基于事件驱动的城市轨道交通应急处置仿真模型研究

Improve urban rail transit system's operation safety, reliability and rationality has important significance to ensure the city's function work normally. This project from the view of network level, research the microcosmic simulation problem of urban rail transit normal operation and emergency treatment process, take the simulation model build and passenger behavior analysis as focus, research and develop the microcosmic simulation system of emergency treatment process. The project takes the basic operation method and mode of our country's urban rail transit as bases, combined the network passenger trip process simulation with fault emergency treatment process simulation together, detailed study the contents of passenger flow event-driven model build, entity element's structure analysis, simulation model's framework design, passsenger trip behavior selection rule under fault situation, failure impact degree index's calculate method and etc.Research results will provide important theoretical basis and method to the follows: transport organization schemes optimize, operation organization efficiency improve, emergency resource deploy optimize, failure impact degree and emergency treatment effect's quantitative calculation and evaluation, and will engender very important effect to improve urban rail transit system's safety and reliability level, promote the whole operation efficiency and service level.

提高城市轨道交通系统运营的安全性、可靠性和合理性对保障城市功能的正常运转具有重要的意义。本课题拟从网络层面出发，研究城市轨道交通正常运营及故障应急处置过程的微观仿真问题，以仿真模型的构建和乘客出行行为分析为重点，研究开发应急处置过程微观仿真系统，并应用其对应急处置效果进行量化评价。课题以我国城市轨道交通运营组织的基本方法和模式为基础，将网络客流运送过程仿真与故障应急处置过程仿真结合在一起，重点研究客流事件驱动模型的建立、实体要素结构的分析、仿真模型总体架构的设计、故障情况下乘客出行行为的选择规律和故障影响程度指标的计算方法等内容。研究成果将能为城市轨道交通系统运输组织方案的优化、运营组织效率的提高、应急资源的优化配置、故障影响程度和应急处置效果的量化计算及评价提供重要的理论依据和方法，对提高城市轨道交通系统的安全和可靠性水平、提升系统的整体运营效率和服务水平等将产生十分重要的影响。

随着国内城市轨道交通的高速发展，其安全和可靠性问题日益受到重视。应急处置预案作为城市轨道交通安全管理工作的核心所在，其科学合理性直接影响城市轨道交通系统的安全可靠性水平。而通过仿真手段，可以较好的检验和量化评价应急处置预案的效果。我们针对城市轨道交通应急处置的微观仿真问题进行了深入的研究。首先，从应急处置的微观仿真需要出发，运用面向对象的系统分析方法，设计了乘客类、车辆类、线路类等，奠定了微观仿真系统的实体框架。其次，通过对客流事件进行分析，建立仿真事件的最小单位“元事件”模型集，多个基本“元事件”的不同组合构建出所有复杂的“客流事件”，从而设计了一种简洁而灵活的事件驱动模型。再次，采用牵引计算理论对复杂运营方案下的列车运行时分数据进行计算，采用路径搜索算法和客流票务清分理论对乘客出行路径进行指定，将这两类数据进行整合，通过设定网络中乘客在每一车站的进站耗时情况、出站耗时情况、换乘耗时情况等，仿真客流在网络中的进站、候车、上车、下车、换乘、出站等具体的出行过程。接着，以前述所有工作为基础，将其应用到网络应急处置微观仿真系统的设计、研究和开发中，开发实现了“城市轨道交通应急处置过程微观仿真系统”。然后，组织实施了苏州地铁乘客故障应对行为选择特征的问卷调查，通过统计分析调查数据，得到地铁乘客故障情况下的应对行为特征，将其反应到“乘客类”的不同属性值中，体现乘客行为选择的差异性，使仿真结果更贴近实际。最后，以苏州市轨道交通2015年规划网络为例，通过假设基础数据、运营数据和客流数据，以突发列车故障救援事件为例，对其应急处置过程进行微观仿真，并将仿真结果与网络正常运营情况下的微观仿真结果进行对比，得出了事件影响的量化指标，证明了本课题所建立仿真系统的有效性。本课题的研究只是一个良好的开端，所建立的仿真系统依然还有许多不足和需要完善的地方，这也促使我们在今后的工作中更加努力。