城市軌道交通樞紐集散服務網(wǎng)絡建模與仿真研究.pdf

1、隨著我國城市軌道交通系統(tǒng)的高速發(fā)展，城市軌道交通網(wǎng)絡化運營格局已逐步形成。城市軌道交通樞紐作為城市軌道交通網(wǎng)絡的核心節(jié)點，其內(nèi)部集散功能結(jié)構(gòu)已經(jīng)演化成為較為復雜的服務網(wǎng)絡體系。由于受到所屬城市的經(jīng)濟、文化和政策等多種因素的影響，不同地域的城市軌道交通樞紐內(nèi)部網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和功能存在差異性，進而作用于網(wǎng)絡客流并使其表現(xiàn)出不同的交通行為和流量特征。
　　如何系統(tǒng)化和定量化地描述城市軌道交通樞紐內(nèi)部集散結(jié)構(gòu)功能網(wǎng)絡，針對性地研究該網(wǎng)絡的拓撲結(jié)

2、構(gòu)特性、動力學性質(zhì)以及網(wǎng)絡可靠性，表征網(wǎng)絡“結(jié)構(gòu)-能力-流量-動態(tài)服務水平”之間的相互作用關(guān)系，進而對樞紐內(nèi)部網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計和運輸能力配置的合理性以及網(wǎng)絡動態(tài)服務水平進行評價等已然成為當前亟待解決的關(guān)鍵問題。基于此，本文面向城市軌道交通樞紐內(nèi)部客流集散復雜環(huán)境開展針對性研究，在分析和總結(jié)國內(nèi)外關(guān)于城市軌道交通樞紐結(jié)構(gòu)和功能特性以及客流集散等相關(guān)研究成果的基礎上，立足復雜網(wǎng)絡的視角，建立符合城市軌道交通樞紐結(jié)構(gòu)、功能和流量特性的集散服務

3、網(wǎng)絡體系，提出層次化、系統(tǒng)化和定量化的樞紐集散服務網(wǎng)絡屬性測度及可靠性分析方法，構(gòu)建面向網(wǎng)絡可靠性和面向動態(tài)服務水平評價的樞紐集散服務網(wǎng)絡仿真方法并開展實例分析與驗證，旨在形成城市軌道交通樞紐集散服務網(wǎng)絡建模與仿真的相關(guān)理論和方法。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)提出了城市軌道交通樞紐集散服務網(wǎng)絡建模與仿真研究體系框架。本文在系統(tǒng)地闡述了與本研究直接相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及基礎理論的基礎上，采用復雜網(wǎng)絡的理論與方法，提出

4、了城市軌道交通樞紐集散服務網(wǎng)絡的概念，構(gòu)建了城市軌道交通樞紐集散服務網(wǎng)絡建模與仿真研究體系框架。
　　(2)構(gòu)建了城市軌道交通樞紐集散服務網(wǎng)絡層次化模型，提出了網(wǎng)絡靜態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)屬性、靜態(tài)運輸能力屬性、動態(tài)客流服務屬性的測度方法。從“設施布局-客運組織-旅客集散”的角度，建立了涵蓋集散實體拓撲網(wǎng)、集散運輸能力網(wǎng)、集散服務功能網(wǎng)等三個層次的樞紐集散服務網(wǎng)絡層次化模型，對應提出了表征網(wǎng)絡靜態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)屬性、靜態(tài)運輸能力屬性、動態(tài)客流服務屬

5、性的測度指標體系和形式化表達。
　　(3)提出了涵蓋網(wǎng)絡自適應性、網(wǎng)絡生存性、網(wǎng)絡有效性等動力學性質(zhì)的樞紐集散服務網(wǎng)絡可靠性分析方法。從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可靠性、能力可靠性和服務可靠性等三個層次出發(fā)，設定了網(wǎng)絡可靠性的基本內(nèi)涵和蓄意攻擊策略，提出了樞紐集散服務網(wǎng)絡可靠性的測度指標、定義及形式化描述，形成了蓄意攻擊下的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、動力學行為與動態(tài)流量特征之間的相互關(guān)系。
　　(4)構(gòu)建了面向網(wǎng)絡可靠性和面向動態(tài)服務水平評價的樞紐集散服

6、務網(wǎng)絡仿真總體框架，對應設計了仿真流程和實現(xiàn)方法，形成了樞紐集散服務網(wǎng)絡“結(jié)構(gòu)-能力-流量-動態(tài)服務水平”之間的相互作用關(guān)系。其中，在給定客流規(guī)模與時空分布的條件下，針對網(wǎng)絡靜態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)設計和靜態(tài)運輸能力配置進行合理性評估，形成了面向網(wǎng)絡可靠性的仿真研究方法;同時，在給定網(wǎng)絡靜態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)和靜態(tài)運輸能力，以及客流規(guī)模與時間分布的條件下，針對網(wǎng)絡動態(tài)客流的實時負載強度和動態(tài)服務水平進行動態(tài)評價，形成了面向動態(tài)服務水平評價的仿真研究方法。

7、r>　　(5)選取典型城市軌道交通樞紐開展實證分析，系統(tǒng)地驗證了本文所構(gòu)建的樞紐集散服務網(wǎng)絡層次化模型和測度指標體系的有效性，以及樞紐集散服務網(wǎng)絡仿真方法的合理性;體現(xiàn)了研究成果在樞紐規(guī)劃設計階段和實際運營階段的應用價值;并結(jié)合實證分析結(jié)果進一步探討了仿真優(yōu)化策略。
　　本文研究成果有效充實了我國城市軌道交通樞紐的相關(guān)理論基礎和技術(shù)方法體系，為深入地研究樞紐內(nèi)部客流集散環(huán)境提供了理論依據(jù)，為有效地評估樞紐內(nèi)部網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計和運輸