城际列车行车间隔优化模型及其算法

高效、合理的列车开行方案对城际铁路运营组织至关重要,且直接影响城际铁路的运营效益.为实现城际铁路客流与车次的合理优化配置,提出一种基于改进人工蜂群算法的城际铁路列车行车间隔优化方案,以列车的开行间隔为决策变量,以列车发车间隔的上下限、列车满载率、运营企业及旅客的满意度等为约束条件,以全日内列车发车总次数最少、所有到站旅客等候时间最短为优化目标,建立城际铁路列车行车间隔优化模型.基于京津城际铁路历史客流数据的仿真实验验证了模型及算法的有效性.     

城际铁路开行动态重联解编跨线列车模式研究

为提高城际铁路运能,解决部分城际铁路开行跨线列车无法兼顾运能和线路条件限制问题,根据各段客流、线路情况和列车状况,提出一种动车组动态重联解编运用模式和应用方法,能够适应不同线路条件和不增加运用成本,实现了动车组图定车次在运营中载客进行重联与解编.研究成果为有效解决干线高速铁路和城际铁路运输能力平衡提供了新方法.     

公交化城际列车时刻表优化

为了优化公交化城际列车的运营时刻表,获得最大社会效益,将时刻表的优化问题分解为确定列车首发时间、列车发车间隔时间以及列车每日开行趟次3个相互关联的子问题,并以旅客出行费用和铁路企业运营成本费用的加权和最小化为目标函数,建立公交化城际列车时刻表优化模型。优化结果表明,在总费用最小时,线路的最优开行趟次为30,可得到公交化城际列车的运营时刻表,所得到的结果与通过实际分析得到的最优结果完全一致,且比单纯考虑旅客费用或企业运营费用时的结果更合理,使得城际列车时刻表的制定更加科学化,并符合社会效益最大化的要求。     

基于关键运行线的城际铁路列车运行图横向稳定性研究

为提高城际铁路列车运行图横向稳定性,本文提出了城际铁路列车关键运行线的定量确定方法,定义了相对关键系数来衡量列车关键运行线的差异性,并运用MATLAB进行编程仿真。以沪宁城际铁路为例,按照列车关键运行线相对关键系数合理分配线间缓冲时间,得到了线间缓冲时间布局优化方案。仿真结果显示,基于列车关键运行线的线间缓冲时间布局能使城际铁路列车正点率高达99%以上,列车连带晚点传播基本得到消除,提高了城际铁路列车运行图横向稳定性与列车通过能力。     

基于DEA的城际铁路列车开行方案评价

旅客列车开行方案评价是优化开行方案的重要手段之一。通过分析我国城际铁路运营特征,建立起城际铁路开行方案指标体系,结合DEA方法的特征对城际铁路列车开行方案评价可行性进行了分析,应用DEA方法中的C2R和BC2模型,对沪宁城际高速铁路列车开行方案的整体有效性和技术有效性加以例证分析。结果表明,方法符合运营实际,该方法的采用对城际铁路列车开行方案的评价研究将起到很好的借鉴作用。     

城际铁路使用能力的研究

提出了城际铁路使用能力概念,通过列车运行图结构及建立数学模型,解决了城际铁路列车开行方案、线路能力够不够等问题,并指导列车速度匹配和车站分布,计算各种技术条件下,大站直达列车成组开行的临界值.大站直达列车成组、非成组开行条件下城际铁路使用能力的研究,对城际铁路设计和决策具有一定指导意义.     

利用既有铁路开行城际列车可行性分析

随经济发展城市群逐步形成,城市群间城际铁路规划悄然兴起。城际铁路的建设投资巨大,是否可以结合城市群间的既有铁路开行城际短途列车成为规划时的重点。本文以沈阳至抚顺间城际铁路为例从能力、运输组织、服务频率等方面,研究了利用既有铁路开行城际列车的可行性。     

基于能力影响的城市轨道交通跨线列车开行方案研究

城轨跨线运营可减少乘客换乘,提高资源利用率.本文以企业车辆使用成本,列车运营成本和乘客出行成本最小为目标,考虑跨线列车对线路通过能力的影响,以列车发车间隔、满载率、可用车辆数为约束,构建跨线运营模式下的运力配置模型,结合算例提出判定跨线运营模式适用的必要条件.研究表明,实施跨线运营线路需具备一定的冗余能力,其实施效果依赖于跨线客流强度、接轨站的换乘条件、行车组织等多个因素;同台换乘易实现跨线运营,因线路通过能力和可节省的换乘时间都有限,高峰期实施跨线运营优势并不明显;与单线独立运营开行方案相比,实施跨线运营可减少企业运营成本和乘客出行成本,且随着跨线客流强度的增加,成本节约效益越明显.     

基于列车时刻表的城际铁路客流分配研究

目前,城际铁路配流大多基于列车开行方案,配流的结果时刻信息度不高。为促进基于时刻表的城际铁路配流研究,建立基于城际铁路列车时刻表的客流分配方法,构造旅客乘车过程的时空网络,并定义影响城际间旅客出行选择的广义出行费用,提出基于随机加载的列车客流分配方法,并得到分配方案,使旅客对乘车方案的表达更加直观。     

沪宁城际铁路轨道高低不平顺状态分析

为分析轨道高低不平顺对沪宁城际铁路列车运行动力学性能的影响,建立了车辆轨道耦合模型,计算得到不同轨道谱激扰下的列车动力学性能指标,包括沪宁城际铁路实测轨道不平顺、秦沈有砟、无砟谱和德国高干扰、低干扰谱.经对比分析,结论如下：沪宁城际轨道谱实测不平顺激扰下,列车各项动力学性能指标均为最优值,且满足相应限值要求,反映出沪宁城际轨道良好的平顺性;其他4种轨道谱激扰下列车各项动力学性能指标也均满足相应限值要求,能够保证列车舒适度及行车安全.研究成果可为沪宁城际铁路养护维修中轨道高低不平顺管理提供参考.     

铁路枢纽内客运站分工的优化模型及算法

为了合理分配引入高速和城际客运专线的铁路枢纽内客运站的接发旅客列车任务,以始发终到客流在各客运站之间的分配、始发终到和通过客流的运行路径为决策变量,以最小化枢纽内始发终到和通过旅客的费用为目标,以客运站始发终到能力和通过能力、铁路线路旅客列车通过能力、旅客运输需求为约束条件,建立了客运站分工多目标非线性混合整数规划模型.考虑铁路枢纽内运行路径少的特点,设计了基于枚举法、多最短路和线性规划的精确求解算法.算例表明,该方法能够对3个客运站的接发旅客列车数量进行定量分配,始发终到能力占用率分别为100%、64.5%和69.3%,通过能力占用率分别为78.7%、65.9%和25%.     

基于多节拍组合的城际铁路列车运行图优化

为了使得城际铁路列车车站到发时刻既能具有严格等时间间隔的周期性规律,又能灵活适应城际铁路客流需求的时间分布,首先提出了列车多节拍组合运行组织模式,并将其与单节拍、非节拍运行组织模式进行特征对比分析. 进而基于列车多节拍组合运行模式,以最小化所有节拍单元列车总旅行时间为优化目标,以同节拍单元列车等时间间隔运行、各类作业安全时间间隔要求等为约束,构建了城际铁路列车多节拍协同运行图优化模型. 在通过确定模型中复杂约束、引入拉格朗日乘子将其松弛的基础上,结合次梯度法设计基于拉格朗日松弛的优化算法求解模型. 以京津城际为背景的算例优化获得由4个节拍列车组合的列车运行图,其中各节拍列车分别以17、34、34、35 min等时间间隔周期性运行,该方案目标函数与其最优下界的相对差距仅为2.55%.      

城际铁路列车开行方案优化分析

列车开行方案对城际铁路的运营组织至关重要,并直接影响着城际铁路运营效益。文中从旅客平均候车时间出发,提出城际旅客出行方便值的概念,基于城际铁路旅客出行方便值最大和运营组织效益最优,建立城际铁路客车开行方案优化模型,并设计该模型相应的算法。对城际铁路的运营管理决策有很好的借鉴意义。     

基于个体出行链的区域城际铁路规划方法研究

基于“基础设施即服务”的理念研究区域城际铁路规划问题,精准考虑带时间窗的个体出行特征和运输服务供给,构建时空网络联系基础设施、服务供给和出行需求3个维度。在所有路段存在的前提下,考虑城际铁路、城市轨道交通和城市道路等基础设施及其运输服务供给,为每类出行者生成满足其出行时间窗的备选出行链集合,以所有出行者广义费用和总投资费用加权和最小为优化目标,构建整数线性规划模型。在含有物理路段相同、服务供给相同的条件下,采用相同规模,但具有不同特征的出行需求构建3种不同场景进行优化对比,验证所提出方法的价值和有效性。结果表明,本文提出的规划方法在有效满足精细化出行需求的同时,有助于实现投资效益最大,为区域城际铁路规划提供了新思路。     

城市群轨道交通方式划分非集计logit模型

以城市群轨道交通方式划分为研究对象,根据城市群轨道交通特点,提出将城市群客流分为城区客流和城际客流,分别预测其轨道交通分担率.利用非集计模型的基础理论,选取时间、费用与个人收入的比值作为效用函数的特性变量,以交通行为调查的RP和SP联合数据为基础,建立了应用于城市群交通方式划分的非集计模型.并以长株潭城际轨道交通方式划分为例,进行了参数估计和轨道交通分担率的预测.     

基于换乘最优的城市圈城际铁路运行图研究

城市圈城际铁路是中国铁路未来发展的重点之一.在城际铁路间换乘所需换乘等待时间的长短是影响乘客满意度的重要因素.因此,在编制城际铁路列车运行图的过程中,应设法减少乘客的换乘等待时间并尽量不使乘客错过换乘.本文对具体换乘过程进行分类并详细分析,提出列车延迟时间和乘客换乘走行时间的概率分布,并据此计算乘客换乘等待时间.在周期事件规划问题（PESP）相关理论的基础上,本文提出基于换乘最优的城际铁路周期运行图编制模型,并以某城市圈的城际铁路网为例,验证该模型的可行性.结果表明,根据该模型编制的列车运行图可以显著地减少乘客换乘等待时间,从而提高乘客满意度.     

公铁复合城际走廊多模式客流分担特征

选取了陕西省内距中心城市西安350 km范围内的咸阳、渭南、黄陵、延安4个节点城市, 搜集了相关公铁复合城际走廊上高速铁路、普通铁路、长途客车、小汽车高速出行的出行量、车内时间、票价或通行费等客流特征参数, 梳理了各种城际客流分担分析方法; 构建了距离转移曲线模型和多元Logit模型, 通过曲线拟合、试算和回归分析对模型进行了标定, 并根据模型标定结果分析了客流分担率对距离、时间和费用的敏感性, 得到区域城际多模式客流分担特征, 给出城际通道规划管理的相关建议。研究结果表明: 高速铁路、普通铁路和小汽车高速出行3种模式的分担率-距离转移曲线拟合结果理想, 决定系数均在0.94以上; MNL模型在车外时间取90~150 min时, 拟合效果较好, 决定系数均在0.79以上, 且在时间价值取50~70元·h-1情景下决定系数达到峰值; 随着城际出行距离的增加, 出行者选择从小汽车高速出行转移到城际铁路出行, 且高速铁路较普通铁路更有优势, 西安与近距离的咸阳之间小汽车高速分担率达96.91%, 与远距离的延安之间高速铁路分担率达53.66%, 普通铁路分担率达30.58%;以车外时间为120 min为例, 高速铁路、普通铁路、长途客车、小汽车4种出行模式的阻抗系数分别为0.029~0.044、0.034~0.042、0.030~0.040、0.028~0.048, 小汽车高速出行和高速铁路增长幅度较大, 2种出行对费用更加敏感, 在时间价值取60元·h-1条件下, 4种出行模式的阻抗系数为0.038~0.042, 4种出行对广义时间敏感性无明显差异; 建议进一步挖掘更多城市群城际通道客流分担规律, 并精确考虑城际出行链的城市端细节, 以更好地指导城际走廊的宏观规划与管理。      

我国城际铁路建设条件指标体系建立及求解

为建立我国城际铁路建设条件指标体系,在结合我国城镇化发展及城市群形成背 景、对珠三角等区域城际铁路规划建设运营现状调研的基础上,通过技术经济比较,将涉及到 资金与客流保障的关键性指标,如地方财政收入、客流需求(近远期)、人口密度、人均GDP归 为基本指标;土建工程长期贷款率、城际铁路融资成本、票价率、单位里程10 年累积补贴额、单 位工程投资归为辅助性指标.在对某条待建城际铁路进行可行性评估时,只有当满足全部基本 指标、部分或全部满足辅助性指标时,该条城际铁路才能被纳入可以建设范畴.采用收入支出 平衡模型、统计分析和财务分析相结合的方法,得出东部和中西部地区的城际铁路建设条件 的具体取值.     

大城市客运铁路枢纽客流分配模型

不同时段内,不同区位的旅客会根据不同的接驳方式及城际列车班次进行城际出 行.只根据城际间的出行成本无法准确地刻画旅客的出行.在已知不同时段内城市间各分区 OD客流、城际列车时刻表和铁路枢纽布局的前提下,构建城市内接驳交通网络;利用多项 Logit 模型,建立各个交通分区到铁路车站的接驳子模型;进而利用列车时刻表得到城际出行 成本,并考虑列车拥挤造成的成本增加,根据总成本最小原则及接驳子模型,构建分时段的铁 路枢纽客流分配模型.通过改进的MSA算法进行求解,得到各时段内各交通分区到铁路车站、 以及铁路车站之间的客流量.最后通过算例,对方法的可行性及有效性进行了验证.