基于乘车方案选择的城市轨道交通线路客流分析

摘要

城市轨道交通线路客流分析问题的研究对维护城市轨道交通网络运营有着重要的作用，是运行图优化和车站客流组织决策做出有力支撑，是实现城市轨道交通网络可持续发展的保障。　　城市轨道交通乘车方案选择是指乘客在出行过程中选择的依次乘坐的列车及相应的乘降车站的序列。本文在对城市轨道交通客流分析的基本概念、对客流的影响因素的研究基础上，使用了图论的方法表示城市轨交通网，进行乘客旅行时间的要素估算，对有效路径进行分类，建立基于KNN-DPC算法的出行路径选择分类模型，并通过模糊模式识别方法对有效路径旅行时间估算结果与各类簇中心旅行时间进行匹配，获得各类簇对应的真实出行路径，在根据有效径路的分类的基础上，构建了基于列车容量限制的乘车方案选择模型，刻画出乘客的运行轨迹，解决了留乘乘车的出行轨迹的追踪，确实后续的客流分析的准确性和真实性。具体研究如下：　　1.在基于国内外对城市轨道交通客流分析研究的基础上，对线路客流分析进行研究。首先介绍了国内外对线路客流分析问题的研究现状，并根据本文研究方法，对市轨道交通乘车方案选择问题的研究情况进行归纳整理，对比现有的乘车方案选择模型的特点。　　2.构建城市轨道交通路网图，具体分析乘客旅行时间组成要素，确定了各组成要素的参数估计方法，确定各有效路径的旅行时间估算值，对路网中的有效路径进行搜素，并对有效路径进行分类，为乘车方案选择规则打下理论基础。　　3.对各类聚类算法进行对比分析，对AFC数据使用KNN-DPC聚类方法进行聚类分析，得到各类簇的乘客人数及类簇中心的旅行时间，根据聚类中心的旅行时间使用模糊识别的处理方法对有效路径的旅行时间估算值进行匹配，从而得到各出行路径的客流数量。　　4.根据有效径路分类不同先后确定不同有效路径的乘车方案选择规则，针有留乘情况的换乘OD对，提出基于列车容量限制的乘车方案规则，建立乘车方案选择模型。并确定城市轨道交通线路客流指标和线路客流分布特征指标，对城市轨道交通线路客流进行分析。　　5.对成都市轨道交通线路情况进行分析，根据乘车方案选择模型和线路客流分析理论，以成都市城市轨道交通2号线客流进行分析，并提出合理建议。　　本文依据乘车方案选择模型对客流数据进行研究，对出行结果进行分析，更真实模拟重现乘客出行路径选择和乘车选择，更好地分析线路客流特征，对城市轨道交通的运营具有现实意义。

目录

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第1 章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外研究薄弱环节

1.3 论文研究目标及主要研究内容

1.3.1 论文研究目标

1.3.2 论文主要研究内容

1.3.2 论文研究技术路线

第2 章线路客流特征研究基础

2.1 城市轨道交通的乘客乘车方案及基本数据

2.1.1 城市轨道交通乘客乘车方案

2.1.2 AFC数据

2.1.3 运行时刻表数据

2.2 客流影响因素分析及特征

2.2.1 城市轨道交通网络因素

2.2.2 乘客出行因素

第3 章 城市轨道交通路径匹配算法

3.1 基于图论的城市轨道交通路网表示方法

3.1.1 图论相关概念

3.1.2 图的数据结构

3.1.3 城市轨道交通路网图的构建

3.2 有效路径搜索算法

3.2.1 基于图论的遍历算法

3.2.2 K条渐短路径搜索算法

3.2.3 Dial算法

3.2.4 有效路径分类

3.3 旅行时间组成要素分析及参数估计

3.3.1 乘车时间

3.3.2 进出站时间

3.3.3 换乘时间

3.3.4 旅行时间

3.4 本章小结

第4 章城市轨道交通乘车方案选择模型构建及线路客流特征分析

4.1 基于KNN-DPC 算法的出行路径选择模型

4.1.1 算法原理

4.1.2 算法步骤

4.2 基于模糊识别的乘客路径选择匹配方法

4.2.1 算法原理

4.2.2 算法步骤

4.3 基于列车容量限制的乘车方案选择模型

4.3.1算法原理

4.3.2算法步骤

4.4城市轨道交通线路客流分析

4.4.1 城市轨道交通线路客流指标

4.4.2 城市轨道交通线路客流分布特征指标

4.5 本章小结

第5 章实例分析——成都市城市轨道交通线路客流分析

5.1 成都城市轨道交通基本信息

5.2 有效路径表

5.3 各出行路径旅行时间估算

5.4 乘客出行路径选择比例表

5.5 基于列车容量限制的乘客乘车方案的选择规则

5.6 成都市城市轨道交通2 号线客流分析

5.7 本章小结

结论

成果及结论

展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果