城市轨道交通线路运营中断条件下的公交驳接运输组织Word格式.docx

1、若不能在本系统内部消化延误客流，则需要通过出租车或公交配合运输，通常首要考虑的是启用地面公交配合轨道交通列车运行方案实现联合运输。图 1 突发事故处理流程2.3轨道系统自身应对策略线路发生中断后，线路无法进行全交路运行，故必须要根据实际情况调整开行方案，而 制定新开行方案的原则是充分发挥线路中能够利用的设施设备，最大限度增加可用车站数量， 使受到影响的区间长度最短。上海地铁运营突发事件处置预案10对区间中断后，列车折返 方式做了详细规定。如龙阳路张江高科下行区间发生中断后，利用龙阳路站折返线进行折返， 进行单线双向套跑，即：上行一列车经龙阳路站折返后运行至中山公园方向下行，上行后一 列车在龙阳

2、路张江高科上行区间单线双向运行。制定新开行方案主要根据线路中断后，可用折返站配置情况决定。从中断区间分别向两边寻找最近的折返站，以此折返站作为线路运行末端，编制开行方案。轨道区间中断后折返形式有以下四种： 图 2 轨道区间中断后列车折返形式注：图中红圈车站表示有折返条件的车站。列车发车间隔可由线路中最大断面流量除以单列车的最大运量和规定最大发车间隔决定11。60 C列 t间隔 = nin Pnas，t规式中t间隔为列车开行间隔（min）；C列为列车定员；为列车满载率；Pnas为线路最大断面客流量。2.4公交联动配合策略根据前述总体应对思路，若启动地面公交联动运输对策，则需要尽快制定最佳运输方案

3、， 其中包含以下决策要点：起讫站选取；中途停站方案；行车周转方案；所需车辆数。这也是本文研究优化的主旨。公交联动运输方案遵循如下逻辑：若可调动公交资源有限（按照某一满载率要求计算后， 要运输地铁中断客流，将最大客流延误控制在一定的阈值内，需要的车辆数大于能够提供的车辆数），那么不需要再进行客流分配，以引导管理为首要，实现最短距离（有折返条件的最近车站距离）桥接，接续中断区间。若可调动公交资源有富裕（则考虑缩小客流延误，提供与客流去向需求更佳贴心的运输替代服务），对乘客去往下游目的地提供一次路径选择机会，即选择哪个车站重新进入轨道交通系统。分配方法仍采用下节中 C-Logit 模型，以出行时间为

4、阻抗值，分配各路径（包括了：轨道本线路自身径路、轨道平行径路、公交桥接径路）客流量。3.公交分担客流计算为简化计算过程，将上游折返站 A 站及其上游车站去往下游车站的客流看成由 A 站出发去往下游车站的客流，即将 A 站上游车站去往 B 站及其下游车站的客流累加到 A 站。轨道交通突发区间中断事件后，受影响的原始客流可分为放弃轨道交通和继续选择轨道交通的客流。继续选择轨道交通的客流由于运行区间中断，对前往目的地的路径选择有一定的变化。王志强11提出以“出行时间”作为线网的阻抗值，根据各条路径的阻抗值分配各个OD 客流，但该方法没有考虑公交驳接情况和线路重叠导致的路径分配误差。本节在该方法的基础

5、上，用公交桥接中断区间，将该路径视为有效路径，并采用 C-Logit 模型12进行客流分配。线网阻抗，其有路段阻抗、节点阻抗、公交接驳阻抗组成如下：（1）路段阻抗 Aij，由列车在区间 i、j 的运行时分tij 确定。Aij=tij（2）节点阻抗 Bk，节点阻抗可分为两种，分别为通过车站阻抗、换乘车站阻抗。通过车站阻抗由列车在该站的停车时分 tk 确定；Bk=tk换乘车站阻抗由换乘时间表示，其包括换乘走行时间和候车等待时间。换乘时间可根据两换乘站台间距离与步行速度之商确定，候车等待时间则与列车发车间隔有关。tij = tij + tijk k走 k候由于换乘对乘客心理造成的影响大于换乘实际时间

6、，故需要加入放大系数 。Bij = tijk k（3）公交接驳阻抗 R，由公交接驳运行时间决定，其组成与换乘节点阻抗类似，即：rij = rij + rijRij = rij通过对每条路径阻抗值计算，将每个 OD 对的路径按阻抗值从小到大排列。OD 客流分配如下所示：（1）有效路径筛选第一，通过运营时间判断。在给定时间段内，若某路径中的某一段在运营时间之外，则该路径不视为有效路径，不参与客流分配。第二，通过阻抗容许值判断。对一个 OD 来说，其路径可能很多，但乘客的选择对象仅仅局限于几条特定的路径。设Tod ，表示 OD 对中路径时间阻抗阈值，当某路径阻抗大于Tod ，nas则该路径不参与客流

7、分配。 Tod 可由绝对值与相对值共同确定。Tod = minTod （1 + y）, Tod + Unin其中，Tod 为 OD 对中最小的路径阻抗值，y为比例系数，U 为常量。（2）路径选择模型传统 Logit 模型存在 IIA 特性，当路径之间存在重叠时会出现不合理的计算结果。而本节将采用 C-Logit 路径选择模型9，该模型引入了路径重叠部分的阻抗，在一定程度上克服了该缺陷。在 C-Logit 中出行者选择路径 i 概率为：nP （i） = exp（8Lin CFin）n iexp（8Ljn CFjn）CFin = CFlog （Lij/JLiLj）j式中，CFin为效用修正项，用于

8、表示选择路径与其他有效路径的相似程度，能够减小重叠路径的效用。 Li及Lj分别为路径 i 及 j 的阻抗，Lij为路径 ij 重叠部分的阻抗。 CF及为参数，通常取 1。4.公交驳接运输方案研究驳接公交线路停站所考虑的车站包括以下三类站点，以 1 号线上海火车站-汉中路中断运行为例：受影响区域最近的轨道交通折返站（图 3 中上海火车站、人民广场）；2.受影响区域与其他轨道交通线路相交的换乘站（图 3 中上海火车站、人民广场、陕西南路）；3.客流量大的重要站点（图 3 中山北路等）。一般而言，临时公交运输方案中的停靠站从以上三类站点中选取。图 3 轨道区间中断后各车站类型其中轨道交通中断区间桥接

9、线路方案是基础方案（图 3 所示将上海火车站和人民广场桥接），然后根据客流情况考虑桥接枢纽站点和大客流站点。4.1公交资源有限条件下公交驳接模型由于公交资源有限，以引导和系统管理为首要，实现最短距离桥接，替代轨道中断运能。即将中断区间上下游最近折返站直接桥接。运输方式采取成组运输，由于成组运输的计算单元为一列列车，故以一列列车作为研究对象，得以下分析：公交线路发车数量：jcB MAjN = C一个小时内，公交线路所需车辆数：N需= T N t间隔式中SB：表示车站 B 极其下游车站集合，且车站均在公交驳接可服务半径内C：表示车辆额定载客量 ：表示满足一定服务水平下，车辆的载客系数Mj：表示累加

10、后，在一列轨道交通列车中，从 A 站到 j 的客流量T：表示线路的周转时间4.2公交资源富裕条件下公交驳接模型在客流 OD 分配基础上，研究公交辅助运输方案。根据区间中断位置，将列车折返方案分成四类，并逐一分析。并从两种公交辅助运输方式（成组运输和单车运输）进行讨论。成组运输是将多辆公交车同时从起始站出发，但到达的目的地可不同。其发车时刻与地铁到达折返站时刻密切相关；单车运输以一辆公交车为单位进行运行。其发车时刻与车站自身产生的客流紧密关联。4.2.1类型一：中断区间前后为折返站该种类型见图 2 类型一。考虑列车运行方向为下行，在折返站 A 站进行折返，乘客全部清空，并且折返站 B 站及下游车

11、站均正常运行，驳接公交可服务半径覆盖到 C 站。其确定原则如下：临近换乘枢纽站、重要客流下客站，从运输资源利用角度看，平均每名乘客乘坐公共交通的距离达 8.5 公里13，如果乘客已经出行一半距离 4.5km。则考虑的最远运输范围为 4-5km，上海中心区地铁站距约 1.2km，那么需公交运输范围为 3-4 站。该类型同样适用于另外三种类型。（1）成组运输组织一：由 A 站开往各车站的直达公交线路（LINE 1，LINE 2，LINE 3），主要承担 A 站往 B 站及其下游各车站的客流。组织二：由 A 站开往线路末端车站，且每个站点均停靠的公交线路（LINE4），主要承担以上各车流没有输送完的

12、乘客。运行方案如图 4 所示。成组运输的计算模型如下所示：以一列轨道交通列车作为研究单元，得以下分析组织一线路公交数量需求j 公交线路发车数量：N = minMAj ,Z j C jnin MjC , Zj j = 1Nj =Lnin + （M,p+1nin Mp C , Zj C ）, Zj j 2, p 满足一定的公交车站能力约束：Nj Zj组织二线路公交数量需求M +（MMAp,Z CN0 =A,p+1nin C j, p sB以成组运输公交作为研究对象，则总公交车辆需求数：N = T0 N + Tj N CZ 0间隔jSBNj：表示第 j 条线路，在一列轨道交通列车到达时所需要的车数。

13、若计算结果有小数点，N0取不小于该结果的最小整数；其他Nj取不大于该结果的最大整数Tj：表示 j 线路的周转时间h：表示列车发车间隔 NCZ：表示成组运输方式所需公交车辆数Zj：表示线路 1 涉及公交车站中，同时服务公交车辆数最少的车站的能力（2）单车运输此方案下旅客均已被运送完毕，故不需要单车运输。4.2.2类型二：中断区间前车站不为折返站，后车站为折返站该种类型见图 2 类型二所示。考虑列车从左向右行驶，在折返站 A 站进行折返，乘客全部清空，并且在折返站 B 站及下游车站均正常运行，驳接公交可服务半径覆盖到 C 站。运行方案如图 5 所示。其计算与类型一中成组运输涉及方法类似。单车运输与

14、成组运输在站点选择上有区别：在选定服务边界车站 C 站后，C 站与起始站之间的车站均为服务车站，即不考虑重点车站，将其中所有车站均纳入模型。图 6 类型二单车运输车站示意图在图 6 所示，令车站 A 下游第一个车站 D 为起始站，影响区段最后一个车站 C 为终点站。考虑到从 D 站到 C 站均在公交服务范围内，即两站相距不远，若 D、E 站去往 B、C 站之间的中间站，那么这些客流将不倾向于换乘轨道交通，则将 B、C 站之间的车站均纳入到模型之中。建立公交运输模型. 其目标函数为：min （ 60 Mnn）n,nSAB 2 pL60 xnn其约束条件如下所示：最大、最小发车频率约束p p p最

15、小发车频率为了公交服务能够保证一定的服务水平，即最大法定发车间隔的倒数.最大发车频率为了公交车辆能以一定的间距运行，即最小法定发车间隔的倒数.Fnin Fp FnasFS：线路 l 的发车频率；Fnin：最小发车频率；Fnas:最大发车频率客流量约束M 60 xnn C m, n Snn车辆总数计算ppLpp B Tp = N p DC另外，两种公交运输方式车辆总数不能小于能够提供的车辆数，即N NCZ + NDCSB：表示在 A、B 站点之间的车站集合表示车站 B 极其下游车站集合，且车站均在公交驳接可服务半径内pp：表示公交线路p； Lp：公交线路集合p：公交线路p的发车间隔，p = 60

16、/F 。xnn：为 0，1 变量.若公交线路p在车站 m，n 均停靠，则xn,n=1；若公交线路p没有在p p车站 m 和 n 停靠，则xn,n=0 Mnn：表示在一个小时内，从 m 站到 n 的旅客数量 Tp：公交线路p的周转时间NDC：单车运输方式所需公交车辆数，其取值可不为整数N：两种方式共同需要车辆数4.2.3类型三：中断区间前车站为折返站，后车站不为折返站该种类型见图 2 类型三所示。由 A 站开往各车站的直达公交线路（LINE 1，LINE 2，LINE 3），主要承担 A站往下游各车站的客流。由 A 站开往线路末端车站，且每个站点均停靠的公交线路（LINE4），主要承担以上各车流

17、没有输送完的乘客。运行方案如图 7 所示。4.2.4类型四：中断区间前后车站均不为折返站该种类型见图 2 类型四所示。由 A 站开往各车站的直达公交线路（LINE 1，LINE 2，LINE 3），主要承担 A 站往下游各车站的客流；虽然 B 站超出了公交正常服务范围，但其为下游折返第一站，故必须要将其桥接，如图 8 中 LINE 4。由 A 站开往线路末端车站，且每个站点均停靠的公交线路（LINE 5），主要承担以上各车流没有输送完的乘客。运行方案如图 8 所示。其计算与类型二中单车运输涉及方法类似。5.案例研究2011 年 9 月 27 日，上海地铁 10 号线新天地站设备故障，交通大学至

18、南京东路上下行采用电话闭塞方式，列车限速运行。期间 14：51 分列车豫园至老西门下行区间两列车不慎发生追尾。在豫园和老西门区间中断后，开行区间小交路，分别为新江湾城海伦路、航中路伊犁路、虹桥火车站伊犁路。根据重点站选取原则，可得海伦路、南京东路、老西门、陕西南路、虹桥路、伊犁路为重点站。本次案例将模拟该事故情形，并将优化结果与实际调度进行对比。基于历史数据的单位小时 OD 客流，经过路径选择的筛选，得到以下各站调整后 OD 矩阵。表 1 调整后OD 矩阵海伦路四川北路天潼路南京东路豫园老西门新天地陕西南路上海图书馆交通大学虹桥路宋园路伊犁路65185119052066589048534538

19、01055215170873419612412213986759319862632534646420624622716513316346117916838535429331522813817554314213040614589546305297167607173403129534764964132379828387449562477682197141113597825568837939121846967134193717321713166107123511571721521437045112481209961351119258本案例只研究下行方向（新江湾城航中路），在新江湾城海伦路区段断面流量

20、最大为邮电新村海伦路区间，下行客流量为 4932 人次/小时。列车载客量C列 = 1860人/列，取满足率 = 0.85，故列车发车间隔为：3600 C列 = 19.2min，t规结合上海市目前轨道交通发车频率，建议发车间隔不大于 10min，取t间隔 = 10min。根据线路重点站，将调整 OD 矩阵进行合并，得重点站 OD 矩阵。表 2 重点站OD 矩阵213418831992290385795210361798620110487178700331136受到乘客平均乘距影响，最佳周转周期应小于 2h，而海伦路往鸿桥路周转时间约为 3h，不在驳接可服务半径内，另外海伦路去往虹桥路可直接换乘 4 号线达到，故虹桥路不在考虑范围内。伊犁路作为下游小交路的起点，驳接公交必须予以服务。故成组运输方案为：图 9 成组运输方案示意图则一列列车到达时，需要的公交车数为：MLINE 1 t间 2134 10NLINE 1 = 60 = 90 0.9 60 = 4 辆MLINE 2 t 间NLINE 2 =NLINE 3 =C