基于微觀仿真的公交場站集散系統(tǒng)研究及評價.pdf

1、大型活動的頻繁舉辦在給人們帶來諸多好處的同時也引發(fā)了許多問題，其中大型活動引發(fā)的大量人員出行會對城市各類交通設施造成巨大的壓力。公共交通是大型活動中的最重要的出行交通方式。在公共交通中，地面公交場站扮演著連接活動場所和城市道路的接口作用，因此公交場站的人員集散效果將綜合體現(xiàn)出公交組織和管理服務的優(yōu)劣。這也是大型活動交通組織管理的一項重要內容。然而目前公交組織管理方案的設計和評價上主要依靠經(jīng)驗估計的方法，很難對相應的方案進行科學的驗證和評

2、價。 為了確保2008年北京奧運期間城市公交系統(tǒng)的順暢運行，同時為奧運觀眾提供安全、準時、舒適、可靠的公交服務，國家科技支撐計劃將公交場站的交通組織列為重要內容之一開展研究。本論文在這樣的背景下，結合國家科技支撐計劃課題“北京奧運公共交通運營管理系統(tǒng)”子任務“奧運場館地面公交運輸仿真系統(tǒng)”和北京市科委2005年度科技計劃重大項目——“奧運交通仿真系統(tǒng)研究”，對公交場內站與乘客集散相關的微觀仿真理論和集散服務評價技術進行研究。

3、 交通仿真是目前解決復雜交通問題的重要技術手段，本論文的重點在于對公交場站內乘客集散相關的交通特性和行為特性進行分析，在此基礎上建立能夠反映其特性的微觀行人交通仿真模型，將行人仿真與機動車仿真工具集成建立公交場站乘客集散仿真平臺，并對乘客集散的服務水平進行評價。 乘客的交通特性分析是建立其微觀仿真模型的基礎。論文首先對大型活動期間乘客在公交場站的步行速度和登降速度特性進行了觀測。其中乘客的自由速度足仿真模型標定的重要內容，為

4、了得到乘客的自由速度，論文分析了以往機動車自由速度估計算法非參數(shù)Kaplan-Meier函數(shù)，用行人之間的距離受約束隸屬度函數(shù)對Kaplan-Meier函數(shù)中的受約束概率進行了改進，使之能反映行人受到的各個運動方向上的約束大小。在此基礎上分析得到了人群的自由速度符合正態(tài)分布N(1．36m/s，0．21m/s)。通過該方法得到的行人自由速度平均值是實測值的1．29倍，而標準差較實測值低75．7％。同時，基于實測數(shù)量分析，論文得到在大型活動

5、期間乘客的登降時間符合正態(tài)分布N(1．78s/人，0．49s/人)，通過對比大型活動期間與日常高峰時段的乘客登降速度，發(fā)現(xiàn)大型活動期間乘客的登降時間平均值是日常高峰時間段登降時間平均值的1．35倍，標準差為日常高峰時間段登降時間的2．88倍。這說明在大型活動期間公交車輛在場站內的服務時間要明顯高于日常情況。 在公交場站內，乘客會根據(jù)公交車輛的到達自動的調整自己的步行速度以便及時地搭乘到期望的車輛，而由于乘客各自的目標車輛不同，乘

6、客之間的相互影響要明顯弱于公交車輛的到達和離開。因此，在建立乘客仿真建模時，模型中對原來的動態(tài)地場的概念進行了改進，用其表示公交車輛的到達和離開，人員的速度會隨動態(tài)地場值的大小而發(fā)生變化。從而建立了公交場站乘客微觀仿真的元胞自動機模型。通過實例驗證，模型的誤差為16．1％。同時本模型可以較好的再現(xiàn)人群的自組織現(xiàn)象，表明了此模型的有效性。 公交車輛的相互干擾是影響乘客集散效果的重要因素。為了反映出公交車輛進出場站的全過程，本文應用

7、VISSIM仿真軟件對公交車輛在運行情況進行了模擬，并通過分析公交車到站時間、公交車輛滿裁率、乘客登降時間和公交服務時間的相互關系，通過VISSIM與行人仿真模塊間的數(shù)據(jù)傳遞將兩者集成，形成了公交場站乘客集散仿真平臺。 乘客的主觀感受是評價場站集散服務效果的重要指標，也是服務水平本身的定義。論文通過乘客對公交站點服務的問卷調查及其結果分析，得到了公交場站集散服務水平的評價指標為：人群密度、平均等待時間、擁擠時間百分率、公交站臺秩