從作用、特點、要求、實施和運營等角度,對城市軌道交通環(huán)線進行了闡述,提出了設置環(huán)線的客流條件和工程條件,分析了環(huán)線運營方式和建設時機。針對武漢的實際情況,對武漢城市軌道交通規(guī)劃的推薦線網(wǎng)環(huán)線設置的必要性、可行性和形式進行了研究。

在回顧武漢市軌道交通規(guī)劃發(fā)展歷程的基礎上,重點介紹了武漢市新一輪軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的思路、方案與技術特色,并對規(guī)劃發(fā)展的經(jīng)驗進行了總結。強調軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要確保骨架線網(wǎng)結構的穩(wěn)定性和規(guī)劃的延續(xù)性;與城市總體規(guī)劃用地結構協(xié)調統(tǒng)一;應串聯(lián)城市主要客運樞紐,適應高速鐵路客運帶來的\"同城化\"要求,打造城市交通與區(qū)域交通綜合換乘體系。

隨著軌道交通不斷地發(fā)展,我國很多城市的軌道交通已經(jīng)完成了從單一路線到交通網(wǎng)的轉變,其運輸能力不僅大幅提升,而且運營管理也更加復雜.鑒于這一現(xiàn)狀,本文對城市軌道交通的網(wǎng)絡化運營問題展開了討論,在開篇介紹了網(wǎng)絡化運營的具體內涵,其中包括運輸網(wǎng)的形態(tài)和客流特征.淺述了共線運營、多交路運營、快慢車運營這三種主要的網(wǎng)絡化運營方法,并且概述了軌道交通網(wǎng)絡化的國內外研究趨勢.

在回顧武漢市軌道交通規(guī)劃發(fā)展歷程的基礎上，重點介紹了武漢市新一輪軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的思路、方案與技術特色，并對規(guī)劃發(fā)展的經(jīng)驗進行了總結。強調軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要確保骨架線網(wǎng)結構的穩(wěn)定性和規(guī)劃的延續(xù)性；與城市總體規(guī)劃用地結構協(xié)調統(tǒng)一；應串聯(lián)城市主要客運樞紐，適應高速鐵路客運帶來的“同城化”要求，打造城市交通與區(qū)域交通綜合換乘體系。

城市軌道交通網(wǎng)絡是城市公交系統(tǒng)的重要組成部分。以北京地鐵和深圳地鐵為研究對象，建立兩個城市的軌道交通網(wǎng)絡模型，利用兩個城市的地鐵乘客刷卡數(shù)據(jù)，估計城市軌道交通需求od；基于復雜網(wǎng)絡理論分析兩個城市軌道交通網(wǎng)絡的拓撲結構，提出城市軌道交通網(wǎng)絡脆弱性的評價指標；建立城市公共交通雙層網(wǎng)絡，對城市軌道交通網(wǎng)絡的脆弱性進行更深層次的分析。研究結果表明：北京市與深圳市軌道交通網(wǎng)絡脆弱邊地理分布很相似，深圳市軌道交通網(wǎng)絡平均而言更加脆弱；軌道交通網(wǎng)絡的脆弱性與其網(wǎng)絡復雜度密切相關；城市常規(guī)公交網(wǎng)絡可以降低城市軌道交通系統(tǒng)的脆弱性。

對我國主要城市軌道交通網(wǎng)絡魯棒性進行仿真研究,有助于保證我國軌道交通網(wǎng)絡的穩(wěn)定安全運營。魯棒性需要著重研究樞紐站點相對于全局的作用,傳統(tǒng)方法直接將地理網(wǎng)絡拓撲化未突出重要站點,或者直接忽略一般站點對網(wǎng)絡的作用來突出樞紐站點,兩者均存在一定偏差?；趫D論和復雜網(wǎng)絡理論,提出一種改進的賦權網(wǎng)絡魯棒性評價方法,全面考慮一般站點與重要站點,從多個靜態(tài)指標衡量網(wǎng)絡拓撲結構魯棒性,并動態(tài)仿真站點受到破壞后網(wǎng)絡性能的變化。結果顯示,深圳軌道交通網(wǎng)絡綜合魯棒性能較強,杭州和西安軌道交通建設發(fā)展較均衡,鄭州軌道交通網(wǎng)絡魯棒性最差。通過增強軌道交通網(wǎng)絡的集聚效應,增加可換路徑,縮短換乘距離能夠提高網(wǎng)絡魯棒性。

針對目前軌道交通運營管理無法實時掌握客流情況的現(xiàn)狀,在全網(wǎng)各站點閘機實時數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)的基礎上,結合agent仿真技術對進站客流建模,建立全網(wǎng)絡條件下軌道交通客流分布模型.快速、全面地對軌道交通各個站點、線路之間的客流分布、運行情況進行直觀仿真.通過向運營企業(yè)提供列車實時客流參數(shù),使其可以全面把握全網(wǎng)各站點、各列車的實時客流情況,以此及時調整列車運行方案.另外,出行者也可以通過手機客戶端了解網(wǎng)絡客流狀況,根據(jù)自身情況選擇合適的出行方案.

針對網(wǎng)絡換乘性能,提出了計算城市軌道交通網(wǎng)絡換乘次數(shù)的矩陣算法。利用圖論建立網(wǎng)絡數(shù)學模型,利用可達矩陣計算了網(wǎng)絡拓撲結構的平均換乘次數(shù)。在此基礎上考慮客流量的影響,通過挖掘地鐵afc（自動售檢票）數(shù)據(jù),計算按客流量加權的平均按乘次數(shù)。定義網(wǎng)絡換乘效率為實際按乘次數(shù)與理論換乘次數(shù)的比值,并以北京地鐵為例進行計算。計算結果驗證了算法的有效性。

通過對上海市軌道交通網(wǎng)絡拓撲結構的分析,獲得了基于l空間和p空間視角的軌道交通網(wǎng)絡所具有的不同性質:在l空間下網(wǎng)絡的度值相對較小,80%以上節(jié)點的度為2,度分布很集中,整個網(wǎng)絡的平均最短路徑反映了從任意站點到任意站點的實際需要通過的平均站點數(shù),最短路徑長度相對較大,網(wǎng)絡的聚類系數(shù)很小,接近于0;而在p空間下,網(wǎng)絡整體的度值很高,且分布區(qū)域也很廣,而網(wǎng)絡的平均最短路徑很小,它反映的是從一個站點到任意一個站點平均需要換乘的次數(shù),網(wǎng)絡的聚類系數(shù)很大,超過了0.9,上海市軌道交通網(wǎng)絡超過85%的節(jié)點的聚類系數(shù)為1。

城市的軌道建設不斷地發(fā)展，傳統(tǒng)的運營管理方法及理念，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在的發(fā)展，需要對管理理念進行創(chuàng)新，用發(fā)展的眼光去明確網(wǎng)絡化運營的管理需求，所以本文對現(xiàn)在城市軌道交通網(wǎng)絡化運營的對策提出了一些建議。

本文對城市軌道交通網(wǎng)絡安全現(xiàn)狀進行了分析，介紹了城市軌道交通網(wǎng)絡安全相關的工業(yè)控制系統(tǒng)，并提出針對軌道交通網(wǎng)絡安全相關系統(tǒng)的安全預防措施。

本文以圖論為基礎,忽略城市軌道交通線網(wǎng)中的普通車站,重點關注線網(wǎng)的終點站、換乘站及連接終點站和換乘站的邊,對線網(wǎng)的基本網(wǎng)絡信息進行統(tǒng)計,分析線網(wǎng)的復雜特性,并提出適合城市軌道交通線網(wǎng)的復雜特性評價指標,并以北京市城市軌道交通的三個建設階段(2009年線網(wǎng)、2010年線網(wǎng)和2015年線網(wǎng))為分析案例,驗證評價指標的適用性,為今后的城市軌道交通網(wǎng)絡分析提供參考.

對城市軌道交通網(wǎng)絡的客流動態(tài)估計進行優(yōu)化，可以為城市軌道交通網(wǎng)絡的順暢運行和社會的安全穩(wěn)定奠定基礎。突發(fā)事件會引起市民的恐慌，使城市軌道交通網(wǎng)絡中客流分布時刻發(fā)生變化，導致傳統(tǒng)的估計模型不能準確把握客流動態(tài)分布規(guī)律，無法對不確定因素進行預判，降低了估計的準確率。為提高準確率，提出一種基于拓撲網(wǎng)絡模型的突發(fā)事件下城市軌道交通網(wǎng)絡客流的動態(tài)估計方法。根據(jù)拓撲網(wǎng)絡的原理建立城市軌道網(wǎng)絡模型，根據(jù)單位時間內各車站起始點客流的歷史數(shù)據(jù)獲得受到突發(fā)事件影響的評價模型，能夠得到突發(fā)事件下隨著時間變化受到影響的客流量，實現(xiàn)突發(fā)事件下城市軌道交通網(wǎng)絡客流動態(tài)的準確估計。仿真結果表明，改進算法能夠提高突發(fā)事件下城市軌道交通網(wǎng)絡客流動態(tài)估計的準確率和效率。

為預防突發(fā)事件對城市軌道交通網(wǎng)絡的影響,提高應變能力、增強運營穩(wěn)定性,有必要對其網(wǎng)絡可靠性進行分析。以上海市軌道交通網(wǎng)絡為實證對象,基于l空間和p空間方法建立兩種網(wǎng)絡拓撲結構,分析其復雜網(wǎng)絡的靜態(tài)特性。提出針對車站刪除方法的4種攻擊策略,并對各種攻擊策略下網(wǎng)絡可靠性的變化進行比較分析。結果表明,軌道交通車站網(wǎng)絡和換乘網(wǎng)絡對隨機攻擊具有魯棒性,對蓄意攻擊具有脆弱性;動態(tài)攻擊策略對網(wǎng)絡可靠性的影響比靜態(tài)攻擊策略更大。

隨著城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,網(wǎng)絡復雜性越來越高,od間乘客出行路徑更加多樣化.但是,由于路網(wǎng)中各條線路在換乘站之間的銜接性不太完善,經(jīng)常會發(fā)生乘客無法經(jīng)換乘抵達目的地或者等待時間過長的問題.本文在分析軌道交通網(wǎng)絡可達性影響因素的基礎上,對兩種類型的可達性算法進行了研究,并基于此進行了網(wǎng)絡可達性系統(tǒng)的架構設計和實現(xiàn),證明了算法的可行性.可達性算法和系統(tǒng)的投入運營將對提高軌道交通出行效率、出行的便捷性和準確性起到非常重要的作用.

隨著城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,網(wǎng)絡復雜性越來越高,od間乘客出行路徑更加多樣化.但是,由于線網(wǎng)中各條線路在換乘站的銜接不太完善,經(jīng)常會發(fā)生乘客須多次換乘抵達目的地或者換乘時間過長的問題.本文在分析城市軌道交通網(wǎng)絡可達性影響因素的基礎上,對網(wǎng)絡可達性計算系統(tǒng)架構及實現(xiàn)進行了探討,希望為后續(xù)的具體規(guī)劃建設工作提供參考.

城市軌道交通網(wǎng)絡化發(fā)展的趨勢和已經(jīng)顯現(xiàn)出來的特點表明,網(wǎng)絡化管理對于城市軌道交通的穩(wěn)步推進和安全管理都十分有利

本文以城市軌道交通網(wǎng)絡建設問題為研究對象,將交通線路合理性和可達性作為限制條件,建立交通網(wǎng)絡的多目標優(yōu)化模型。此模型以總出行時間最少、線路總長度最小以及總換乘次數(shù)最少為目標建立多目標函數(shù),并對模型進行求解。該模型可對可能的軌道交通線路進行篩選,得到最優(yōu)的線路網(wǎng)絡布局。

軌道交通高峰時段乘客滯留站臺已經(jīng)是運營管理部門面臨的重大安全問題,考慮到目前運能提高空間較小,提出了對相關車站進行客流控制的安全管理措施。通過分析軌道交通客流特征及其擁堵傳播規(guī)律;在滿足安全約束條件下,基于受影響乘客數(shù)最少為目標構建路網(wǎng)協(xié)調客流控制優(yōu)化模型;并設計了基于遺傳算法的求解方法;最后以實際路網(wǎng)為背景進行了案例分析,驗證了該模型和算法的有效性。

自動售檢票系統(tǒng)與人工售檢票系統(tǒng)相比具有較多的優(yōu)點。文章在研究武漢城市軌道交通自動售檢票體系架構的基礎上,從車票的安全性設計、交易數(shù)據(jù)的安全性設計和系統(tǒng)用戶權限安全性設計等方面分析武漢軌道交通自動售檢票系統(tǒng)的安全性能問題,并在系統(tǒng)安全技術設計基礎上提出管理建議。

本文依據(jù)聯(lián)合開發(fā)的模式、土地特征及物業(yè)空間布局模式的理論概念,對武漢城市軌道2號線沿線15個站點的物業(yè)開發(fā)進行規(guī)劃。將聯(lián)合開發(fā)的模式分為地上綜合體型、地下綜合體型和區(qū)域網(wǎng)絡型三類,按土地特征將軌道交通沿線土地劃分為a、b、c線,采取線路上部、上蓋平臺等物業(yè)空間布局模式,對不同線域中的物業(yè)采取不同的開發(fā)形式和布局模式,實現(xiàn)由\"地鐵+物業(yè)\"聯(lián)合開發(fā)所引致的城市資源環(huán)境的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的目標。

軌道交通網(wǎng)絡初步形成后,客流會呈現(xiàn)出幾何倍數(shù)的增長,線網(wǎng)客流之間的關聯(lián)性越來越強,時空分布上會出現(xiàn)極度的不均衡性,如何從根源上解決網(wǎng)絡客流均衡的問題成為了軌道交通企業(yè)、政府、設計院等重點研究的問題,文章從運營組織、乘客需求、城市綜合管理3個角度對網(wǎng)絡客流均衡方法進行了初步探討和闡述。