城市轨道交通站点失效修复策略

发表时间:2020/10/14   来源:《城镇建设》2020年20期   作者:涂 丹
[导读] 随着我国经济水平的高速发展,城市轨道交通也逐渐发展为了很多城市中的主要交通
        涂 丹

        四川城市职业学院     四川成都      610000

        摘要:随着我国经济水平的高速发展,城市轨道交通也逐渐发展为了很多城市中的主要交通方式,其最主要的原因就是城市轨道交通具备运送量大、速度快、运送精准以及非常的低碳环保等多项优势。由于城市轨道交通可能会受到交通事故、自然灾害等多种人为破坏或者是自然破坏现象,进而会导致其站点失效,导致轨道交通的运输能力降低,影响乘客的出行体验。因此,当城市轨道交通站点出现事故时,保障其运输效率,满足乘客出行要求,是交通部门需要积极解决的问题。
        关键词:城市轨道交通;站点失效;修复策略

        轨道交通是一个城市非常重要的交通组成部分,一旦出现轨道交通站点失效的情况,就会对居民的日常出行产生严重影响,因此对失效的轨道交通站点采取积极有效地解决措施有着非常重要的现实意义。由于传统的数学模型解决策略比较复杂且准确性不够,因此选择更为简便、高效的城市轨道交通站点修复策略十分重要。与数学模型相比之下,仿真的方式更加直观且便捷,能够有效修复出现损坏的交通运输网络。因此,本文对城市轨道交通进行了深入研究,以建立分类评定模型为基础对客流量进行了确定,并提出了具体、有效的城市轨道交通站点失效修复策略。
一、轨道交通行业概况
        轨道交通是在指定轨道上行驶运输的交通运输系统,可以根据服务范围的不同分为干线铁路系统、城际轨道交通以及城市轨道交通等不同的类型。干线铁路系统负责的是较长距离的客运或者货运,城际轨道交通主要承担了一定区域之内各个城市之间的客运工作,而城市轨道交通则主要针对城市内部的公共客运工作。根据速度的不同可以分为高速、快速以及普速等不同的铁路系统[1]。轨道交通是非常专业化、复杂化的系统,涉及到路线规划、车站维护、基地检修、信号指挥、供变电等多种技术。总的来说,轨道交通行业的产业链相对复杂,涵盖了材料的生产、研发、基础设施建设、客货运输等内容,具体可见下图(图1)。
        
图 1
二、城市轨道交通发展现状
        我国城市轨道交通行业的发展开端始于1969年,当年10月,我国北京地铁
一期建成并成功通车,其全长达到了23.6km。由于我国经济发展水平和科学技术水平低下,限制了我国城市轨道交通行业的高速发展,经过了几十年的发展,仍然只有北京、上海等发达城市才配备了轨道交通。2000年之后,我国的经济水平得到了很大地提升,城市化进程也逐渐加快,从而促进了我国轨道交通行业的进一步发展,逐渐涌现了地铁、轻轨、电车等多种轨道交通运输形式。在这以后,我国城市轨道交通的运营里程逐渐增长,截止到2019年,新开通的城市轨道运营里程年增长率一度达到了接近20%,配备了轨道交通的城市数量也在急速增长,从2011年仅有13座城市配备轨道交通,到2019年已经逐步增长到了40个城市(如图2所示)。截至2019年,我国内陆地区的城市轨道交通运营里程达到了6730.27km,其中,地铁的运营里程达到了5189.02km,而轻轨的运营里程则达到了255.40km,由此可见,在城市轨道交通的整体运营里程中,地铁和轻轨的里程数占了大部分,而且排名已经成为了世界第一。目前我国还有很多城市正在进行轨道交通的线路规划,截至2019年初,已经有61座城市在进行城市轨道交通线路的规划和建设[2]。
三、分类评定模型的建立
(一)攻击策略
        在实际的城市轨道交通运营中,其站点可能会因为地震、台风、暴雨等自然灾害或者是恐怖袭击等人为破坏导致失效,在这一过程中,自然灾害导致的城市轨道交通站点失效属于随机事件,而人为地破坏站点则属于蓄意事件。因此,为了制定出更加符合实际的城市轨道交通失效站点的修复策略,本文分别从随机和蓄意两方面的攻击来对轨道交通站点失效情况进行了模拟[3]。

图 2
(二)乘客出行时间
        城市轨道交通的乘客出行时间涵盖了两个方面,分别是交通工具运行区间以及站点出行的时间。下文中将从站点(i-j)之间的路径(kij),从该区间与站点的出行时间进行了计算(如图3)。
(三)以分类评定模型为基础的轨道交通用户配流
        本文以分类评定模型为基础,对城市轨道交通的随机用户配流进行了模拟,以此来确定每个城市轨道交通区间以及每个站点的客流量。在对分类评定模型进行改进的过程中,站点(i-j)之间的路径选择概率如图4所示。



图 4
四、城市轨道交通站点失效修复策略
        城市轨道交通失效站点的常规修复策略涵盖了以下几种,分别是平均修复、重点修复以及偏好修复等不同策略。本文以平均修复和偏好修复两种类型的策略
为主要研究对象,并针对其实现受损轨道交通站点的修复工作进行了分析,结合城市轨道交通的特点对上述修复策略进行了改进,除此之外,结合仿真思想和城市轨道交通的乘客配流,提出了受损轨道交通站点的修复策略。
(一)假设修复过程
        要求被修复的城市轨道交通站点在修复中和修复后都不会再受到破坏,对一个被破坏的轨道交通站点进行修复需要具备专业的修复团队,并提供足够的修复资源。除此之外,受到损坏的城市轨道交通网络不会因为其中一个站点受损而整体关闭,依然需要满足部分乘客的出行需求。
(二)平均修复策略
        城市轨道交通受损站点的平均修复策略指的是以对修复资源进行平均分配的方式,实现轨道交通受损网络的修复。以r作为具备专业修复能力的团队数量,而城市轨道交通失效站点的数量为f,则该站点被修复的几率(s)如图5所示。

图 5
(三)偏好修复策略
        修复轨道交通的失效站点对于整个城市轨道交通网络有着非常重要的意义,因此针对一些格外重要的站点需要采取偏好修复的策略,与此同时,在修复过程中,前几个重要站点被修复的概率为1,而其余的站点被修复的几率则为0,因此对站点(s)的修复概率进行计算如图6公式所示。
(四)仿真修复策略

图 6
        根据对城市轨道交通的客流级联失效研究得出,对以往失效的轨道交通站点进行重新使用可以重新加载客流量,这就表示整个站点的修复过程客流始终处于变化状态,而常规修复策略在进行修复顺序的设计时并没有对客流变化影响加以考虑,为了改进对受损站点的常规修复方式中出现的问题,促进修复效率的提高,在制定修复策略时需要对客流动态变化的影响进行深入的考量。
结束语:
        综上所述,对于城市轨道交通失效站点的修复工作而言,仿真修复策略与常规的修复策略相比有着更好的修复效果,同时,修复资源的分配也是影响整个修复工作开展的关键环节,当修复资源有限时,需要优先考虑仿真修复策略,避免不平均的修复情况出现。影响城市轨道交通失效站点修复水平的因素有很多,本文将修复团队数量、修复能力以及轨道交通站点的损坏程度等因素视为定量,未对其产生的影响进行考虑,可以在后续的工作开展中再进行深入地研究。
参考文献:
[1]赵永刚,城市轨道交通与城市发展关系探讨[J],建筑发展,2019,3(9):66-67.
[2]殷勇,陈锦渠,朱蔓等,城市轨道交通站点失效修复策略[J],西南交通大学学报,2020,55(4):865-872.
[3]马丹,基于复杂网络的轨道交通网络级联失效机理研究[D],兰州交通大学,2017.
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