基于复杂列车服务网络的客流分配方法研究

研究旅客列车开行方案形成的复杂列车服务网络属性及其构造方法,在分析多层次客流选择行为基础上,确定列车服务网络弧段阻抗。建立体现差异性服务水平需求的复杂列车服务网络客流分配模型,该模型以旅客出行效益最大化为目标,通过分别限制不同出行距离、不同层次旅客的换乘次数及换乘时间,设置旅客出行径路的多约束条件。设计改进的蚁群算法和Frank-Wolfe算法构成的混合算法进行求解,为更加符合旅客的选择行为,按OD客流量、出行距离、优先级等规则进行流量加载。以京沪高速铁路旅客列车开行方案为例进行客流分配,验证模型和算法的有效性。     

综合运输体系下快捷货运网络流量分配优化模型及算法

研究综合运输体系下快捷货运网络流量分配优化问题.基于服务水平的概念构建综合运输体系下的快捷货运网络,网络中包含运输方式、服务水平各不相同的多种运输服务.给出一种求解联弧权重均为正值的有向网络中任意两点间k短路的Double-sweep算法,并对通过联弧时间为随机变量的情况进行讨论,该算法以Visual C++语言实现.以网络中两点间k短路作为可选径路集,构建快捷货运网络流量分配优化模型,模型在满足需求服务水平的前提下以成本最小化为目标,且考虑了交通运输系统的外部影响.模型可采用Lingo 8.0进行求解.若干算例表明,给出的模型及算法可以用于求解实际规模的问题.     

考虑旅客需求的停站方案与列车运行图一体化模型与算法

考虑高速铁路旅客出行的时空敏感性较高的特点,将旅客运输状态引入运输时空网络,构建三维的时间-空间-状态网络,提出基于旅客需求的停站方案与列车运行图综合优化0-1整数规划模型,实现旅客分配、停站方案与列车运行图编制的一体化。设计拉格朗日松弛求解算法,将复杂的列车间强耦合问题分解为单列车的最短路径子问题集合,从而降低模型求解难度。以京沪高铁北京南-曲阜东区段为背景进行验证和分析,结果表明模型不仅实现了较低的运营成本,还能够有效满足旅客需求,实现客流分配、停站方案与列车运行图编制的有机联动。     

时段偏好的高铁开行方案的双层规划方法

在一条拥挤的高速铁路客运走廊上,通常有多列平行车次的列车在不同的时段运行,旅客在出行时具有较大的选择空间.旅客对出行时段的偏好是影响旅客需求分布的最重要因素,最大限度地满足旅客对出行时间的偏好需求,并合理制定列车开行方案引导旅客合理出行以避免出行拥挤是本文的研究目的.首先分析影响旅客出行时段偏好的2个重要因素,吸引度与拥挤度.据此构建旅客出行阻抗函数,并建立一个双层规划模型,上层规划是以运营成本最小为目标的整数规划模型,用于确定列车停站方案和开行频率;下层规划是一个用户平衡模型,用于计算客流在优化的停站方案上基于用户均衡的分配结果.最后,根据模型特点设计了嵌套Frank-Wolfe算法的启发式算法,并通过仿真计算对模型和算法的可行性进行了验证和分析.     

客运专线速度目标值的决策模型与算法

通过分析客运专线速度目标值与列车票价率对旅客出行选择行为和客运专线运营效益的影响,将用户平衡理论用于不同铁路旅客运输产品之间的客流分配问题,以铁路企业运营效益最大化为优化目标建立了双层规划模型,并设计了基于灵敏度分析方法的求解算法,算例分析表明该模型和算法的有效性.     

考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法

铁路客流均衡分配是旅客出行选择的集中体现,对旅客列车开行方案和列车运行图等的评价和优化十分重要。实际运营中列车的随机延误会导致铁路旅客的出行时间发生变化,影响旅客的出行,尤其是换乘选择。考虑旅客在路径选择决策过程中的出行时间可靠性和不可靠性2个方面因素,提出一种考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法。首先,构建旅客换乘网络,基于提出的期望-超额出行成本(METC)概念,考虑换乘过程中列车的延误概率,计算旅客的换乘成功概率和换乘周期选择;然后,进一步计算旅客出行路径的期望-超额成本,基于用户均衡条件,构建考虑列车随机延误的期望-超额客流均衡分配模型;最后,考虑到期望-超额出行成本的不可加性,结合相继平均法和k-最短路算法设计基于路径的客流分配算法,并对均衡模型进行求解。通过对一个简单算例和广珠铁路实例进行分析,结果表明：同时考虑出行时间的可靠性和不可靠性时,旅客的出行路径选择和换乘选择与仅考虑出行时间可靠性有较大差异,基于期望-超额的铁路网络客流分配模型可以更加准确地描述考虑列车随机延误的旅客的出行选择行为,证实了均衡分配方法的有效性。因此提出的客流分配方法可以为铁路网络旅客列车开行...     

旅客列车停站设置方案优化

旅客列车停站设置的影响因素主要有客流换乘需求、列车停站等级、列车指定停靠车站、车站接发列车能力、停站数量对旅行速度的影响和列车最大停站数量.分析停站设置和客流换乘选择之间的博弈关系,将基于停站方案的多类用户均衡客流分配模型作为下层规划模型,将旅客广义出行费用最小和列车停靠站数量限制作为上层规划模型的目标函数,构建旅客列车停站设置方案优化双层规划模型.通过分析停站方案变动引起的目标函数变化,构造解的邻域,设计基于模拟退火的求解算法.对由某客运专线和既有铁路组成的混合网络测算结果表明;列车平均停靠3.68站,列车直通客流比例平均为65.24%;客流直达比例为65.23%,人均换乘次数为0.44次;旅客出行费用较初始停站方案下降了35.47%.运算结果合理,具有较好的优化质量,旅客的出行费用显著下降.     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

基于用户平衡分析的旅客列车始发时间分布优化

设计了基于旅客列车始发时间分布的旅客出行选择网络，并研究了该网络上旅客的各项出行费用，以旅客出行总费用最少为优化目标，建立了车站旅客列车始发时间分布的双层规划模型，同时设计了模拟退火启发式算法。模型反映了列车能力对客流分布的影响和拥挤条件下的旅客群体选择行为。算例分析结果表明，采用该模型与算法取得较好优化效果。     

基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化

城际铁路列车服务水平直接影响着全天各时段旅客出行需求量。为了研究这种影响关系,获得吻合出行需求的城际列车开行方案,首先建立旅客时段出行需求与广义出行费用间的弹性需求函数,并基于给定候选列车集构造旅客出行网络,进而以最大化列车开行收益为优化目标,构建面向弹性需求的城际列车开行方案优化模型。模型结合弹性客流在出行网络上的路径选择,从候选列车集中选择开行列车,并优化其停站方案与始发时刻。在生成初始列车开行方案基础上,设计其邻域解生成策略,构建求解模型的模拟退火算法。算例优化不同分布客流的列车开行方案,结果表明:模型与算法能够获得更吻合弹性需求的列车开行方案,且有助于提高旅客服务水平与企业经济效益。     

综合运输通道旅客出行方式选择行为研究

针对综合运输通道内旅客出行距离长、频率低的特点,基于非集计理论和纯选择行为抽样调查法建立综合运输通道内旅客选择行为的Logit模型.对京沪运输通道内旅客选择行为随出发时间和出行距离变化情况的模拟表明,中长距离的旅客对综合运输通道内客运产品的选择受出发时间影响较大,客运需求结构在不同时段存在显著差异,而短距离旅客的出行方式选择行为受出发时间影响较小,此外各种运输方式的典型客运产品均存在优势运输距离范围.与京沪运输通道客运产品结构现状对比的结果表明,由综合运输通道内旅客出行方式选择行为模型得到的结果能够反映通道客运需求结构的现状,并且能够解释由客运供需矛盾引发的购票困难等现象,从而为综合运输通道客运基础设施的科学规划和客运产品的合理设计提供理论依据.     

滇中城市群城际铁路网客流预测

基于对滇中城际铁路网客流的现状分析,将城市群内交通划分为区域内交流、对外交流、过境客流三部分,以区域内交流为重点,将客流以不同的交通方式划分为公路客流、铁路客流与航空客流进行分析。采用改进的四阶段交通需求预测理论,以实际客流数据为基础得到2015年不同交通方式与全方式的客流OD表。运用弗雷特法(Frator method)计算未来各规划年不同交通方式与全方式居民出行城际客流和旅游客流分布。建立滇中城市群各城际通道方式划分Logit模型,得到滇中城市群城际铁路客流OD表,成功得到未来各规划年的客运交通分布预测、客运交通方式预测与主要通道客运交通预测。     

西安地铁2号线南段运营初期客流预测

以西安地铁2号线南延段开通日期为预测年限,通过设计、实施客流调查及AFC(自动售检票)系统数据分析,深入探讨2号线南段现状客流出行特征及既有线上的客流规律,运用在既有客流规律基础上的趋势推演法,通过标定车站客流与土地利用、到离站交通距离与地铁车站选择、合理轨道乘距等数学模型,从客运量与断面客流量两方面完成其开通初期的客流预测,为2号线南段开通的运输计划编制提供依据,为后期新线开通的客流预测积累经验。     

基于运行网络配流的客专列车开行方案遗传优化研究

借助于遗传算法的求解功能和特点,将客运专线旅客列车开行方案优化问题描述为对列车运行网络客流分配的寻优。最优的列车开行方案对应于最优的客流分配方案。首先,针对任意的列车开行方案,构建费用—容量运行网络,并通过该网络的最小费用流描述最优客流分配方案,用运行网络中客流分配的最小费用作为个体适应值函数;而后,考虑到网络中列车保本定员限制所产生大量不可行个体的优良遗传信息,设计出求解直线型客运专线单方向旅客列车开行方案优化问题的协同对称群体交叉遗传算法,并进一步将其推广到网状客运专线上。研究发现:可以将开行方案编码的个体描述为含有阶跃容量限制的费用—容量网络,个体的适应值对应于该网络的最小费用流;在非能力过剩网络中,不会出现违反阶跃容量限制的可行流,并且可以通过控制网络容量,避免产生固定费用和负费用。     

城市轨道交通客流密集度指数研究

基于轨道交通物联网监测数据，从点、线、面三个层级，构建不同时间粒度车站、线路、网络的客流密集度指数计算模型和算法。车站客流密集度指数模型综合考虑影响车站密集度指数的关键区域（出入口、站台、楼扶梯、换乘通道）的拥挤程度和拥挤范围因素；线路的客流密集度指数模型综合考虑车站和区间的影响；网络的客流密集度指数模型由各线路的客流密集度指数加权得到。测试结果表明，提出的模型计算结果与实际地铁客流出行规律一致，可较好地反映地铁拥挤程度，为地铁客流运营拥挤状态评价和辅助决策提供技术支持。     

RBF神经网络在铁路客运成本预测中的应用

铁路运输客运成本指的是铁路运输企业为了完成客运运输作业在运输过程中所耗费的一切费用的支出,包括运输生产过程中生产资料的消耗和劳动力的消耗。合理地控制铁路运输成本可以有效地提高铁路运输企业的管理水平、经营状况等。可见,选取符合具有铁路成本特点的预测方法准确地对运输成本进行预测具有重要的意义。通过对铁路客运成本的影响因素进行分析,选取主要影响因素并结合RBF神经网络超强的学习能力和适应能力建立铁路客运成本预测模型进行预测。最后,通过案例分析得到RBF神经网络对客运量成本具有很好的预测性。     

基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法

列车开行方案是有效利用铁路运输能力和提升服务质量的关键组织手段。基于城际铁路客流的时变特性,将时空网络方法引入城际列车开行方案决策,增加考虑客流出行时间信息,从而能更加全面评价所得方案。在构造开行方案时空网络图的基础上,以最小化包括列车运行成本、旅客旅行时间、旅客出发偏差时间和未上车惩罚和列车数量等的总成本为目标,考虑时空网络客流及列车流守恒、发车时间间隔和列车能力等约束,建立基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化模型,并设计双层模拟退火算法进行求解,其中内层算法优化列车停站方案,外层算法优化列车起讫点、开行数量和始发时间。算例计算分析表明,所提方法能为城际铁路列车开行方案决策提供科学依据。     

基于K-Means聚类算法的城市轨道交通站点分类及客流特征分析

文章立足于沈阳市轨道交通站点800 m范围内的人口分布、开发强度、公交接驳、路网长度分布、站点位置属性、站点客流数据等六大维度数据,采用K-Means聚类算法将城市轨道交通站点划分为居住型、商业商务型、综合开发型、产业型、交通枢纽型五大类;基于站点聚类成果,叠合多样化数据分析总结各类站点客流的普适性规律,可为后续站点周边基础设施完善、站点客流预测、车站运营组织方案做出指导。     

新建高速铁路兰州至张掖三四线速度目标值研究

新建高速铁路兰州至张掖三四线位于甘肃省河西走廊,沿线经济发展及城镇化水平高于同等区域,但略低于中西部地区,选择经济合理的速度目标值方案,对客流吸引、工程投资、运输质量、经济效益影响较大。结合路网构成及相邻高速铁路主要技术标准,对新建中川机场至张掖西段速度目标值进行研究,采用比较法、综合分析法等对200,250,300,350 km/h不同方案进行定性和定量论证分析,推荐采用与区域路网协调匹配、综合经济效益合理、投资节时比最优的250 km/h方案。