应对城市轨道交通突发事件的地面公交协同疏散方法研究

Due to some uncontrollable risk factors, service disruptions sometimes occur in Urban Rail Transit (URT) system, which may cause passengers’ travel delay or even threaten their lives and property. Bus service is characterized as high density, flexible scheduling and high capacity, and has been regarded as an important tool to evacuate stranded passengers and reconnect the disrupted URT network. This project aims to investigate the bus collaborative evacuation problem with URT under URT service disruptions. Firstly, this project will predict the URT service recovery time and reveal the evolution law of passenger flow under URT emergencies based on the historical data. Secondly, this project will build the feeder bus station location optimization model based on the theory of stochastic programming. Thirdly, this project will respectively build the feeder bus line planning and routing optimization models with the consideration of crowded station relief and passengers' travel mode choice behaviors, based on graph theory and integer programming theory. Moreover, corresponding efficient algorithms will be designed. Finally, this project will develop the feeder bus collaborative evacuation plan decision-making system under URT service disruptions according to the above proposed methods. This project can enrich theories and methods of urban rail transit emergency management, and provide theoretical basis and technical support for collaborative organization optimization.

由于一些不可控风险因素，城市轨道交通突发事件时有发生，往往造成大量乘客滞留，出行延误，甚至威胁乘客生命财产安全。地面公交因有分布密集、调度灵活、运能较大等特点，被认为是应对城市轨道交通突发事件的重要工具，能够实现快速疏散乘客，保障运输接续。本项目旨在研究应对城市轨道交通突发事件的地面公交协同疏散理论方法和决策技术。首先，基于城市轨道交通突发事件历史数据，构建非常态运行恢复时间预测模型，推演客流演化规律；其次，基于随机规划理论建立地面公交资源配置模型；再次，基于图论和整数规划理论，分别构建考虑拥挤车站疏解的地面公交应急接驳线路设计和考虑乘客多模式出行方式选择的车辆调度模型，并设计相应求解算法；最后，基于前述理论与方法，研发应对城市轨道交通突发事件的地面公交协同疏散方案决策系统。本项目研究成果能够丰富城市轨道交通应急管理理论与方法，为协同组织优化提供必要的理论依据和技术支撑。

由于一些不可控风险因素，城市轨道交通突发事件时有发生，往往造成大量乘客滞留，出行延误，甚至威胁乘客生命财产安全。地面公交因有分布密集、调度灵活、运能较大等特点，被认为是应对城市轨道交通突发事件的重要工具，能够实现快速疏散乘客，保障运输接续。本项目旨在研究应对城市轨道交通突发事件的地面公交协同疏散理论方法和决策技术。项目主要取得了以下研究进展：分析了突发事件下城市轨道交通网络变化特性，探究了突发事件下乘客出行方式选择行为及变化，构建了城市轨道交通与应急接驳公交复合网络设计方法，提出了考虑乘客路径分配的应急接驳公交调度方法；此外，还构建了考虑乘客路径分配的城市轨道交通线网规划与发车频率协同优化方法；构建了能够最大化乘客平稳换乘的公交网络时刻表协同优化方法；基于前述理论与方法，以北京冬奥会为实际应用场景，研发了冬奥交通运行状态监测识别系统和冬奥交通应急方案生成系统。项目在研期间共发表了SCI论文7篇，包括4篇QI论文、1篇Q2论文、2篇Q3论文；获教育部科学进步二等奖1项；申请了3项专利，其中已授权1项；获得软件著作权2项，分别为冬奥交通应急方案生成系统和冬奥交通运行状态监测识别系统；通过本项目培养硕士研究生2名，协助团队培养博士研究生3名、硕士研究生5名。本项目研究成果能够丰富城市轨道交通应急管理理论与方法，为协同组织优化提供必要的理论依据和技术支撑。