[发明专利]考虑新增线路的城市轨道交通枢纽换乘设施优化配置方法

说明书

本发明提供了一种考虑新增线路的城市轨道交通枢纽换乘设施优化配置方法。该方法包括：获取包括新增规划线路的城市轨道交通网络相关属性，构建城市轨道交通网络；建立城市轨道交通枢纽换乘设施的服务效率计算模型，计算乘客在换乘设施的平均延误时间以及排队乘客数量；假设乘客根据行程时间选择出行路径，以最小化乘客实际平均出行成本及与关键换乘设施周边乘客拥挤度相关惩罚值的加权和为目标，建立换乘设施配置双层规划模型，基于该模型对城市轨道交通网络换乘设施的配置进行优化。本发明实施例方法考虑新增规划线路引入新的客流对于网络乘客换乘需求的影响，从网络层面决策各换乘站点配置关键换乘设施的数量，提高网络的运输效率及服务水平。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通管理技术领域，尤其涉及一种考虑新增线路的城市轨道交通枢纽换乘设施优化配置方法。

背景技术

城市轨道交通网络作为城市公共交通系统的重要组成部分，是支撑大都市居民通勤及日常出行活动的重要交通方式，具有运量大、速度快和准时便捷等特点。

随着城市轨道交通的快速发展及居民轨道交通出行需求的增加，城市轨道交通网络化发展趋势不断加强，运营线路不断扩张，而新增规划线路引入新的客流，原有线路客流量也会相应增加。由于原有线路换乘设施配置时未考虑未来新增线路导致需求增加，或预估的客流量增加已与当前情况产生较大偏差，一些换乘枢纽站点已设置的换乘设施服务能力不能满足未来新增线路开通后的乘客换乘需求。当新增线路投入运营后，一些换乘枢纽站点客流量可能超出换乘设施服务能力，乘客将会在扶梯、楼梯处发生拥堵，不仅会延误出行时间，大量乘客在关键换乘设施周边的堆积还可能引发踩踏等危险事件。因此，根据城市轨道交通网络结构及网络中客流量的变化及时优化换乘枢纽站点的换乘设施配置，增大关键换乘设施服务能力以减少乘客换乘过程中的延误，避免危险事故的发生，对提高城市轨道交通网络服务水平十分重要。

现有技术中的一种城市轨道交通枢纽换乘设施优化配置方法包括：

(1)针对乘客在轨道交通站点楼梯扶梯处的排队机理，利用排队论模型中的D/D/n系统计算乘客的排队延时，即将乘客排队系统建模为乘客按照确定的时间间隔到达，服务用时为确定时间间隔的多服务台模型。根据实测数据拟合了乘客在楼梯上的流量-密度曲线，分析上行和下行楼梯的行人流交通特性，利用VISSIM软件仿真楼梯上行、下行方向的行人通行能力。基于M/G/c/c排队模型构建地铁车站楼梯与通道乘客疏散能力瓶颈分析模型，识别乘客到达率发生变化时的楼梯、通道疏散瓶颈点。按照轨道交通枢纽内楼梯位置不同，研究枢纽出入口楼梯、与站台连接处楼梯以及换乘楼梯的客流特征，考虑乘客个体特性建立流量-密度模型，利用基于社会力模型的Anylogic软件对楼梯通行能力进行仿真分析。

(2)针对轨道交通网络楼梯和扶梯的优化配置，结合车站客流量对轨道交通车站乘客楼梯、电梯的使用需求量作出预测，确定楼梯、电梯的设计宽度及扶梯和楼梯的宽度比例。考虑乘客体验、乘客安全及美观程度对地铁楼梯和扶梯的相对位置进行设计优化。

上述现有技术中的一种城市轨道交通枢纽换乘设施优化配置方法的缺点包括：

(1)利用排队论对乘客在轨道交通换乘扶梯、楼梯处的排队行为进行建模和分析时，较少区分扶梯和楼梯的服务特性不同而分别进行建模。采用仿真工具从微观角度对乘客在换乘设施处的通行行为进行仿真分析计算成本高，不适用于大规模网络、多个站点换乘设施联合优化问题的高效求解。

(2)对于轨道交通站点楼梯、扶梯的优化布设，现有方案一般解决单个站点的换乘设施的布设方式、布设位置、结构设计等问题，较少从网络整体角度考虑客流需求与换乘设施服务能力的匹配，缺少在网络层面实现多站点换乘设施布设数量联合优化配置的方法，并且缺少针对网络结构和客流量的变化来优化网络中的换乘设施配置的方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种考虑新增线路的城市轨道交通枢纽换乘设施优化配置方法，以提高城市轨道交通网络考虑新增规划线路下的运输效率、安全性等服务水平指标。