基于微觀仿真的公交場(chǎng)站集散系統(tǒng)研究及評(píng)價(jià)

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1、北京工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文基于微觀仿真的公交場(chǎng)站集散系統(tǒng)研究及評(píng)價(jià)姓名：龔曉嵐申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理指導(dǎo)教師：汪光燾20090401摘耍摘要大型活動(dòng)的頻繁舉辦在給人們帶來(lái)諸多好處的同時(shí)也引發(fā)了許多問(wèn)題，其中大型活動(dòng)引發(fā)的大量人員出行會(huì)對(duì)城市各類交通設(shè)施造成巨大的壓力。公共交通是大型活動(dòng)中的最重要的出行交通方式。在公共交通中，地面公交場(chǎng)站扮演著連接活動(dòng)場(chǎng)所和城市道路的接口作用，因此公交場(chǎng)站的人員集散效果將綜合體現(xiàn)出公交組織和管理服務(wù)的優(yōu)劣。這也是大型活動(dòng)交通組織管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。然而目前公交組織管理方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)上主要依靠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的方法，很難對(duì)相應(yīng)的方案進(jìn)行科學(xué)的驗(yàn)證和

2、評(píng)價(jià)。為了確保2008年北京奧運(yùn)期間城市公交系統(tǒng)的順暢運(yùn)行，同時(shí)為奧運(yùn)觀眾提供安全、準(zhǔn)時(shí)、舒適、可靠的公交服務(wù)，國(guó)家科技支撐計(jì)劃將公交場(chǎng)站的交通組織列為重要內(nèi)容之一開(kāi)展研究。本論文在這樣的背景下，結(jié)合國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“北京奧運(yùn)公共交通運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)"子任務(wù)“奧運(yùn)場(chǎng)館地面公交運(yùn)輸仿真系統(tǒng)”和北京市科委2005年度科技計(jì)劃重大項(xiàng)目_‘‘奧運(yùn)交通仿真系統(tǒng)研究”，對(duì)公交場(chǎng)內(nèi)站與乘客集散相關(guān)的微觀仿真理論和集散服務(wù)評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行研究。交通仿真是目前解決復(fù)雜交通問(wèn)題的重要技術(shù)手段，本論文的重點(diǎn)在于對(duì)公交場(chǎng)站內(nèi)乘客集散相關(guān)的交通特性和行為特性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上建立能夠反映其特性的微觀行人交通仿真模型，

3、將行人仿真與機(jī)動(dòng)車(chē)仿真工具集成建市公交場(chǎng)站乘客集散仿真平臺(tái)，并對(duì)乘客集散的服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。乘客的交通特性分析是建立其微觀仿真模型的基礎(chǔ)。論文首先對(duì)大型活動(dòng)期問(wèn)乘客在公交場(chǎng)站的步行速度和登降速度特性進(jìn)行了觀測(cè)。其中乘客的自由速度是仿真模型標(biāo)定的重要內(nèi)容，為了得到乘客的自由速度，論文分析了以往機(jī)動(dòng)車(chē)自由速度估計(jì)算法非參數(shù)Kaplan．Meier函數(shù)，用行人之間的距離受約束隸屬度函數(shù)對(duì)Kaplan．Meier函數(shù)中的受約束概率進(jìn)行了改進(jìn)，使之能反映行人受劍的各個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上的約束大小。在此基礎(chǔ)上分析得到了人群的自由速度符合正態(tài)分布N(1．36m／s，0．21m／s)。通過(guò)該方法得到的行人自由速度

4、平均值是實(shí)測(cè)值的1．29倍，而標(biāo)準(zhǔn)差較實(shí)測(cè)值低75．7％。同時(shí)，基于實(shí)測(cè)數(shù)量分析，論文得到在人型活動(dòng)期間乘客的登降時(shí)間符合正態(tài)分布N(1．78s／人，0．49s／,K)，通過(guò)對(duì)比大型活動(dòng)期間與日常高峰時(shí)段的乘客登降速度，發(fā)現(xiàn)大型活動(dòng)期間乘客的登降時(shí)間平均值是日常高峰時(shí)間段登降時(shí)間平均值的1．35倍，標(biāo)準(zhǔn)差為日常高峰時(shí)間段登降時(shí)間的2．88倍。這說(shuō)明在大型活動(dòng)期間公交車(chē)輛在場(chǎng)站內(nèi)的服務(wù)時(shí)間要明顯高于日常情況。在公交場(chǎng)站內(nèi)，乘客會(huì)根據(jù)公交車(chē)輛的到達(dá)自動(dòng)的調(diào)整自己的步行速度以便及時(shí)地搭乘到期望的車(chē)輛，而由于乘客各自的目標(biāo)車(chē)輛不同，乘客之間的相互影響要明顯弱于公交車(chē)輛的到達(dá)和離開(kāi)。因此，在建立乘客

5、仿真建模時(shí)，模型中對(duì)北京T業(yè)大學(xué)M十學(xué)位論文原來(lái)的動(dòng)態(tài)地場(chǎng)的概念進(jìn)行了改進(jìn)，用其表示公交車(chē)輛的到達(dá)和離開(kāi)，人員的速度會(huì)隨動(dòng)態(tài)地場(chǎng)值的大小而發(fā)生變化。從而建立了公交場(chǎng)站乘客微觀仿真的元胞自動(dòng)機(jī)模型。通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，模型的誤差為16．1％。同時(shí)本模型可以較好的再現(xiàn)人群的自組織現(xiàn)象，表明了此模型的有效性。公交車(chē)輛的相互干擾是影響乘客集散效果的重要因素。為了反映出公交車(chē)輛進(jìn)出場(chǎng)站的全過(guò)程，本文應(yīng)用VISSIM仿真軟件對(duì)公交車(chē)輛在運(yùn)行情況進(jìn)行了模擬，并通過(guò)分析公交車(chē)到站時(shí)闖、公交車(chē)輛滿裁率、乘客登降時(shí)間和公交服務(wù)時(shí)間的相互關(guān)系，通過(guò)V1SSIM與行人仿真模塊間的數(shù)據(jù)傳遞將兩者集成，形成了公交場(chǎng)站乘客集

6、散仿真平臺(tái)。乘客的主觀感受是評(píng)價(jià)場(chǎng)站集散服務(wù)效果的重要指標(biāo)，也是服務(wù)水平本身的定義。論文通過(guò)乘客對(duì)公交站點(diǎn)服務(wù)的問(wèn)卷調(diào)查及其結(jié)果分析，得到了公交場(chǎng)站集散服務(wù)水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)為：人群密度、平均等待時(shí)間、擁擠時(shí)間百分率、公交站臺(tái)秩序、公交車(chē)輛延誤。通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)法建立了公交場(chǎng)站乘客集散評(píng)價(jià)方法。最后，結(jié)合課題情況論文對(duì)奧運(yùn)期間工人體育館觀眾散場(chǎng)公交場(chǎng)站乘客集散進(jìn)行了模擬。表明了論文建立的仿真平臺(tái)具有較好的仿真能力和實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：公交場(chǎng)站，集散系統(tǒng)，乘客交通特性，行人微觀仿真、元胞自動(dòng)機(jī)，仿真平臺(tái)、評(píng)價(jià)指標(biāo)AbstractSpecialeventsproduceanumberofbenefi

7、tstothecitizenatthesametimetriggeralotofquestions．Itevokeslargenumberoftripswhichwillbringenormouspressureonvarioustransportationfacilities．Publictransportationisthemostimportanttripmodeinspecialevent．Groundbustr