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城市轨道交通有效路径问题研究

作　者: 郭彦云
导　师: 毛保华；孙全欣
学　校: 北京交通大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 城市轨道交通广义费用函数有效路径 BFS算法换乘舒适度
分类号: U239.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 156次
引　用: 1次
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内容摘要

随着城市轨道交通建设步伐的加快,线网规模的扩大和结构的完善,轨道交通线网耦合度越来越高,不同站换乘将更加频繁,采用“无缝换乘”的运营模式将成为今后轨道交通网络化发展的必然结果。同时由于人们对出行路径的理解费用差异和路径选择的多样性,导致乘客出行路径更难掌握。因此,深入分析乘客路径选择的影响因素,确定乘客出行路径集合将变得尤为重要。只有科学合理的掌握乘客出行路径选择行为,才能准确把握乘客出行规律,确定乘客出行路径,对今后城市轨道交通客流预测、运营组织管理及不同运营商之间的客票清算提供依据和支撑。本文以城市轨道交通乘客出行行为特性为基础,充分考虑了影响乘客路径选择的主要影响因素,拓展了广义费用函数。通过增加换乘次数限制条件重新定义了有效路径,并设计了有效路径求解算法。论文的主要研究内容和结论如下：(1)针对城市轨道交通路网的特殊性,对换乘节点进行特殊处理,构建了轨道交通路网拓扑结构。在该网络拓扑结构基础上,对轨道交通网络基本元素之间的关系进行数学建模,包括车站关系、区段关系、线路关系等,为有效路径的求解及各元素在计算机中的存储提供数学基础。(2)在充分考虑乘客换乘舒适度的基础上,改进乘客出行路径选择的广义费用函数。通过分析影响乘客路径选择的乘车时间、换乘时间等主要因素,为确定乘客出行有效路径范围提供前提。由于出行者对换乘费用比较敏感,通过增加换乘次数限制条件,对有效路径进行重新定义。该定义减少了不符合实际的出行路径。(3)基于有效路径定义,提出了基于BFS的路径搜索算法。由于BFS算法是一种路径枚举算法,效率较低,提出通过关键结点确定有效路径的BFS改进算法,并进行算例验证。算例研究表明,BFS路径搜索算法相对既有算法具有运行效率高、存储空间节省等特点,对于带环网络不会遗漏满足条件的有效路径。(4)针对不同类别乘客对出行费用理解差异,设定不同参数,对比分析了有效路径选择结果。结果表明增加换乘次数限制条件使得有效路径范围更加符合实际情况。通过求解OD点对有效路径,对基于换乘舒适度的广义费用模型进行验证,并对模型中的参数进行灵敏度分析。采用换乘流量结果与调查数据对比分析,表明换乘舒适度是影响路径选择的一个重要因素,且在某些换乘车站,考虑换乘舒适度的换乘流量结果更加贴近实际数据。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-16
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 研究意义  12-13
  1.3 论文研究思路  13-14
  1.4 论文组织架构  14-16
2 有效路径研究综述  16-25
  2.1 轨道交通有效路径研究评述  16-20
    2.1.1 有效路径概述  16-18
    2.1.2 有效路径确定及求解算法研究  18-20
  2.2 有效路径搜索既有算法  20-24
    2.2.1 最短路径搜索算法  20-22
    2.2.2 有效路径搜索算法  22-24
  2.3 小结  24-25
3 城市轨道交通路网拓扑关系建模  25-36
  3.1 轨道交通路网拓扑结构  25-28
    3.1.1 轨道交通路网描述  25-27
    3.1.2 轨道交通路网拓扑建模  27-28
  3.2 拓扑结构数学模型  28-34
    3.2.1 车站关系  28-31
    3.2.2 区段关系  31-33
    3.2.3 线路关系  33-34
  3.3 小结  34-36
4 城市轨道交通有效路径的确定及搜索算法  36-57
  4.1 有效路径影响因素分析  36-40
    4.1.1 出行特性  37-38
    4.1.2 出行者特性  38-39
    4.1.3 其他因素  39-40
  4.2 考虑换乘舒适度的路径广义费用函数  40-43
    4.2.1 区段费用  40-41
    4.2.2 换乘节点费用  41-43
  4.3 有效路径重新定义  43-46
    4.3.1 图论角度有效路径约束条件  43-45
    4.3.2 增加换乘次数限制的有效路径定义  45-46
  4.4 改进的BFS有效路径搜索算法  46-55
    4.4.1 BFS搜索算法  46-47
    4.4.2 改进的BFS路径搜索算法  47-48
    4.4.3 算法流程  48-50
    4.4.4 改进的BFS搜索算法程序生成设计  50-51
    4.4.5 算法应用说明  51-55
  4.5 小结  55-57
5 算例分析  57-71
  5.1 轨道交通路网概述  57-58
  5.2 有效路径算法验证  58-61
    5.2.1 路网有效路径求解结果  58-59
    5.2.2 不同类别乘客有效路径求解结果  59-61
  5.3 换乘舒适度影响因素算例分析  61-69
    5.3.1 基础数据  61-62
    5.3.2 路径选择概率模型  62-63
    5.3.3 算例分析及结果  63-66
    5.3.4 参数灵敏度分析  66-69
  5.4 小结  69-71
6 结论与展望  71-73
  6.1 主要工作及结论  71-72
  6.2 研究展望  72-73
参考文献  73-76
作者简历  76-78
学位论文数据集  78

城市轨道交通有效路径问题研究

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