城市轨道交通的建模及精细分析论文.doc

城市轨道交通的建模及精细分析论文 1.引言 随着中国经济的腾飞和城市人口的不断增长作为大容量的城市轨道交通已成为解决城市交通拥挤问题的关键手段城市轨道交通在许多城市从有到无,从少到多在最近几年里得到了巨大的发展这种发展事态随着进一步的城市化将保持相当的一段时期一方面由于轨道网及地面公交网甚至和对外高速铁路、航空港多方式连接的复杂性不断增加对于做为轨道交通规划和管理的定量模型分析的要求和详细程度也越来越高 另一方面随着计算机技术发展特别是计算速度内存容量和显示屏分辨率的不段提高交通规划软件的功能和分析能力和以往已不可同日而语作为世界领先已有近30年发展和应用历程的Emme交通规划软件在近年有了长足的发展特别是最近推出的公交分配模型和分析方法建模器等为公交和轨道交通规划和管理提供了无尽的分析手段和技术 本文针对中国城市轨道交通的特点结合交通规划软件Emme从轨道交通的路网编码开始系统探索建模过程中可能遇到的问题和可能的解决方案并通过表格、图象的手段展示用于规划和管理的各种精细分析的方法和结果 2.中国城市轨道、地铁交通的一些特征和分析要求 仅从建模和分析的角度出发这里简单描述一下中国城市轨道、地铁交通的一些特征 2.1轨道交通发展及相应分析要求 轨道交通一般从单线开始发展比如北京60年代末的一期工程上海一号线等这第一条线路随着时间的推移一般客流比较饱满也比较容易发生拥挤现象然后与其相接的线路和长度开始增加通过一个时期的密集发展形成轨道交通网接着再向更远的城市边缘发展 轨道交通的模型和分析也随之变化对于一条线来说一般只需要分析单线的段面和上下站流量及该线路的站间流量然后路网形成后线路间的换乘分析变成了必需的内容还要包括对全网的站间流量地面公交的接驳等问题的分析同时还要分析各线路的饱和度及其合理性以及乘客使用地铁的换乘次数分布票价及其产生的收益也成为重要的分析内容 随着轨道线的延伸和城市中交通拥挤度的增加停车换乘作为一种有效的交通方式出现建立良好的停车换乘模型将对于改善交通和相关停车场规划提供建设性意见 2.2轨道交通的票价特点 中国城市的轨道交通一般采用按乘坐公里数收费但具体反映到票价时采用站间票价也就是乘客根据给定的站间票价购票轨道系统内换乘因为整个轨道交通一般是封闭式连网的系统由单一的地铁公司管理这种给定的站间票价可能会根据初始站和末站进行调整也可能对到某些站点给与更优惠的票价这种调整一般会改变票价和乘坐公里数的线性关系给交通建模带来难度而票价对于乘客出行路径甚至交通方式的选择有重要影响小区间出行使用地铁的费用一般需要在方式划分的效用函数中使用如何建立这种费用模型并精确计算小区间出行使用地铁的费用是建立优秀模型的重要内容 3.轨道交通建模中的一些问题和解决方案 针对上述中国城市轨道交通的特点讨论建模中经常遇到的问题并结合交通规划软件Emme的使用提出合适的解决方案 3.1轨道网编码及费用模型 城市轨道交通路网一般是封闭的也就是乘客要进入轨道系统必须先经过收费站点付费后才能进入轨道线和其他交通方式在线路上没有重叠 为了考虑费用对乘客路径选择中的影响可以在每个从地面进入的步行边上考虑从该站乘地铁的基本费用并在每个地铁线段(站间)考虑该路段的乘车费用地铁线段上费用一般按照乘坐距离估数如遇过隧道等情况可加入合适的费用这里的费用泛指经时间价值转换的票价 3.2形心连接线设置及流量分布 形心连接线的多少一般要视小区的大小而定可以根据给定的参数比如长度等自动生成但一般还需人工调整在模型修正时也需要对形心连接线做些修改以下列举两种可能出现的情况 另外在建立形心线时应该特别考虑附近的轨道交通路网由于地铁附近的乘客偏向于使用地铁建议将这些地铁附近小区的形心和进入地铁站的步行边直接相连或者将形心线和靠近这些进入地铁站的步行边相连这些形心线的长度和步行时间也可适当放长同时可以使用不同的交通方式编码以便于以后的分析和数据统计总之编码要方便轨道交通站附近的小区出行易于使用轨道交通 4.轨道交通精细分析及案例 本节系统展示用于轨道交通分析的图表和分析案例对于同一个方案来说只需运行一次公交分配即可所有的分析都可以在对保存的分配路径的分析后得出 4.1轨道交通分析中的常用图表 轨道交通分析一般要从出行需求和路网供应两个方面开始需求量分析一般包括出行产生和吸引量OD量相关的图表比如小区出行的柱状图期望线等路网方面的图表包括线路的统计表格、走向线路的覆盖、密度情况等等这些常用的图表可以在软件提供现有的列表中找到点击即可使用如果需要一些特别的统计也只需对已有图表稍做修改即可这里仅简单介绍一些用于供需平衡、供需交互方面的分析图表这些图表在完成公交分配后也可以从现有的列表中找到使用 4.2一些重要的轨道交通相关分析 轨道交通的分析可以是多种多样的对于不同的项目要求也不尽相同由于篇幅关系这里分析的样本希望能起到抛砖引玉的效果 4.3单线和全网站间流量矩阵 轨道线站点间的流量分析是轨道规划和分析的重要内容之一由于轨道交通的收费是按站到站来实际运营的获得轨道全网站间的流量也就获得了轨道网的收益数据另外因为轨道交通的封闭性和收费方法实际站间OD数据比较容易获得而是准确这种轨道站间OD对于模型验证具有重要意义 5.结语 城市轨道交通的建模和分析在城市交通规划中的地位随着轨道交通的成网变得举足轻重E