軌道交通列車運行的元胞自動機模型及交通流特性研究.pdf

1、列車信號控制系統(tǒng)是軌道交通系統(tǒng)的中樞系統(tǒng)，它可以保證列車在軌道上安全高效的運行。列車信號控制系統(tǒng)目前主要包括固定閉塞系統(tǒng)和移動閉塞系統(tǒng)。移動閉塞系統(tǒng)可以有效縮短列車在區(qū)間和車站運行的間隔，提高軌道線路的通過能力，其已經(jīng)成為列車信號控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。由于移動閉塞系統(tǒng)下列車之間運行間隔大大縮短，所以列車之間相互影響有可能增大，從而造成列車延遲的傳播。本文根據(jù)軌道交通的特點建立固定閉塞及各種移動閉塞模式的元胞自動機(CA)模型，利用模型模擬

2、了軌道交通流特性，在此基礎(chǔ)上重點討論和比較各種移動閉塞模式下列車運行延遲的傳播規(guī)律及影響延遲傳播的因素。最后利用所建立的移動閉塞CA模型模擬討論了三線軌道和四線軌道的交通流特性，證明了建設(shè)三線城市軌道系統(tǒng)的經(jīng)濟合理性。主要內(nèi)容包括以下幾個方面：1.根據(jù)固定閉塞系統(tǒng)軌道交通的特點，提出了三顯示固定自動閉塞的CA模型。我們利用該模型繪制時空圖來探討軌道交通流特性。同時分析了列車速度、位移、車頭距的變化情況，考察了發(fā)車時間間隔對列車運行的影響

3、。數(shù)值模擬結(jié)果表明該模型能夠很好的描述一些真實的固定閉塞系統(tǒng)的軌道交通流特性。 2.提出了移動空間閉塞(MSB)、移動時間閉塞(MTB)、完全移動閉塞(PMB)、準移動閉塞(MLB)、相對移動閉塞(RMB)五種移動閉塞模式的CA模型。利用這些模型模擬了列車延遲在不同移動閉塞模式下的傳播特性，探討了列車初始延遲、列車發(fā)車時間間隔、系統(tǒng)晚點總列車數(shù)及晚點總時間之間的關(guān)系。總的來說，MSB、MTB、PMB、RMB幾種系統(tǒng)對于列車延遲的

4、恢復(fù)能力依次增強；對于MLB，軌道定位單元長度越小晚點曲線也越逼近于PMB下的晚點曲線；在系統(tǒng)出現(xiàn)列車延遲時，相對移動閉塞模式的交通流穩(wěn)定狀態(tài)對應(yīng)的穩(wěn)定曲線低于相同條件下絕對移動閉塞模式下的穩(wěn)定曲線，這說明在相同條件下相對移動閉塞模式具有更小的最小穩(wěn)定發(fā)車間隔。 3.提出了一種三線城市軌道交通系統(tǒng)模型，信號系統(tǒng)采用移動空間閉塞。利用該模型模擬了車站客流到達不均衡條件下的列車發(fā)車及運行情況。模擬結(jié)果表明，在不均衡客流下三線軌道交通