徐瑞华-2006-城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究
2016年9月30日同济大学授予博士学位名单
（共 153 人，其中： 学术学位 148 人，专业学位 5 人）
序 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 学号 1310042 1010101012 1010030008 1210306 0810030036 1040030003 1010180006 1210080 1210772 0910180008 0830180003 1110679 0910180016 1110681 1210084 0810030038 1010030002 1010030030 1310472 1010060006 1210447 1110362 1210467 1310036 1010080011 1010080013 1110375 1040080005 姓名 石银 莘智 周丰旭 汤何胜 徐新明 刘媛媛 廖芳 相龙洋 王振世 陈祥 陈羽 于蓬 罗文发 胡磬遥 冯谦 王培培 唐继旭 李军 刘泳 崔玉理 耿振 水露雨 赵冠楠 赵常博 荣智林 陈先义 李想 朱国锋 力学 力学 学科 导师 万永平 徐鉴 论文题目 含非完整界面的压电复合材料的动静态有效性质 车辆跟弛运动的同步转迁及其拥堵 基于不同退化机理及状态不确定的多态制造系统可 靠性研究 轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑机理及摩擦磨损性能 研究 基于开关磁阻电机的装载机轮边电力驱动系统研究 基于动力分析的岸桥起升行星传动系统特性研究 手动变速器齿轮敲击噪声降噪的关键技术研究 燃料电池车用微穿孔消声器声学性能及调频特性研 究 车载 3.3kW 无线充电系统关键问题研究 使用大转角离合器的动力传动系统非线性动力学建 模、仿真及实验 高速列车气动噪声源特性及降噪技术研究 集中驱动式纯电动车抖振分析及主动控制研究 电子稳定性控制的状态参数估计和控制策略研究 生物柴油发动机喷油参数优化研究 柴油车催化型 DPF 的催化性能及应用研究 区域集散式热泵能源总线系统性能研究 面向用户的分布式能源系统配置研究 城市高压燃气管网的供气可靠性研究 基于石墨烯的功能薄膜材料的制备与性能研究 泡沫混凝土性能优化调控理论与方法研究 纳米孔碳材料的制备及其在储能中的应用 钛基纳米材料的制备与性能研究 铝铁系合金中的扩散型相变 医用人脸图像分析关键技术的研究 轨道交通车辆永磁同步牵引系统控制策略研究 基于 HEVC 和字典编码工具的屏幕内容编码的研究 车辆通信系统性能优化与实验平台设计 基于多功能微逆的低压配电网分布式谐波治理研究 授予学位 门类 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学 工学
城市轨道交通列车运行延误及其调整方法
城市轨道交通列车运行延误及其调整方法乔珂;赵鹏【摘要】阐述城市轨道交通列车运行延误的概念、分类及其特点,总结单线情况下、共线运营条件下以及网络化条件下列车运行延误传播的规律,分析客流对于网络化列车运行延误的重要影响.从运营角度和乘客角度两方面,对列车运行延误调整的优化模型和方法进行分析和比较.最后,提出网络化运营条件下地铁列车运行延误及其调整方法的研究展望.%This paper describes concepts, classification and characteristics of train delay of urban rail transit system, summarizes train delay propagation law under the single line case, joint operation case and network operation case, and analyzes the important impact of passenger flow on the network train delay. From an operational point of view and a passengers' point of view, it analyzes and compares optimization models and adjusting strategies for train delay. In the end, this paper proposes research prospects for metro train delay and adjusting strategies under network operation.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2013(026)001【总页数】5页(P41-45)【关键词】城市轨道交通;列车运行延误;列车运行调整【作者】乔珂;赵鹏【作者单位】北京交通大学交通运输学院北京100044;北京交通大学交通运输学院北京100044【正文语种】中文【中图分类】U231在大力发展城市轨道交通的同时，其运营可靠性越来越引起高度重视。
限速区段列车流特性及运行延误研究
限速区段列车流特性及运行延误研究许得杰;毛保华;戎亚萍【摘要】By analyzing the operational characteristics of trains in speed-limited section, it proposes a cellular automaton model for train movements in the four-aspect fixed-block system. The operational properties and delay laws of traffic flow of mixed trains are investigated in this paper, and the reasons causing operational delay are also analyzed. The results show that when the passenger and freight trains operate onthe same railway, the reasons which cause the delay are speed-limit and inhibiting effect of freight trains to passenger trains, and the delay time increases with the length grow of speed-limited section. The inhibiting effect decreases with the increasing of train departure interval, and once it is greater than a critical value, the main reason inducing train delay is only speed-limit of slowdown section. When the train depar-ture interval maintains a constant value, the average delay time of trains will forma“arch”with the increasing proportion of passenger and f reight trains, and when the proportion ranges from 0.55~0.65, the average delay time reaches to maximum.%通过分析列车在限速区段的运行特征，提出了四显示固定闭塞系统下限速区段列车流的元胞自动机模型，重点研究了混合列车流在限速区段的运行特性以及列车在限速区段的延误规律，并分析了造成列车延误的原因。
城市轨道交通断面客流数据可视化分析及优化
城市轨道交通断面客流数据可视化分析及优化谢英豪;江志彬;徐瑞华【摘要】断面客流是城市轨道交通制定运营计划的关键.传统的断面客流分析方法无法直观展现断面客流的多源性、空间不对称性和时变性,尤其是对于动态多维度客流与运行图能力适应性的可视化分析非常匮乏.基于点、边和线的可视化呈现方法,构建了直观、清晰、适于客流可视化分析的轨道交通网络拓扑图;根据实际运营需求,从多空间维度和时间维度两方面出发,研究了涵盖断面绝对量和断面满载率等综合信息的交互式实现方法,并以上海轨道交通网络为实例进行验证.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2017(020)001【总页数】6页(P69-74)【关键词】城市轨道交通;网络拓扑结构;断面客流;大数据;可视化分析【作者】谢英豪;江志彬;徐瑞华【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,201804,上海;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,201804,上海;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,201804,上海【正文语种】中文【中图分类】U293.1+3;U29-39Author′s address The Key Labo ratory of Road and Traffic Engineering,Ministry of Education,Tongji University,201804,Shanghai,China城市轨道交通断面客流是指在单位时间内通过轨道交通线路某一区间的客流量。
断面客流是线路能力配置和网络能力协调的基础。
对于网络化运营的城市轨道交通系统,断面客流包括时间、空间(带方向性)和数量(包括绝对量和满载率)等多维属性,具有数据量大、结构复杂等特点[1-2]。
受分析工具与技术条件的限制,传统的断面客流分析多从线路或区间的局部数据的二维图形化着手[3],无法从多源性、空间不对称性、时变性等方面进行深度挖掘,因此对于日常的运营决策支持非常有限。
城市轨道交通列车运行图编制模拟系统
城市轨道交通列车运行图编制模拟系统许王燕【摘要】列车运行图及列车时刻表作为城市轨道交通系统运输组织的基础，承担着城市轨道交通列车运行组织与列车运行调整的重要职能。
文章详细介绍了在Visual Studio2008环境下实现城市轨道交通列车运行图的自动铺画和调整功能，采用面向对象的程序设计方法，保证了系统的稳定性、可靠性和扩展性。
并从编图系统框架和数据结构设计方面详细介绍了主要功能模块的开发，分析了在这种结构下各对象成员的层次关系。
最后将该系统用于上海地铁8号线CBTC系统，实现运行图的自动铺画。
%Train operation diagram and train schedules as the basis of the transport organization of urban rail transit system, assume the important functions of the urban rail transit trains run organization and train operation adjustment. This paper describes in the environment of Visual Studio 2008 to achieve urban rail transit train operation diagram automatically lay painting and adjustments. To guarantee the system stability, reliability and scalability, the system uses object-oriented programming method, from the map compilation system framework data structure design details of the development of the major functional modules, hierarchical relationships of the members of each object in this structure. Finally, the system is realized for Shanghai Metro Line 8 CBTC system.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】3页(P6-8)【关键词】运行图绘制;运行图调整;MFC【作者】许王燕【作者单位】同济大学电信学院，上海 201800【正文语种】中文【中图分类】TP31近年来随着城市规模的扩大和地面交通的日益拥堵，发展轨道交通成为了解决城市交通问题的重要途径。
城市轨道交通乘务值乘方式的模糊综合评价法
实际情况将影响城市轨道交通值乘方式的因素归结 为 以下 ８个方 面 。
（）乘 务员 的配备 数量 １ 乘 务员 的数 量直 接 影 响 到乘 务 的 费用 支 出 ， 而 乘 务方式 影 响乘 务 员 的 数量 。包 乘 中 ， 务 人 员 和 乘 列 车 固定 ， 当运行 的列 车数较 多 时 ， 包乘 使用 的人 数 通 常 比轮乘 多 。轮乘 有利 于减少 配置 司机 数量 。 （ ）列车 的维 护和保 养 ２
中图分类号 Ｕ ２ １ ９ ３ ．２
交通值乘方式的优劣进行综合模糊评价。
１ 综合评价值 乘方式应考虑 的因素
Ｓ ｎ ｈ ｔ ａ ｌ ｕ ｒ ｌｅ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｉ ｅ Ｄｕ ｙ Ｍ ｏ ｅ ｏ － ｙ ｔ ｅ ｉ ｌ Ｂｌｒ ｙ Ｖａｕ ｔ ｏ ｎ Ｃｒ ｗ ｔ ｄ ｆＵｒ ｃ ｙ
城市轨道交通列车的技术含量 和价值都较高 ， 对其进行维护和保养非 常重要。乘务方式 的不 同， 影响到列车的维护和保 养。包乘 中， 司机对包乘列 车的车况 、 性能比较 了解 ， 排除故 障的能力加强 ， 有 利于司机对列 车的保养与维护 。轮乘 中， 乘务人员
更换 频繁 ， 乘 司机 可 能对 列 车 的 性 能不 熟 悉 而 引 值
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城市轨道交通乘务值乘方式的模糊综合评价法
李献 忠 徐 瑞 华
（ 同济大学交通运输 工程学院 ，０ ３ １上海 ∥第一作者 ， ２０３ ， 博士研究生 ）
摘
《铁道学报》第28卷总目次
基于约束推理 的车站咽 喉图型识男 及 优化 设计模型 …… ……………………… ………… ………………… ……………… 杨 涛（１） ４ 城市轨道交通列车运行延误 及其 传播特点 的仿真研究 ……………… ……………………… …… 徐瑞华 ，江志彬 ，邵伟 中，等（７） 对 口法 的“ 减牵” 优化研究 ……………… ……………………………………… …………………… ……………… 高 四维 ， 高 雅 （ １ １） 有转运运输 问题 的 Ｈｏ ｉ ｌ ｐｉ ｄ神经 网络优化 方法 ……………………… …………………………… 杜福银 ，徐 扬 ， 明立 ， （７ ｅ 卢 等 １） 大秦线运煤列车煤扬尘 防治 技术 研究 … ……………………………………… ……… …………… 孙 三祥 ，常 青 ， 李 杰 ， （１ 等 ２） 机车抱轴箱随机应 力谱 下的疲 劳寿命预估研究 ……………………………… …………………… 王斌 杰 ，李 强 ， 杨俊 杰 ，等（６ ２） 影 响转 Ｋ ６型转 向架动力学性能 的 ２ 主要 因素分析 ………………… ……… ………………… …… ………… 刘宏 友 ， 个 杨爱 国（２ ３） 高速 轮轨列车 制动盘热应 力有限元研究 …………… ……………………………… …… ……………… 陈德 玲 ， 张建 武 ， 周 平 （ ９ ３） 用于青藏铁路 格拉段接地系统的新型装置 …………………………… …………………… ……… 付龙海 ， 吴广宁 ，王 颢 ，等（ ４ ４） 轴箱轴承轴向 自由间隙对机车动力学影 响分析 ……………… ……… ……………………… ……………… …… 刘志恒 ，张红军（ ８ ４）
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１４ ３ ຫໍສະໝຸດ 铁 道 学
报
第２ ８卷
城市轨道交通线网大客流应对措施探讨
城市轨道交通线网大客流应对措施探讨摘要近年来，我国轨道交通规划与建设处于飞速发展阶段，当多条线路相交运营里程达到一定规模时，轨道交通系统将进入网络化运营阶段，网络化进程对我国轨道交通事业的发展带来新的机遇，但也对运营组织及安全保障等提出了新的更高要求。
快速、准时、便捷等运输特点吸引了越来越多的乘客乘坐轨道交通，旺盛的客流需求与有限运输能力间供需矛盾导致客流拥挤问题日益严重，大量客流在近似封闭的站内空间聚集，给运营安全带来极大隐患，因此为了确保乘客安全出行，对大客流的应对尤其值得关注与研究。
本文介绍了大客流的概念，分析了大客流产生的原因，结合北京轨道交通应对大客流所积累的经验，对北京轨道交通大客流现行应对手段从客运组织措施、行车组织措施两方面进行归纳总结，分析现行手段的不足，对轨道交通形成线网效应后如何应对大客流进行了探讨。
从建立路网协同限流机制、灵活调整列车运行、加强设备维修及技术人员保障等方面，提出了大客流应对优化措施，通过相关优化措施为轨道交通大客流运输安全、有序可控提供保障。
关键词：大客流，应对，措施绪论随着国内各大城市轨道交通建设步伐的加快，国内轨道交通线网网络化的特征日益显现，旺盛的客流需求与有限运输能力间供需矛盾导致客流拥挤问题日益严重。
典型的如北京轨道交通运营里程迅速增长，线网形成规模后，客流增长迅速，拥挤的轨道交通客流会相应带来严重的安全风险，主要包括：易发生乘客踩踏事件造成群死群伤；易发生因站台拥挤乘客被挤落轨道风险或被站台门、车门夹伤；易发生乘客在扶梯摔倒导致伤亡事件。
轨道交通作为城市重要公共交通工具，一旦发生群死群伤事件，将迅速成为公众舆论焦点，不仅严重影响轨道交通企业品牌，对社会秩序的稳定也将产生严重的影响。
为确保大客流情况下轨道交通运营组织的安全、有序、可控，有效减少因大客流冲击导致乘客伤亡事故发生，本文对网络化进程中轨道交通大客流应对措施进行探讨，对进一步提高城市轨道交通运营管理水平、加快突发事件应急响应、保障运输安全存在意义。
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第28卷第2期铁 道 学 报Vol.28 No.2 2006年4月J OU RNAL OF T H E CHINA RA IL WA Y SOCIET Y April2006文章编号:100128360(2006)022*******城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究徐瑞华1, 江志彬1, 邵伟中2, 朱效洁2(1.同济大学交通运输工程学院,上海 200331;2.上海地铁运营有限公司,上海 200031)摘 要:城市轨道交通系统具有列车运行间隔小、站间距离短、车站线路布置比较简单等特点,一旦列车发生运行延误,其传播的速度快、影响范围大。
本文在分析城市轨道交通列车运行延误发生的随机性特征的基础上,指出城市轨道交通列车运行延误具有直接性、快速性和双向性的特点以及基于这些特点的列车运行延误传播的两种表现形式,然后运用系统仿真的理论与方法,建立了基于列车运行图的城市轨道交通列车运行延误的仿真模型,通过设计合理的列车运行延误统计指标和仿真分析方案,以某城市轨道交通线路为背景进行仿真分析。
通过仿真分析发现,列车运行延误及其传播主要与能力利用率、缓冲时间、备车数量以及辅助线数量等因素有关,并且这些参数之间应该保持一定的合理匹配关系。
关键词:城市轨道交通;运行延误;系统仿真;能力利用率;缓冲时间;备车中图分类号:U292.4 文献标识码:ASimulation Study on T rain Delay and PropagationCharacteristics of U rban Mass T ransit SystemsXU Rui2hua1, J IAN G Zhi2bin1, SHAO Wei2zhong2, ZHU Xiao2jie2(1.School of Traffic and Transportation Engineering,Tongji University,Shanghai200331,China;2.Shanghai Metro Operation Co.,Ltd.,Shanghai200031,China)Abstract:The Urban Mass Transit(UM T)system has t he characteristics such as little intervals,short dis2 tances between stations and simple station t rack layout s.In case any t rain delays,fast and large2range p ropaga2 tion will occur and affect t he schedules of ot her t rains in time and space.On t he basis of analysis of t he random nat ures of t rain delays in t he UM T system,t his paper discusses t he direct,rapid and double2direction charac2 teristics and two p henomena of t rain delay propagation.Then t his paper establishes t he train delay simulation model of UM T based on t he t rain diagram by t he system simulation t heory and met hod.Simulation analysis is made wit h t he background of t he UM T system of a city by t he reasonably designed statistic indexes and simula2 tion schemes of t rain delays.It is found t hat t rain delay and delay propagatio n are related to t he capacity utiliza2 tion,buffer time and number of spare vehicles and auxiliary lines and t hese parameters should be kept matched amo ng one anot her.K ey w ords:Urban Mass Transit;t rain delay;system simulation;ability availability;buffer time;spare vehicle 轨道交通的运输组织方案会受到车站、线路、信号设备与旅客需求等多方面因素的影响,列车的日常运行会因旅客乘降、设备故障以及突发事件等原因产生延误。
列车运行初始延误的发生具有随机性,加之还有传播性,将形成列车运行的连带延误。
城市轨道交通系统具有列车运行间隔时间小、站间距离短、车站线收稿日期:2005207205;修回日期:2005209228基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478105)作者简介:徐瑞华(1963—),男,江苏苏州人,教授,博士。
E2m ail:rhxu@ 路布置比较简单等特点,一旦发生列车运行延误,其传播的影响范围大、造成的能力损失严重。
因此,研究城市轨道交通列车运行延误的产生及其传播影响对确定合理的运营组织方案、提高能力适应性以及运营可靠性显得十分重要。
对于列车运行的延误,在我国铁路运输领域,有很多学者进行了研究,并形成了较多的研究成果[1～4]。
在城市轨道交通列车运行延误的研究方面,文献[5,6]研究了当列车发生晚点时如何从技术上实现运行调整,但并没有对运行延误的影响进行分析。
由于列车运行延误的发生具有随机性,其传播又受到列车运行图规定时刻的控制,总体上看,运行延误的发生及其传播具有“随机有控”或“有控随机”的特点,因此定量分析和研究难度大。
本文利用系统仿真方法进行了城市轨道交通系统列车运行延误及其传播影响的定量研究。
1 城市轨道交通列车运行延误及其传播特点轨道交通系统列车运行延误是在执行列车运行图过程中受到各种因素影响,造成列车进入区间(车站)或在区间(车站)运行过程中偏离(滞后)计划运行轨迹的综合表现形式。
运行延误的传播是指在前行列车发生初始延误的条件下,引起后行列车或其自身的后效延误现象。
这种现象的发生是由于列车运行图中运行线间或线群间缓冲时间不足或调整措施不当而引起。
城市轨道交通系统列车运行延误及其传播除了具有轨道交通系统列车运行延误及其传播的基本特性以外[2],还具有如下3个特殊性:(1)延误传播的直接性。
城市轨道交通系统车站线路设置相对简单,列车运行过程中几乎不具备列车越行条件,一旦列车运行图确定后,实际运营组织中列车运行顺序不会轻易改变,因此列车运行延误将直接在列车间相互传播。
(2)延误传播的快速性。
城市轨道交通系统站间距离短、列车运行间隔小,因此列车运行延误的传播速度快,影响范围广。
(3)延误传播的双向性。
城市轨道交通系统车底折返在日常运营组织中占有十分重要的地位,车底的套跑运用使得列车运行延误的传播具有双向性。
城市轨道交通列车运行延误及其传播的上述特殊性具体表现形式有以下3点:①在没有备车的条件下,当某一列车发生运行延误后,列车运行延误的影响主要取决于列车运行图中的缓冲时间。
运营组织中应合理地利用缓冲时间,使运行延误的列车“快跑”,尽快运行至正点。
列车运行延误的传播和恢复过程如图1所示。
②在有备车的条件下,如果列车延误时间很长,严重影响了后行列车,那么在设有备车的车站,可以采用调用备车以减少延误的影响。
以图2为例,由于30201次列车在a站发生延误,到B站仍然没有恢复至正点,30202次列车由于车底折返时间限制,不能按时发车,如果在B站设有备车,则可以将备车在30202次列车计划的发点前调出,将30201次列车调入存车线。
如果30201次列车没有发生故障,则还可以作为后面调整用的备车,这样就可以保证30202次列车正点运行,从而对后行列车的影响降至最小。
同样,一条线路上具有存入备车条件的车站都可同时存入备车,这样系统发生延误后调整的灵活性会大为增强。
显然,备车的安排还将取决于车站辅助线路数量。
③在发生较大列车故障的条件下,为恢复正常的列车运行秩序,常常会采用一些特殊的方法,如停运部分列车、跨站停车等。
这些方法不作为本文研究的重点。
综上所述,应重点研究城市轨道交通系统中运行图的缓冲时间、备车数量、辅助线数量对列车运行延误及其传播的影响。
2 城市轨道交通列车运行延误的计算机仿真模型2.1 城市轨道交通列车运行延误计算机仿真的统计指标城市轨道交通系统列车运行初始延误产生的主要原因有旅客乘降、车辆故障、信号设备故障、突发事件等几方面,可以通过数理统计的方法,用一定的概率分8 铁 道 学 报第28卷布对延误发生地点、发生时刻、延误时间和延误类型等进行描述[7]。
为分析列车运行延误造成的影响,定义延误列车数量和延误时间两类指标,如表1所示。
表1 与延误相关的指标指标名称描述计算方法总延误列车数量各车站偏离计划时刻表的列车数量总和N p=6X iX i=1 列车发生延误0 否则总延误时间列车在各车站发生延误时间的总和T d=6X i・T diT di为第i列车总延误时间。
延误恢复时间在发生一次初始延误的条件下,系统从发生初始延误时起至恢复正常运行时止所花费的时间T R=t2-t1t2为延误影响结束时间;t1为延误影响开始时间。
延误影响人数受到延误影响的旅客人数的总和M d=6X i・M i・N・ρiM i为第i列车编组辆数;N为列车定员;ρi为第i列车的满载率延误影响人・小时受延误影响旅客延误影响时间的总和T p=6X i・M i・N・ρi・T di总终到延误列车数在终到站偏离计划时刻表的列车数量总和N da=6X aiX ai=1 列车发生终到延误0 否则总终到延误时间列车在终到站的总延误时间T da=6X ai・T daiT dai为第i列车终到延误时间。
2.2 仿真流程及仿真方案设计根据城市轨道交通系统列车运行延误及其传播特点的分析,可以建立基于列车运行图的列车运行延误计算机仿真分析模型,并设计了在不同缓冲时间、不同能力利用率以及有无备车等条件下,不同的初始延误影响规律的仿真分析方案。
系统仿真流程如图3所示。