城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行計(jì)劃一體化編制理論與方法研究.pdf

1、城市軌道交通以其大運(yùn)量、快捷、安全、節(jié)能環(huán)保等特性，已成為緩解我國(guó)城市化進(jìn)程中交通問題的必然途徑。隨著軌道交通路網(wǎng)結(jié)構(gòu)快速擴(kuò)充，軌道交通從單線運(yùn)營(yíng)進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)階段。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)通過車站與線路的有效銜接，形成規(guī)模大、功能強(qiáng)的客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，線路之間和車站之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互動(dòng)、資源共享，從而滿足城市公共交通和乘客出行的需求。城市軌道交通系統(tǒng)的客流以隨機(jī)匯聚的人群為主，相對(duì)單線而言，乘客出行路徑、線路運(yùn)營(yíng)狀況以及線間協(xié)調(diào)性等都發(fā)生

2、了根本性的變化，這一特點(diǎn)導(dǎo)致城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行計(jì)劃的獨(dú)特復(fù)雜性。立足于城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，以提高網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)效率為根本目標(biāo)，本文在充分借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從以下幾個(gè)方面對(duì)已知路網(wǎng)OD及可調(diào)配運(yùn)力資源約束的軌道交通路網(wǎng)列車運(yùn)行計(jì)劃一體化編制理論及方法進(jìn)行研究：
　　(1)以“分布式運(yùn)營(yíng)、集中性協(xié)調(diào)”路網(wǎng)的列車運(yùn)行計(jì)劃一體化編制特征分析為基礎(chǔ)，給出城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行計(jì)劃一體化編制的定義和內(nèi)涵。設(shè)計(jì)了基于線路分散自

3、治與路網(wǎng)層次交互協(xié)作的路網(wǎng)列車運(yùn)行計(jì)劃一體化編制機(jī)制及流程，針對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行計(jì)劃編制的需求及特征，提出了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行計(jì)劃一體化編制理論框架。
　　(2)以網(wǎng)絡(luò)客流時(shí)空分布分層多變的特征為基礎(chǔ)，基于路網(wǎng)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分層網(wǎng)絡(luò)描述，提出基于構(gòu)成依賴型隨機(jī)概率的路網(wǎng)客流分配，并應(yīng)用分層網(wǎng)絡(luò)最短路算法計(jì)算最優(yōu)路徑，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)客流的分線路離散化；基于有序樣本差異序列聚類法，設(shè)計(jì)城市軌道交通線路客流時(shí)段劃分方法，以此作為線路

4、時(shí)段列車發(fā)車頻率優(yōu)化依據(jù)；設(shè)計(jì)了換乘站時(shí)段分向換乘客流量計(jì)算方法，以此作為線間協(xié)調(diào)依據(jù)。
　　(3)以線路發(fā)車頻率影響因素分析為基礎(chǔ)，構(gòu)建了線路多時(shí)段列車發(fā)車頻率多目標(biāo)優(yōu)化模型，模型以受列車發(fā)車頻率影響的運(yùn)營(yíng)可變成本、乘客成本及虛糜懲罰為優(yōu)化目標(biāo)，提出了基于多方案反饋交互決策滿意度方法的城市軌道交通線路列車發(fā)車頻率模型求解方法；以線路最大輸送能力為約束，對(duì)高峰期的留乘問題進(jìn)行了分析；并根據(jù)客流時(shí)段與行車密度控制的關(guān)系分析，提出了列

5、車發(fā)車頻率時(shí)段控制方法。
　　(4)以列車發(fā)車頻率設(shè)計(jì)結(jié)果為輸入，針對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)列車運(yùn)行的離散動(dòng)態(tài)特征，將列車在線運(yùn)行看作循環(huán)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)的串行生產(chǎn)線，構(gòu)建基于極大代數(shù)的城市軌道交通線路列車運(yùn)行計(jì)劃編制優(yōu)化模型，確定列車車站到、發(fā)時(shí)刻；以模型的可控性、周期性等特征為依據(jù)，提出了基于反饋控制的模型參數(shù)優(yōu)化方法。
　　(5)以網(wǎng)絡(luò)的線間換乘客流組織優(yōu)化為目標(biāo)，分析了網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)條件下流-車關(guān)系，提出基于線間協(xié)作的線路列車運(yùn)行計(jì)劃