基于网络的城市轨道交通客流仿真研究，本文通过计算机仿真的方法建立城市轨道交通...

杨利霞

基于网络的城市轨道交通客流仿真研究，

当前，城市轨道交通发展迅猛，各城市的轨道交通系统加速成网，网络背景下城
市轨道交通系统时刻表的制定需要考虑诸多元素，而目前缺乏一种相对简明直观的方
法进行时刻表协调，本文通过计算机仿真的方法建立城市轨道交通系统网络仿真平台，
利用网络模型对时刻表制定过程中的重点因素进行分析，提出网络时刻表协调的一种
新方法。
首先，结合现有研究，系统梳理了城市轨道交通网络仿真过程中的关键因素，包
括网络客流特征、网络时刻表特征、换乘方式特征、列车与车站固定设施特征等。在
对网络客流特征分析时结合成都地铁网络实际客票数据从时间特征、空间特征、换乘
客流特征、行人路径选择特征四个角度入手。在时刻表分析过程中利用Anylogic 仿真
模型研究线路发车间隔与首班车到达时刻的影响。同时研究了换乘站布置形式与换乘
走行时间的规律，最后分析了列车容量与车站设施设备布局的确定思路。
其次，为了对不同时刻表仿真方案进行科学的分析，考虑到与传统评价问题的不
同，提出了基于网络仿真的时刻表协调评价理论，选取站台区域最大密度、乘客候车
时间、完成候车总人数作为时刻表协调评价指标，建立了基于熵权法和加权平均法的
综合评价方法。
再次，重点研究了网络仿真平台构建过程中的细节问题，首先对采用的Anylogic
仿真软件与社会力模型算法深入分析。在此基础上将整个建模过程分为车站环境建模、
行人行为建模、列车建模、智能体建模、统计建模五大步骤。重点分析了智能体建模
中的二次开发建模相关功能，结合乘客行为特征建立了乘客前往楼扶梯与候车区域的
广义费用模型，通过Java 编程的方法封装了自行设计的安检模块、通过楼扶梯模块，
设计了乘客选择楼扶梯功能。分析了网络多站模型建立的关键问题，通过网络时刻表
设置控制乘客上下车实现多车站的联合仿真。
最后，基于所提出的建模方法，选取骡马市、天府广场、中医大省医院三座换乘
站之间构成的城市轨道交通网络构建了成都地铁网络仿真平台并利用Matlab 软件拟合
换乘走行时间，建模后将仿真结果与实际情况进行对比验证仿真有效性。在进行时刻
表协调工作时，结合成都地铁现行时刻表构建36 种备选时刻表方案并通过仿真平台输
西南交通大学硕士研究生学位论文 第II页
出协调指标采用网络仿真综合评价方法进行评价，由仿真结果得出高峰时段需要重点
关注站台最大密度指标，其次为候车时间，完成候车总人数的影响并不明显，在制定
时刻表过程中需要首先满足大客流换乘协调，在此基础上调整线路发车间隔。对于成
都地铁网络而言，可将现行方案中的2 号线间隔缩短，4 号线间隔增大。