城市轨道交通网络中整体视频监控模型

轨道交通网络的不断扩大和延伸，在大大提升城市交通的可达性、便捷性、可靠性，提高居民出行效率的同时，也带动了轨道交通沿线商业、物业的发展，逐渐形成以交通线路为中心、规模化的大型商圈。轨道交通网络的发展正在打破城市传统圈层结构，对重塑城市形态起到巨大的推动作用；构建以轨道交通引领的开放型运输网络和多枢纽交通体系，通过轨道交通系统的建设促进城市交通运输供给服务能力和水平的提升，更好满足居民出行需求，更好支撑引领经济社会发展，是推进城市交通供给侧结构性改革的有效途径之一。

城市轨道交通网络是城市公交系统的重要组成部分。以北京地铁和深圳地铁为研究对象，建立两个城市的轨道交通网络模型，利用两个城市的地铁乘客刷卡数据，估计城市轨道交通需求od；基于复杂网络理论分析两个城市轨道交通网络的拓扑结构，提出城市轨道交通网络脆弱性的评价指标；建立城市公共交通双层网络，对城市轨道交通网络的脆弱性进行更深层次的分析。研究结果表明：北京市与深圳市轨道交通网络脆弱边地理分布很相似，深圳市轨道交通网络平均而言更加脆弱；轨道交通网络的脆弱性与其网络复杂度密切相关；城市常规公交网络可以降低城市轨道交通系统的脆弱性。

对我国主要城市轨道交通网络鲁棒性进行仿真研究,有助于保证我国轨道交通网络的稳定安全运营。鲁棒性需要着重研究枢纽站点相对于全局的作用,传统方法直接将地理网络拓扑化未突出重要站点,或者直接忽略一般站点对网络的作用来突出枢纽站点,两者均存在一定偏差。基于图论和复杂网络理论,提出一种改进的赋权网络鲁棒性评价方法,全面考虑一般站点与重要站点,从多个静态指标衡量网络拓扑结构鲁棒性,并动态仿真站点受到破坏后网络性能的变化。结果显示,深圳轨道交通网络综合鲁棒性能较强,杭州和西安轨道交通建设发展较均衡,郑州轨道交通网络鲁棒性最差。通过增强轨道交通网络的集聚效应,增加可换路径,缩短换乘距离能够提高网络鲁棒性。

针对目前轨道交通运营管理无法实时掌握客流情况的现状,在全网各站点闸机实时数据以及历史数据的基础上,结合agent仿真技术对进站客流建模,建立全网络条件下轨道交通客流分布模型.快速、全面地对轨道交通各个站点、线路之间的客流分布、运行情况进行直观仿真.通过向运营企业提供列车实时客流参数,使其可以全面把握全网各站点、各列车的实时客流情况,以此及时调整列车运行方案.另外,出行者也可以通过手机客户端了解网络客流状况,根据自身情况选择合适的出行方案.

针对网络换乘性能,提出了计算城市轨道交通网络换乘次数的矩阵算法。利用图论建立网络数学模型,利用可达矩阵计算了网络拓扑结构的平均换乘次数。在此基础上考虑客流量的影响,通过挖掘地铁afc（自动售检票）数据,计算按客流量加权的平均按乘次数。定义网络换乘效率为实际按乘次数与理论换乘次数的比值,并以北京地铁为例进行计算。计算结果验证了算法的有效性。

本文综合分析政府与p&r使用者的利益,分别构建截流网络上小汽车公里数最多、网络费效比最低、网络中所有p&r使用者总盈余最大三个优化目标函数,并设置变量、总量、单个p&r建设的上下限条件等约束,构建基于城市轨道交通线网的p&r多目标选址模型。并以北京为例,计算p&r选址模型结果,与北京第一批建成p&r的布局和效益进行对比分析；针对北京已有p&r布局,求解新建不同p&r数量的最优选址方案,给出p&r建设数量对网络效益的影响,并总结影响规律,为未来p&r选址规划提供参考和建议。

为定量分析成网运行条件下乘客在轨道交通系统内的换乘路径选择行为,在梳理乘客换乘路径选择直接与间接影响因素的基础上,引入开销系数用于描述由于列车过度拥挤导致乘客心理感受运行时间的额外增加值.提出含有惩罚系数的乘客换乘时间函数,基于乘客心理感知构建以乘车时间和换乘时间为广义费用的路径选择行为模型,并设计模型的求解算法.最后,将模型运用于重庆轨道交通网络实例分析中,结果表明:乘客倾向于选择换乘次数更少的路径3,较传统模型选择概率提高1.44%;同时,换乘惩罚系数对路径选择结果的影响灵敏度高于运行时间开销系数.

应用logit模型对城市轨道交通网络的客流分配问题进行了理论建模,并通过实际调查数据标定模型中未知参数。在路径搜索方面,提出了一种基于深度搜索优先和分支界定思想的有效路径搜索算法,以得出符合现实的有效路径集合。旨在提出一套通过地铁ic卡数据得到轨道交通网络站间od矩阵后,在轨道交通网络上分配乘客流的模型和算法。通过北京市轨道交通网络实际调查数据的案例分析,对模型和算法的有效性进行了验证。

从投入与产出的角度出发,构建了城市轨道交通网络化运营效率指标体系,并运用dea模型对我国内地8家城市轨道交通网络化运营较为成熟的企业运营效率进行综合评价。结果分析表明:此方法对求解网络化运营效率的系统评价问题具有较高的实用性与有效性,评价结果能客观、有效地反映出各企业网络化运营水平高低及存在的不足,可为提高城市轨道交通运营企业网络化运营效率提供科学、合理的决策依据。

图像监控信息系统作为安全技术防范系统的重要组成部分,其直观可视、动态控制、信息记录等特点,非常适合轨道交通这种特殊环境下新兴的视频监控智能分析,也极大地提高视频监控的效率。

视频监控系统是保证城市轨道交通行车组织和安全的重要手段。城市轨道交通中视频监控系统的发展基本上是从早期的模拟视频监控系统向模数结合的视频监控系统和现在的数字视频监控系统演变的过程。但是最终的趋势必然是全面数字化,即视频在前端进行数字化、网络化,利用网络进行传输,采用分布式存储系统,模块化结构,完成视频监控任务。

通过对上海市轨道交通网络拓扑结构的分析,获得了基于l空间和p空间视角的轨道交通网络所具有的不同性质:在l空间下网络的度值相对较小,80%以上节点的度为2,度分布很集中,整个网络的平均最短路径反映了从任意站点到任意站点的实际需要通过的平均站点数,最短路径长度相对较大,网络的聚类系数很小,接近于0;而在p空间下,网络整体的度值很高,且分布区域也很广,而网络的平均最短路径很小,它反映的是从一个站点到任意一个站点平均需要换乘的次数,网络的聚类系数很大,超过了0.9,上海市轨道交通网络超过85%的节点的聚类系数为1。

城市的轨道建设不断地发展，传统的运营管理方法及理念，已经不能够满足现在的发展，需要对管理理念进行创新，用发展的眼光去明确网络化运营的管理需求，所以本文对现在城市轨道交通网络化运营的对策提出了一些建议。

本文对城市轨道交通网络安全现状进行了分析，介绍了城市轨道交通网络安全相关的工业控制系统，并提出针对轨道交通网络安全相关系统的安全预防措施。

本文以图论为基础,忽略城市轨道交通线网中的普通车站,重点关注线网的终点站、换乘站及连接终点站和换乘站的边,对线网的基本网络信息进行统计,分析线网的复杂特性,并提出适合城市轨道交通线网的复杂特性评价指标,并以北京市城市轨道交通的三个建设阶段(2009年线网、2010年线网和2015年线网)为分析案例,验证评价指标的适用性,为今后的城市轨道交通网络分析提供参考.

对城市轨道交通网络的客流动态估计进行优化，可以为城市轨道交通网络的顺畅运行和社会的安全稳定奠定基础。突发事件会引起市民的恐慌，使城市轨道交通网络中客流分布时刻发生变化，导致传统的估计模型不能准确把握客流动态分布规律，无法对不确定因素进行预判，降低了估计的准确率。为提高准确率，提出一种基于拓扑网络模型的突发事件下城市轨道交通网络客流的动态估计方法。根据拓扑网络的原理建立城市轨道网络模型，根据单位时间内各车站起始点客流的历史数据获得受到突发事件影响的评价模型，能够得到突发事件下随着时间变化受到影响的客流量，实现突发事件下城市轨道交通网络客流动态的准确估计。仿真结果表明，改进算法能够提高突发事件下城市轨道交通网络客流动态估计的准确率和效率。

为预防突发事件对城市轨道交通网络的影响,提高应变能力、增强运营稳定性,有必要对其网络可靠性进行分析。以上海市轨道交通网络为实证对象,基于l空间和p空间方法建立两种网络拓扑结构,分析其复杂网络的静态特性。提出针对车站删除方法的4种攻击策略,并对各种攻击策略下网络可靠性的变化进行比较分析。结果表明,轨道交通车站网络和换乘网络对随机攻击具有鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性;动态攻击策略对网络可靠性的影响比静态攻击策略更大。

随着城市轨道交通路网规模的不断扩大,网络复杂性越来越高,od间乘客出行路径更加多样化.但是,由于路网中各条线路在换乘站之间的衔接性不太完善,经常会发生乘客无法经换乘抵达目的地或者等待时间过长的问题.本文在分析轨道交通网络可达性影响因素的基础上,对两种类型的可达性算法进行了研究,并基于此进行了网络可达性系统的架构设计和实现,证明了算法的可行性.可达性算法和系统的投入运营将对提高轨道交通出行效率、出行的便捷性和准确性起到非常重要的作用.

随着城市轨道交通线网规模的不断扩大,网络复杂性越来越高,od间乘客出行路径更加多样化.但是,由于线网中各条线路在换乘站的衔接不太完善,经常会发生乘客须多次换乘抵达目的地或者换乘时间过长的问题.本文在分析城市轨道交通网络可达性影响因素的基础上,对网络可达性计算系统架构及实现进行了探讨,希望为后续的具体规划建设工作提供参考.

城市轨道交通网络化发展的趋势和已经显现出来的特点表明,网络化管理对于城市轨道交通的稳步推进和安全管理都十分有利

轨道交通高峰时段乘客滞留站台已经是运营管理部门面临的重大安全问题,考虑到目前运能提高空间较小,提出了对相关车站进行客流控制的安全管理措施。通过分析轨道交通客流特征及其拥堵传播规律;在满足安全约束条件下,基于受影响乘客数最少为目标构建路网协调客流控制优化模型;并设计了基于遗传算法的求解方法;最后以实际路网为背景进行了案例分析,验证了该模型和算法的有效性。

轨道交通网络初步形成后,客流会呈现出几何倍数的增长,线网客流之间的关联性越来越强,时空分布上会出现极度的不均衡性,如何从根源上解决网络客流均衡的问题成为了轨道交通企业、政府、设计院等重点研究的问题,文章从运营组织、乘客需求、城市综合管理3个角度对网络客流均衡方法进行了初步探讨和阐述。