城市公共交通网络鲁棒性评估及应急网络重构方法

针对大型城市公共交通系统出现重大突发事件时客流大面积滞留、公共交通秩序混乱持续时间长及影响范围大等问题，通过城市公共交通网络特征提取、异构客流信息处理及分析、公共交通网络供需客流匹配处理等手段，评估城市公共交通网络鲁棒性即抗故障能力。重点研究常规情况下公共交通网络鲁棒性优化，重大突发事件时应急公共交通网络重构、应急疏运救援车辆协调配置等一系列问题。根据事件影响程度不同，有效利用地面公交系统剩余运力，必要时配置应急疏运救援车，为城市客运系统安全及城市公共交通系统一体化应急处置平台建设等提供理论支撑。课题研究对重大突发事件时实现滞留客流快速疏运、减少由于公共交通故障造成的经济损失、提升城市公共交通的社会形象、提高居民出行的可靠度有着实际意义。

本课题旨在提升城市公共交通网络的鲁棒性，通过图论等相关网络理论来对公共交通网络的结构特性进行分析和简化，掌握其具体的相关特性即节点连通度、网络容量等，作为对已有网络的评价和对新建网络的规划设计的依据。同时通过对网络的鲁棒性分析，针对不同的需求如连通、容量、旅行时间等建立可靠度的模型进行描述和比较，得到网络的薄弱环节，从而讨论重大突发事件时应急公共交通网络重构、应急疏运救援车辆协调配置，实现重大突发事件时实现滞留客流快速疏运。. 从项目完成情况来看：对照项目申请书以及项目任务书，本项目研究内容和考核指标已经全部完成。从取得的研究成果来看：在公共交通网络方面，首先建立基于节点－弧段的二分图、基于可靠性的多模式多层次公共交通网络模型，建立基于复杂网络的连通度、圈数率和相对子图大小的鲁棒性评估指标，分析公共交通网络的客流特征，通过所提出的基于灰色模型与Markov链修正的短时客流预测方法，分析出突发情况下客流转移及对网络内其他线路的影响与发车间隔、时间成本、同一站点线路数成比例关系。基于网络容量可靠性不变的约束条件启动应急网络重构，建立的面向出行者延误时间的轨道交通救援车组织策略；最后，本项目开发了轨道交通重大事件应急救援仿真软件，在有效利用地面公交系统剩余运力基础上，合理配置调度应急疏运救援车，通过此仿真系统可以模拟救援车疏散人流的过程，同时通过平均疏散时间、客流滞留总量等参数对救援过程进行评估，评估结果能较好地反映调度派车方案的优劣。在公共交通系统安全可靠性方面的研究成果，如基于可靠性评估的复杂系统故障诊断、小样本条件下基于融合理论的交通控制系统可靠性评估、软件系统Markov安全性分析等均有理论创新，为公共交通系统的系统安全基础理论夯实基础。.本项目的科学意义在于促进鲁棒性评估、安全可靠性理论、应急调度方法的进步，为各城市公共交通系统的应急联动提供理论支持，有效提升出行者对城市公共交通的信任度。项目形成的模型与算法、软件、建立的面向出行者延误时间的轨道交通救援车组织和应急联动系统等，有利于交通局应急指挥中心等相关部门进行宏观管理、及时疏运、合理调度，对提升城市公共交通的社会形象、提高居民出行的可靠度有着实际意义。