CN107767040A - 基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,包括:由节点度安全影响指数模块及近邻平均度安全影响指数模块组成的网络结构类指标系统;由行车间隔安全影响指数模块、能力强度安全影响指数模块及上游区间满载率模块组成的输送能力类指标系统;由平均大客流强度模块及上下车客流冲突强度模块组成的大客流状态类指标系统;由闸机安全指数模块、楼梯安全指数模块、自动扶梯安全指数模块、通道安全指数模块及站台安全指数模块组成的设备类指标系统;由综合环境安全指数模块组成的环境类指标系统;由应急管理指数模块及站内工作人员能力指数模块组成的管理类指标系统。本发明有能反应人、设备、环境、管理、网络和大客流状态的优点。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通领域,具体涉及基于网络的城市轨道交通大客流车站安全 评估指标系统。
背景技术
城市轨道交通网络由节点车站和线路区间组成,线路上运行的列车连接各个节点车 站,因此车站与车站之间、车站和线路区间之间以及各个区间之间相互联系、相互作用,共同完成城市轨道网络的正常运行。城市轨道大客流有自发大客流(车站大量进站客流 或大量出站客流引起)和感染大客流(过高的列车满载率引起),自发大客流会通过列 车运行影响下游车站,感染大客流通过列车运行被发生大客流的上游车站所影响。当某 车站受到大客流冲击,安全水平下降,通过网络上的列车运行,输送大客流,逐渐缓解 客流压力。因此对大客流发生站的安全状态评估不仅要考虑大客流发生站自身的影响因 素,还需要考虑网络对大客流发生站的影响。城市轨道车站运营安全受人、设备、环境、 管理四个方面因素影响,但是当大客流发生时,发生站的运营安全不仅受到人、设备、 环境、管理,还受到周边网络结构和大客流本身状态的影响。因此亟需发明一种能同时 反应人、设备、环境、管理、网络结构和大客流本身状态的大客流车站安全评估指标系 统,有效保障城市轨道交通的安全高效运营。
发明内容
发明目的:基于以上信息,本发明提出一种基于网络的城市轨道交通大客流车站安 全评估指标系统,能同时反应人、设备、环境、管理、网络结构和大客流本身状态,保 障城市轨道交通安全高效运营。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,包括:网络结构类指 标系统、输送能力类指标系统、大客流状态类指标系统、设备类指标系统、环境类指标系统及管理类指标系统,所述网络结构类指标系统用于反映节点度对大客流发生车站运营安全的影响、以及近邻节点度对大客流发生车站运营安全的影响;所述输送能力类指 标系统用于反映线路的输送能力、车站及其邻近线网在网络中的重要程度、以及车站的 满载率;所述大客流状态类指标系统用于反映大客流发生过程中车站内部客流相对于车 站规模的强度、以及列车到达时乘客在上车和下车时发生的碰撞冲突强度;所述设备类 指标系统用于反映闸机的安全运行状态、楼梯的安全运行状态、自动扶梯的安全运行状 态、乘客在经过通道过程的安全状态、以及站台上的乘客安全状态;所述环境类指标系 统用于反映车站内各个地方的实际温度、实际湿度与设定的标准温度湿度之间的绝对差 与各地方所允许的最大温度湿度差的比值;所述管理类指标系统用于反映车站内应急水 平的高低、以及车站内工作人员的工作能力。
进一步地,前述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其中:网络结构类指标系统包括节点度安全影响指数模块及近邻平均度安全影响指数模块,其中节点度安全影响指数模块用于反映节点度对大客流发生车站运营安全的影响,近邻平均度安全影响指数模块用于反映近邻节点度对大客流发生车站运营安全的影响。
进一步地,前述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其中:输送能力类指标系统包括行车间隔安全影响指数模块、能力强度安全影响指数模块及上游区间满载率模块,其中行车间隔安全影响指数模块用于反映线路的输送能力,能力强 度安全影响指数模块用于反映车站及其邻近线网在网络中的重要程度,上游区间满载率 模块用于反映车站的满载率。
进一步地,前述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其中:大客流状态类指标系统包括平均大客流强度模块及上下车客流冲突强度模块,其中平均大客流强度模块用于反映大客流发生过程中车站内部客流相对于车站规模的强度,上下车客流冲突强度模块用于反映列车到达时乘客在上车和下车时发生的碰撞冲突强度。
进一步地,前述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其中:设备类指标系统包括闸机安全指数模块、楼梯安全指数模块、自动扶梯安全指数模块、 通道安全指数模块及站台安全指数模块,其中闸机安全指数模块用于反映闸机的安全运 行状态,楼梯安全指数模块用于反映楼梯的安全运行状态、自动扶梯安全指数模块用于 反映自动扶梯的安全运行状态、通道安全指数模块用于反映乘客在经过通道过程的安全 状态,站台安全指数模块用于反映站台上的乘客安全状态。
进一步地,前述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其中:环境类指标系统包括综合环境安全指数模块,所述综合环境安全指数模块用于反映车站内各个地方的实际温度、实际湿度与设定的标准温度湿度之间的绝对差与各地方所允许的最大温度湿度差的比值。
进一步地,前述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其中:管理类指标系统包括应急管理指数模块及站内工作人员能力指数模块,其中应急管理指数模块用于反映车站内应急水平的高低,站内工作人员能力指数模块用于反映车站内工作人员的工作能力。
有益效果:本系统能同时反应人、设备、环境、管理、网络结构和大客流本身状态,有效保障城市轨道交通的安全高效运营。
附图说明
图1是本发明的安全评估指标系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示,所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,包括网络结构类指标系统1、输送能力类指标系统2、大客流状态类指标系统3、设备类指标 系统4、环境类指标系统5及管理类指标系统6,所述网络结构类指标系统1包括节点 度安全影响指数模块11及近邻平均度安全影响指数模块12;所述输送能力类指标系统 2包括行车间隔安全影响指数模块21、能力强度安全影响指数模块22及上游区间满载 率模块23;所述大客流状态类指标系统3包括平均大客流强度模块31及上下车客流冲 突强度模块32;所述设备类指标系统4包括闸机安全指数模块41、楼梯安全指数模块 42、自动扶梯安全指数模块43、通道安全指数模块44及站台安全指数模块45;所述环 境类指标系统5包括综合环境安全指数模块51;所述管理类指标系统6包括应急管理指 数模块61及站内工作人员能力指数模块62。
在本发明中,节点度安全影响指数模块11用于反映节点度对大客流发生车站运营安全的影响,近邻平均度安全影响指数12模块用于反映近邻节点度对大客流发生车站 运营安全的影响。其中,节点度安全影响指数模块11的节点度安全影响指数表达式为:
式中,表示进站大客流发生站的节点度安全影响指数;表示出站大客流发生站的节点度安全影响指数;Ni表示与节点i相邻的节点集合;aij表示与节点i与相邻 节点j之间的连接关系,aij=0表示两个节点不相连,aij=1表示两节点相连。
近邻平均度安全影响指数模块12的近邻平均度安全影响指数表达式为:
式中,表示进站大客流发生站的近邻平均度安全影响指数;表示出站大客流发生站的近邻平均度安全影响指数;分别表示车站节点j的出度和入度; 分别表示车站节点i的出度和入度;Ni表示与节点i相邻的节点集合。
在本发明中,行车间隔安全影响指数模块21用于反映线路的输送能力,能力强度安全影响指数模块22用于反映车站及其邻近线网在网络中的重要程度,上游区间满载 率模块23用于反映车站的满载率。其中,行车间隔安全影响指数模块21的行车间隔安 全影响指数表达式为:
式中,表示进站大客流发生站的行车间隔安全影响指数;表示出站大客流发生站的行车间隔安全影响指数;tij表示车站i的第j条线路的行车间隔;表示车站i 所有线路的平均行车间隔。
能力强度安全影响指数模块22的能力强度安全影响指数表达式为:
式中,表示进站大客流发生站的能力强度安全影响指数;表示出站大客流发生站的能力强度安全影响指数;L表示列车的载客量;hij表示行车间隔;cij表示单位 时间内的站点i和j之间区间的输送能力。
上游区间满载率模块23的上游区间满载率表达式为:
式中,lji表示站点i和j之间的区间断面满载率;Kl表示上游区间数量。
在本发明中,平均大客流强度模块31用于反映大客流发生过程中车站内部客流相对于车站规模的强度,上下车客流冲突强度模块32用于反映列车到达时乘客在上车和 下车时发生的碰撞冲突强度。其中,平均大客流强度模块31的平均大客流强度表达式 为:
式中,pi表示站点i在研究时间段内的客流量;Mi表示经过站点i的线路数。
上下车客流冲突强度模块32的上下车客流冲突强度表达式为:
式中,表示站点i在研究时间段内上车客流量和下车客流量中较小的值;Xi表示经过站点i的站台数。
在本发明中,闸机安全指数模块41用于反映闸机的安全运行状态,楼梯安全指数模块42用于反映楼梯的安全运行状态、自动扶梯安全指数模块43用于反映自动扶梯的 安全运行状态、通道安全指数模块44用于反映乘客在经过通道过程的安全状态,站台 安全指数模块45用于反映站台上的乘客安全状态。其中,闸机安全指数模块41的闸机 安全指数表达式为:
式中,θim表示车站i闸机安全系数;Km表示车站i闸机个数;Cim表示车站i内闸 机的安全服务能力;pim表示车站i待评估时段内经过闸机的客流量(人次)。
自动扶梯安全指数模块43的自动扶梯安全指数表达式为:
式中,θie表示车站i自动扶梯安全系数;Ke表示车站i自动扶梯个数;Cie表示车 站i内自动扶梯的安全服务能力;pie表示车站i待评估时段内经过自动扶梯的客流量(人 次)。
楼梯安全指数模块42的楼梯安全指数表达式为:
式中,θis1、θis2分别表示车站i单行楼梯和混行楼梯的安全系数;pis1、pis2分别表示车站i待评估时段内单行楼梯和混行楼梯的客流量(人次);Ks1、Ks2分别表示车站 i单行楼梯和混行楼梯的个数;Cis1、Cis2分别表示车站i单行楼梯和混行楼梯的安全服 务能力;αs1、αs2分别表示车站i单行楼梯和混行楼梯的比例。
通道安全指数模块44的通道安全指数表达式为:
式中,θig表示车站i通道安全系数;Cig表示车站i通道的安全服务能力;pig表示 车站i待评估时段内通过经过客流量(人次)。
站台安全指数模块45的站台安全指数表达式为:
式中,θip表示车站i站台安全系数;Cip表示车站i站台的安全服务能力;pip表示 车站i对应车辆满载率。
在本发明中,综合环境安全指数模块51用于反映车站内各个地方的实际温度、实际湿度与设定的标准温度湿度之间的绝对差,与各地方所允许的最大温度湿度差的比值。综合环境安全指数模块51的环境指数表达式为:
式中,Tr表示该车站内第r个温度传感器实际测得的温度值;Tre表示该车站内第r个 温度传感器设定的标准温度值;maxΔTe表示该车站内温度传感器所允许的最大温度差; Wr表示该车站内第r个湿度传感器实际测得的湿度值;Wre表示该车站内第r个湿度传感器设定的标准湿度值;maxΔWe表示该车站内湿度传感器所允许的最大湿度差;表示该车站内温度环境、湿度环境所占权重。
在本发明中,应急管理指数模块61用于反映车站内应急水平的高低及站内工作人员能力指数模块62用于反映车站内工作人员的工作能力。其中,应急管理指数模块61 的应急管理指数表达式为:
EMi=αC+βW+λX+φZ
式中,C表示该车站预案完备程度,取值范围0-5;W表示该车站应急演练效果水平,取值范围0-5;X表示该车站应急资源,取值范围0-5;Z表示该车站人员素质水 平,取值范围0-5;α,β,λ,φ分别表示各相关因素的权重。
站内工作人员能力指数模块62的站内工作人员能力指数表达式为:
Wi=αN+βG+χZ+δQ+εX
式中,N表示站务员年龄水平,取值范围0-5;G表示站务员工龄水平,取值范围 0-5;Z表示站务员职称水平,取值范围0-5;Q表示站务员工作强度水平,取值范围0-5;X表示站务员工作特性,取值范围0-5;α,β,χ,δ,ε分别表示各相关因素的权重。
Claims (7)
1.一种基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:包括:网络结构类指标系统、输送能力类指标系统、大客流状态类指标系统、设备类指标系统、环境类指标系统及管理类指标系统,所述网络结构类指标系统用于反映节点度对大客流发生车站运营安全的影响、以及近邻节点度对大客流发生车站运营安全的影响;所述输送能力类指标系统用于反映线路的输送能力、车站及其邻近线网在网络中的重要程度、以及车站的满载率;所述大客流状态类指标系统用于反映大客流发生过程中车站内部客流相对于车站规模的强度、以及列车到达时乘客在上车和下车时发生的碰撞冲突强度;所述设备类指标系统用于反映闸机的安全运行状态、楼梯的安全运行状态、自动扶梯的安全运行状态、乘客在经过通道过程的安全状态、以及站台上的乘客安全状态;所述环境类指标系统用于反映车站内各个地方的实际温度、实际湿度与设定的标准温度湿度之间的绝对差与各地方所允许的最大温度湿度差的比值;所述管理类指标系统用于反映车站内应急水平的高低、以及车站内工作人员的工作能力。
2.根据权利要求1所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:所述网络结构类指标系统包括节点度安全影响指数模块及近邻平均度安全影响指数模块,其中节点度安全影响指数模块用于反映节点度对大客流发生车站运营安全的影响,近邻平均度安全影响指数模块用于反映近邻节点度对大客流发生车站运营安全的影响。
3.根据权利要求1所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:所述输送能力类指标系统包括行车间隔安全影响指数模块、能力强度安全影响指数模块及上游区间满载率模块,其中行车间隔安全影响指数模块用于反映线路的输送能力,能力强度安全影响指数模块用于反映车站及其邻近线网在网络中的重要程度,上游区间满载率模块用于反映车站的满载率。
4.根据权利要求1所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:所述大客流状态类指标系统包括平均大客流强度模块及上下车客流冲突强度模块,其中平均大客流强度模块用于反映大客流发生过程中车站内部客流相对于车站规模的强度,上下车客流冲突强度模块用于反映列车到达时乘客在上车和下车时发生的碰撞冲突强度。
5.根据权利要求1所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:所述设备类指标系统包括闸机安全指数模块、楼梯安全指数模块、自动扶梯安全指数模块、通道安全指数模块及站台安全指数模块,其中闸机安全指数模块用于反映闸机的安全运行状态,楼梯安全指数模块用于反映楼梯的安全运行状态、自动扶梯安全指数模块用于反映自动扶梯的安全运行状态、通道安全指数模块用于反映乘客在经过通道过程的安全状态,站台安全指数模块用于反映站台上的乘客安全状态。
6.根据权利要求1所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:所述环境类指标系统包括综合环境安全指数模块,所述综合环境安全指数模块用于反映车站内各个地方的实际温度、实际湿度与设定的标准温度湿度之间的绝对差与各地方所允许的最大温度湿度差的比值。
7.根据权利要求1所述的基于网络的城市轨道交通大客流车站安全评估指标系统,其特征在于:所述管理类指标系统包括应急管理指数模块及站内工作人员能力指数模块,其中应急管理指数模块用于反映车站内应急水平的高低,站内工作人员能力指数模块用于反映车站内工作人员的工作能力。
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