城市轨道交通应急处置的有效手段之一。本文在分析应急公交接驳组织理论和经典选址模型的基础上,提出了综合考虑城市轨道交通车站乘客滞留风险和应急公交接驳延误的应急公交驻车点选址分配方法,第一阶段提出了基于BP神经网络的滞留风险评价方法,第二阶段建立了考虑车站风险权重的最小化接驳延误和应急公交备车量的驻车点选址分配模型并设计求解算法。主要研究工作包括以下几个方面:第一,本文结合各城市轨道交通公司的应急预案分析了应急公交接驳的相关策略,包括应急公交接驳响应的组织及流程,应急公交接驳启动与结束的条件,以及应急公交接驳的方式与接驳起讫点的选择,在评析经典选址模型的基础上,进一步总结了应急公交驻车点选址分配问题的特点。第二,本文考虑将轨道交通车站客流滞留风险纳入应急公交驻车点选址问题中。在分析车站客流滞留风险的基础上,构建风险评价指标体系并合理量化,通过建立基于车站滞留风险的BP神经网络模型测算得到车站乘客滞留风险值,将该风险值作为改进P-中心选址模型中的需求点的权重。算例研究表明,是否考虑风险权重影响了车站在选址过程中的相对重要度,基于车站风险分析的加权P-中心模型的驻车点选址方案使部分权重较高的车站与驻车点之间的平均距离减少了0.8%-8.4%,但是对整个研究区域的公交应急服务覆盖效果影响不大,有利于应急资源的合理高效利用。第三,基于滞留风险对驻车点选址的影响以及城市轨道交通应急公交接驳延误的分析,本文将滞留风险作为车站的权重建立最小化平均接驳延误时间和最小化最大应备公交车辆数的应急公交驻车点选址分配模型。并运用改进的二进制粒子群算法求解,使用MATLAB编程实现。案例分析结果表明平峰期间只运用一小部分的应急公交运力可使平均延误时间达到系统最低,高峰期间运用100%的应急公交运力,平均延误时间为12.9min,且高峰期间部分驻车点减少接驳服务后,考虑滞留风险的配车方案保证了风险高的车站不增加延误。说明合理的驻车点选址及应急公交配备方案是应急公交车高效完成接驳任务的前提和保障,且对高峰期间公交运营紧张情况下的应急接驳尤为重要。


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