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近年来，新型城市群的发展上升为国家战略，推动了特大城市的形成。与此同时，轨道交通在大城市公共交通体系中逐渐占据主导地位。随着城市多圈层的外扩，与之相匹配的轨道交通制式类型逐渐多样化，不同的制式服务于不同的城市圈层。
城市扩张和轨道交通运输体系的层次化发展，必然带来旅客出行跨度的增大和运输需求结构的复杂化，并面临各制式轨道交通线网重组成多制式轨道交通复合网络。随之而来的是旅客对运输服务质量要求的提高，构建一种从旅客视角评估多制式轨道交通复合系统承载能力的方法十分有必要。
对此，本文的研究思路如下：
(1)总结国内外城市群、都市圈及特大城市中多制式轨道交通的发展情况，梳理轨道交通系统服务能力的相关研究。明确复合系统的结构，各制式轨道交通的服务范围、功能定位、运营模式及客流特征。通过对换乘枢纽的处理，将区域多制式轨道交通系统抽象和简化为拓扑网络。提出区域多制式轨道交通复合网络有效承载力的定义并分析其特征及作用：在限定的运输服务水平范围内，某个区域内多制式轨道交通复合网络能同时系统地满足一定运输需求结构的有效能力的最大值，是一种非静态，处于动态变化中的能力。
(2)研究区域多制式轨道交通复合系统三大主体——系统、运输服务、旅客之间的内在关系，从系统、运输服务和旅客三个层面分析及量化有效承载力的影响因素。系统层面包括：系统基础条件、系统服务能力和运输组织条件；运输服务层面包括：出行路径阻抗、换乘感受费用和运输服务水平；旅客层面包括：运输需求结构和旅客出行路径决策。
(3)以旅客人数作为有效承载力的度量，从系统供能和旅客出行两方面同时展开，构建评估有效承载力的双层规划模型。在上层模型中引入备用系数作为运输需求矩阵的最大乘子，将求解有效承载力的问题转化为在一定的运输服务水平限制下对备用系数求极大值。在下层模型中根据广义出行费用函数和确定的运输需求结构运用随机用户均衡理论模拟客运量在复合网络中的分配情况。
(4)提出复合网络有效承载力评估模型的求解思路。针对区域多制式轨道交通，给出复合网络中有效路径的定义和筛选方法。改进传统的图的深度优先遍历搜索算法(DFS)，创建基于出行路径分阶相对阈值的深度优先搜索算法，提高搜索效率，使其适应多制式轨道交通复合网络路径复杂性。在此基础上，结合连续加权平均算法(MSWA)，构建评估有效承载力的双层规划模型的求解算法。
(5)以成都城市群为研究范围，据其多制式轨道交通系统线网结构设计算例。通过构建基于换乘枢纽的复合拓扑网络，评估其有效承载力，并分析计算结果。验证了设置分阶相对阈值对于复合网络有效路径搜索的优越性，以及轨道交通环线在复合网络中的重要地位。最后给出运营改善的建议和措施。
城市扩张和轨道交通运输体系的层次化发展，必然带来旅客出行跨度的增大和运输需求结构的复杂化，并面临各制式轨道交通线网重组成多制式轨道交通复合网络。随之而来的是旅客对运输服务质量要求的提高，构建一种从旅客视角评估多制式轨道交通复合系统承载能力的方法十分有必要。
对此，本文的研究思路如下：
(1)总结国内外城市群、都市圈及特大城市中多制式轨道交通的发展情况，梳理轨道交通系统服务能力的相关研究。明确复合系统的结构，各制式轨道交通的服务范围、功能定位、运营模式及客流特征。通过对换乘枢纽的处理，将区域多制式轨道交通系统抽象和简化为拓扑网络。提出区域多制式轨道交通复合网络有效承载力的定义并分析其特征及作用：在限定的运输服务水平范围内，某个区域内多制式轨道交通复合网络能同时系统地满足一定运输需求结构的有效能力的最大值，是一种非静态，处于动态变化中的能力。
(2)研究区域多制式轨道交通复合系统三大主体——系统、运输服务、旅客之间的内在关系，从系统、运输服务和旅客三个层面分析及量化有效承载力的影响因素。系统层面包括：系统基础条件、系统服务能力和运输组织条件；运输服务层面包括：出行路径阻抗、换乘感受费用和运输服务水平；旅客层面包括：运输需求结构和旅客出行路径决策。
(3)以旅客人数作为有效承载力的度量，从系统供能和旅客出行两方面同时展开，构建评估有效承载力的双层规划模型。在上层模型中引入备用系数作为运输需求矩阵的最大乘子，将求解有效承载力的问题转化为在一定的运输服务水平限制下对备用系数求极大值。在下层模型中根据广义出行费用函数和确定的运输需求结构运用随机用户均衡理论模拟客运量在复合网络中的分配情况。
(4)提出复合网络有效承载力评估模型的求解思路。针对区域多制式轨道交通，给出复合网络中有效路径的定义和筛选方法。改进传统的图的深度优先遍历搜索算法(DFS)，创建基于出行路径分阶相对阈值的深度优先搜索算法，提高搜索效率，使其适应多制式轨道交通复合网络路径复杂性。在此基础上，结合连续加权平均算法(MSWA)，构建评估有效承载力的双层规划模型的求解算法。
(5)以成都城市群为研究范围，据其多制式轨道交通系统线网结构设计算例。通过构建基于换乘枢纽的复合拓扑网络，评估其有效承载力，并分析计算结果。验证了设置分阶相对阈值对于复合网络有效路径搜索的优越性，以及轨道交通环线在复合网络中的重要地位。最后给出运营改善的建议和措施。