城市軌道交通網(wǎng)絡列車運行計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量、快捷、安全、節(jié)能環(huán)保等特性，已成為緩解我國城市化進程中交通問題的必然途徑。隨著軌道交通路網(wǎng)結構快速擴充，軌道交通從單線運營進入到網(wǎng)絡化運營階段。城市軌道交通網(wǎng)絡化運營通過車站與線路的有效銜接，形成規(guī)模大、功能強的客運網(wǎng)絡，線路之間和車站之間實現(xiàn)互聯(lián)、互通、互動、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)的客流以隨機匯聚的人群為主，相對單線而言，乘客出行路徑、線路運營狀況以及線間協(xié)調(diào)性等都發(fā)生

2、了根本性的變化，這一特點導致城市軌道交通系統(tǒng)運行計劃的獨特復雜性。立足于城市軌道交通網(wǎng)絡化運營現(xiàn)狀，以提高網(wǎng)絡化運營效率為根本目標，本文在充分借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗的基礎上，從以下幾個方面對已知路網(wǎng)OD及可調(diào)配運力資源約束的軌道交通路網(wǎng)列車運行計劃一體化編制理論及方法進行研究：
　　(1)以“分布式運營、集中性協(xié)調(diào)”路網(wǎng)的列車運行計劃一體化編制特征分析為基礎，給出城市軌道交通網(wǎng)絡列車運行計劃一體化編制的定義和內(nèi)涵。設計了基于線路分散自

3、治與路網(wǎng)層次交互協(xié)作的路網(wǎng)列車運行計劃一體化編制機制及流程，針對城市軌道交通網(wǎng)絡運行計劃編制的需求及特征，提出了城市軌道交通網(wǎng)絡列車運行計劃一體化編制理論框架。
　　(2)以網(wǎng)絡客流時空分布分層多變的特征為基礎，基于路網(wǎng)線路拓撲結構的分層網(wǎng)絡描述，提出基于構成依賴型隨機概率的路網(wǎng)客流分配，并應用分層網(wǎng)絡最短路算法計算最優(yōu)路徑，實現(xiàn)網(wǎng)絡客流的分線路離散化；基于有序樣本差異序列聚類法，設計城市軌道交通線路客流時段劃分方法，以此作為線路

4、時段列車發(fā)車頻率優(yōu)化依據(jù)；設計了換乘站時段分向換乘客流量計算方法，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，構建了線路多時段列車發(fā)車頻率多目標優(yōu)化模型，模型以受列車發(fā)車頻率影響的運營可變成本、乘客成本及虛糜懲罰為優(yōu)化目標，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，對高峰期的留乘問題進行了分析；并根據(jù)客流時段與行車密度控制的關系分析，提出了列

5、車發(fā)車頻率時段控制方法。
　　(4)以列車發(fā)車頻率設計結果為輸入，針對城市軌道交通系統(tǒng)列車運行的離散動態(tài)特征，將列車在線運行看作循環(huán)排隊網(wǎng)絡的串行生產(chǎn)線，構建基于極大代數(shù)的城市軌道交通線路列車運行計劃編制優(yōu)化模型，確定列車車站到、發(fā)時刻；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)絡的線間換乘客流組織優(yōu)化為目標，分析了網(wǎng)絡化運營條件下流-車關系，提出基于線間協(xié)作的線路列車運行計劃