轨道交通枢纽设施布局评价关键技术研究

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随着城市经济的快速发展,发展城市轨道交通已成为我国大城市解决交通拥堵的措施之一。在轨道交通大规模建设的背景下,其重点往往放在枢纽宏观规划、建筑物土建工程、设施总量配置上面,而对枢纽交通设施空间布局与交通需求的匹配关系等这些影响枢纽交通运营安全与效率的方面关注不够,使得部分轨道交通枢纽内部乘客交通分布与交通设施布局不匹配,造成乘客交通拥挤,影响乘客安全、快速、便捷出行。研究轨道交通枢纽行人交通设施布局评价,将有助于优化行人交通设施布局,促使交通需求与设施供给相匹配,也为现有枢纽交通管理设施设计提供依据。  围绕轨道交通枢纽设施布局评价,首先应研究乘客在枢纽内部空间分布的机理,作为枢纽设施布局优化与评价的理论基础;其次,应研究乘客在枢纽内部设施上消耗的时间,作为设施布局比选的依据;最后,建立了枢纽设施布局评价流程与方法。具体内容如下:  首先,建立乘客在枢纽空间内的分布模型。在分析枢纽内部交通空间的基础上,指出轨道交通枢纽空间的层次性,认为建筑层之间构成了互为输入输出的系统,研究内容重点确定为乘客水平路径选择与站台层乘客交通分布上面。总结以往研究中影响乘客路径分布的因素,结合枢纽空间的特殊性,考虑乘客转弯转向及转向角度、目的地容量等因素,给出了路径吸引力函数;为了确定模型中的非线性参数,以模型残差最小为目标,采用交替拟合、逐步逼近的方法求解;采用逐步回归的方法,建立了路径选择模型,为枢纽内部行人交通分配提供了理论基础。以站台分布数据为基础,分析了站台乘客分布特性;引入势能理论,构建了车门位置势能函数,建立了站台乘客分布模型;为求解相关参数,以误差平方和最小为目标构造目标函数;拟合结果显示模型参数与乘客总量之间存在较强相关关系,并用对数函数进行了拟合,指出此参数是站台乘客分布的特征参数。在模型建立的基础上,分析了现有换乘大厅设施布局与交通分布对站台乘客分布与上车时间的影响。  其次,建立乘客在枢纽内消耗的时间模型。根据设施步行特征,将枢纽设施分为步行设施与服务设施两大类。在数据调查的基础上,确定可能影响服务时间的因素,采用均值检验确定这些因素影响是否显著;根据确定的显著性影响因素,采用交叉分类法,对乘客群体进行分类,采用客流组成相似度对枢纽进行分类。在分析乘客服务时间特性的基础上,选择绝对误差作为比选依据,发现对数正态分布更符合服务时间分布。根据乘客步行时间随着交通量增加而逐渐增加的特性,引入机动交通的BPR函数,根据流量、密度、速度三参数的关系,确定自由流的步行时间与设施通行能力,建立了乘客步行时间BPR函数模型。  第三,研究交通需求在枢纽内的交通分配方法。结合乘客活动流程,将乘客活动分类,探讨了活动流程特性,分析了乘客路径决策过程。在分析枢纽空间层次的基础上,将枢纽空间看成为节点与路段组成的交通网络拓扑结构,确定了节点与路段的属性;引入节点分配方法理论,确定枢纽行人交通网络中的关键节点,将乘客路径选择分段,并给出了乘客交通节点分配法的步骤。  第四,以前面成果为基础,建立了轨道交通枢纽行人交通设施布局评价流程。针对以往换乘枢纽评价中的问题,重点研究了枢纽交通行人交通设施布局评价流程,包括评价方案设计、枢纽设施布局评估内容、枢纽设施应满足的基本要求及行人设施布局评价指标及方法等方面。  最后,针对设计阶段的宋家庄枢纽与运营阶段的四惠东枢纽,针对其存在的问题,对前面研究成果进行了简单应用,给出了评价结果或改善方案。
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