城市軌道交通列車運(yùn)行圖編制理論與方法研究.pdf

1、列車運(yùn)行圖是軌道交通運(yùn)輸工作的生產(chǎn)計(jì)劃，其編制質(zhì)量的高低直接影響運(yùn)輸組織的效率和安全。與國有鐵路列車運(yùn)行圖的編制相比，城市軌道交通運(yùn)行圖的編制具有其自身的復(fù)雜性。近年來，我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)，上海、北京、廣州等城市已逐步進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段，在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，部分線路的結(jié)構(gòu)形式和客流特征也變得越來越復(fù)雜，列車運(yùn)行交路從單一交路模式逐步發(fā)展為復(fù)雜交路模式，為運(yùn)行圖的編制工作帶來了新的挑戰(zhàn)。
　　本文充分借鑒和參考

2、以往的研究成果，綜合運(yùn)用軌道交通運(yùn)輸組織、最優(yōu)化理論、系統(tǒng)工程等學(xué)科的相關(guān)理論，對城市軌道交通運(yùn)行圖編制相關(guān)問題進(jìn)行了深入研究。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)分析了城市軌道交通列車運(yùn)行圖的特征、要素、編制數(shù)據(jù)以及編制原則等相關(guān)基礎(chǔ)理論，為運(yùn)行圖編制模型的構(gòu)建奠下了基礎(chǔ);
　　(2)對多目標(biāo)優(yōu)化方法、禁忌搜索算法以及大系統(tǒng)優(yōu)化方法等優(yōu)化理論和方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)，為運(yùn)行圖編制模型的求解奠下了基礎(chǔ);
　　

3、(3)行車計(jì)劃是編制列車運(yùn)行圖的基礎(chǔ)資料，是城市軌道交通運(yùn)輸組織的基礎(chǔ)。大小交路模式列車開行方案規(guī)定各時(shí)間段內(nèi)各交路上開行列車對數(shù)。以最小化乘客出行成本和企業(yè)運(yùn)營成本為優(yōu)化目標(biāo)，以乘客需求、線路通過能力為約束，構(gòu)建了關(guān)于大小交路模式行車計(jì)劃優(yōu)化編制的雙目標(biāo)混合整數(shù)非線性模型，采用理想點(diǎn)法將以上模型轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)模型;大小交路模式下乘客出行成本的計(jì)算是構(gòu)建模型的難點(diǎn)，從乘客在途時(shí)間成本和等待時(shí)間成本兩方面，細(xì)致地分析了大小交路模式下乘客出行

4、成本的計(jì)算方法;對折返站的選取、小交路區(qū)段客流比重作了靈敏度分析，得出了折返站對成本的影響趨勢，以及小交路區(qū)段客流比重對列車開行對數(shù)、大小交路列車開行比例以及企業(yè)運(yùn)營成本的影響趨勢。
　　(4)共線交路列車運(yùn)行圖編制的實(shí)質(zhì)是處理各子交路上列車與車站、列車與區(qū)間、列車與列車、以及共線區(qū)段不同交路上列車與列車之間的關(guān)系。對共線交路相關(guān)概念進(jìn)行定義，深入分析了共線交路模式下列車運(yùn)行圖編制的關(guān)鍵問題，主要包括行車間隔、折返模式、折返站間隔

5、時(shí)間、車底運(yùn)用方式以及車底出入庫方式;以列車發(fā)車間隔的分時(shí)段均衡性為優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建了列車始發(fā)布點(diǎn)方案編制模型，在此基礎(chǔ)上，以車底接續(xù)總時(shí)間最小為下層目標(biāo)，以列車始發(fā)時(shí)刻與列車始發(fā)布點(diǎn)方案的偏差最小為上層目標(biāo)，構(gòu)建了關(guān)于共線交路列車運(yùn)行圖編制的雙層規(guī)劃模型，實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行圖與車底交路計(jì)劃的一體化編制。針對問題的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種遞階優(yōu)化的方法，對優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行分解，逐層縮小搜索空間，降低求解規(guī)模，主要包括:①生成列車停站時(shí)間算法;②車底交路計(jì)劃

6、編制算法;③基于禁忌搜索算法確定列車運(yùn)行順序;④基于列車運(yùn)行順序編制列車運(yùn)行圖。
　　(5)列車運(yùn)行銜接協(xié)調(diào)是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織的重要內(nèi)容。降低乘客換乘等待時(shí)間是軌道交通網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行銜接協(xié)調(diào)的重要目標(biāo)。分析了換乘等待時(shí)間的表示方法;針對城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的大系統(tǒng)特性，借鑒大系統(tǒng)優(yōu)化的遞階控制方法和分解協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，生成網(wǎng)絡(luò)中的線路換乘銜接方案;以最小化乘客總換乘等待時(shí)間為目標(biāo)，構(gòu)建了“換乘銜接對-線路換乘銜接方案”的二級協(xié)調(diào)