铁路旅客选择列车的随机机会约束目标规划模型

旅客乘坐铁路列车出行时,需选择列车车次,这与各次列车的情况和旅客的出行要求均相关. 分析旅客选择列车时的不确定因素和追求的多重目标,引入随机决策优化理论,在旅客对列车实际到达时刻、出行费用、购票成功概率、旅行舒适度等要求的约束下构建了选择列车的随机机会约束目标规划模型. 列车到站时的晚点时间与购票时的剩余票额是影响旅客选择列车的两个重要的不确定因素,且是随机变量. 根据其分布函数和旅客出行的相关要求将含有不确定约束的模型转化为确定模型,并用隐枚举法进行了算例求解. 结果表明,模型能够明确地给出旅客选择列车的合理建议.     

��·�ÿ�ѡ���г����������Լ��Ŀ��滮ģ��

旅客乘坐铁路列车出行时,需选择列车车次,这与各次列车的情况和旅客的出行要求均相关. 分析旅客选择列车时的不确定因素和追求的多重目标,引入随机决策优化理论,在旅客对列车实际到达时刻、出行费用、购票成功概率、旅行舒适度等要求的约束下构建了选择列车的随机机会约束目标规划模型. 列车到站时的晚点时间与购票时的剩余票额是影响旅客选择列车的两个重要的不确定因素,且是随机变量. 根据其分布函数和旅客出行的相关要求将含有不确定约束的模型转化为确定模型,并用隐枚举法进行了算例求解. 结果表明,模型能够明确地给出旅客选择列车的合理建议.     

高铁客运站最高聚集人数计算方法研究

高铁客运站最高聚集人数是设计高铁客运站站房规模的主要依据之一,随着高速铁路的不断建设与发展,旅客的出行模式发生了较大变化,高速铁路客运站旅客聚集规律也随之改变。论文在分析现有铁路客运站最高聚集人数研究成果的基础上,对高速铁路客运站最高聚集人数的计算方法进行研究,改进和修正原有的概率计算方法,考虑到列车开行频率、检票人数等因素对高铁客运站聚集人数的影响,认为高速铁路旅客的候车时间分布规律符合对数正态分布,综合建立高速铁路客运站最高聚集人数预测模型,并通过案例计算进行验证。     

客运专线旅客列车开行方案的客流分配方法

为了制定合理的列车开行方案，从旅客的出行需求及满意度出发，分析了影响客流分配的主要因素；根据开行方案中列车的运行区段及列车停站情况，构造了列车的运行网络；结合旅客的出行心理，给出了将旅客出行成本折算成旅客满意度的方法．在此基础上，建立了确定裔流分配的多目标线性规划模型，模型体现了旅客对列车选择的主动性．通过研究影响客流分配的相关因素，给出了路网客流的合理分配方法.     

基于非集计理论的高速铁路旅客乘车选择行为研究

为研究高速铁路旅客乘车行为选择机理,以非集计离散选择模型理论为依据,分析旅客乘车选择的影响因素,结合2013 年京沪高速铁路旅客出行RP调查数据,以G类高速列车和D类高速列车作为旅客乘车方式选择肢,设置影响旅客乘车选择的特性变量,即旅客主体特性、出行特性、列车服务特性及相应的取值方法,建立旅客乘车方案选择MNL模型.运用SPSS对模型参数进行标定,结果表明,公费出行、月收入较高及出差的旅客偏好选择G类高速列车;自费出行、月收入较低及旅游探亲的旅客偏好选择D类高速列车.上述结论与调查结果基本一致,命中率等参数的计算亦验证了模型的有效性.     

高速铁路客运站选址模型

根据我国铁路客运站建设条件限制以及与城市相和谐的建设要求,将影响客运站选址的因素分为硬性因素和软性因素两类。通过硬性因素比选得到初步选址方案集合,将城市公共交通网络能力纳入客运站选址的软性因素,结合车站能力和资金限制2个软性因素,以旅客出行成本、车站建设成本、车站运营成本和城市交通运营成本最小为目标,建立0-1整数规划模型。以某市实际情况为例建立模型,利用Lingo软件求解得到客运站的选址方案以及城市公共交通网络中公交车和地铁列车的增加方案。计算结果显示,最优方案是对原有的两座客运站进行改造并在市郊新建一座高速铁路客运站。为满足旅客的出行要求,相应的出行小区到3个高速铁路客运站需要增加一定数量的公交车和地铁车辆。实例证明了基于此模型所得到的方案符合实际情况。     

高速铁路客运站选址模型

根据我国铁路客运站建设条件限制以及与城市相和谐的建设要求,将影响客运站选址的因素分为硬性因素和软性因素两类。通过硬性因素比选得到初步选址方案集合,将城市公共交通网络能力纳入客运站选址的软性因素,结合车站能力和资金限制2个软性因素,以旅客出行成本、车站建设成本、车站运营成本和城市交通运营成本最小为目标,建立0-1整数规划模型。以某市实际情况为例建立模型,利用Lingo软件求解得到客运站的选址方案以及城市公共交通网络中公交车和地铁列车的增加方案。计算结果显示,最优方案是对原有的两座客运站进行改造并在市郊新建一座高速铁路客运站。为满足旅客的出行要求,相应的出行小区到3个高速铁路客运站需要增加一定数量的公交车和地铁车辆。实例证明了基于此模型所得到的方案符合实际情况。     

列车到达晚点对技术站车流接续影响仿真分析

为进一步明确铁路运输"流"、"线"的相互作用机理,分析了列车到达晚点对技术站车流接续造成的影响,建立了以中转车平均停留总时间最小为优化目标、以车流接续等为约束条件的技术站广义配流模型.在此基础上,随机产生符合到达列车晚点分布规律的晚点时间,将其加载到列车到达时刻,生成晚点列车群.将加载了随机晚点时间的列车群输入配流模型,进行仿真计算.以出发列车的晚点率、晚点总时间等为指标,分析了不同晚点条件下的列车群在同一作业方法和作业条件下不同的车流接续情况.分析结果说明,单时段列车晚点对技术站车流接续的影响是不确定的,多时段统计条件下的晚点影响虽因站存车数量、晚点率、总晚点时间、列车编组计划等的不同取值而呈现出不同的车流接续结果,但仍有较强规律.本文的工作验证了"流"、"线"协同优化的必要性及可行性.      

旅客列车到发时间域的优化模型与算法

旅客列车的开行方案必须体现以旅客为本,服务旅客、方便旅客的原则,而旅客出行的方便与否,主要体现在旅客列车出发与到达时刻是否合理.因此,本文首先定义了旅客列车合理始发、合理到达时间范围的概念,并研究该范围内不同时段旅客出行的方便度,绘制方便度曲线.然后建立了以最大程度方便旅客出行为目标的指派模型,实现了求解该模型的蚁群算法.最后以成都站为实例,对各始发列车的发车时间域进行优化.通过验证,本文模型和算法具有可行性.     

城市轨道交通线路客流控制整数规划模型

针对客流过饱和的城市轨道交通线路难于充分发挥旅客输送能力的问题,基于网络拓扑与客流需求定义建立了以旅客周转量最大为目标的线路客流控制整数线性规划模型.该模型首先建立了客流-运行图网络模型用以描述旅客在时间和空间上的移动;其次,在客流OD参数定义中,将旅客出行时间推算为旅客期望乘坐列车,定义了旅客在站等待时间参数;最后,使用优化软件GAMS24.3进行了建模求解.在网络规模为1 000对客流FOD和909个顶点的过饱和客流城市轨道交通线路客流控制问题算例中,耗时0.01 s得出了最优解与分时段客流控制方案.计算结果表明:饱和情况下,不同的在站等待时间下线路旅客总周转量与平均值的偏差低于1%,等待时间对各个车站具体控流方案有结构性的影响.     

面向时变需求的高速铁路列车开行方案优化方法

为了使高铁列车开行方案与旅客时变需求相吻合,引入列车运行方案图,使列 车开行方案优化中既能利用列车运行的时间信息,又能避免结合列车运行图综合优化的 大规模计算.借助于基于时刻表的高铁客流分配方法,在区间通过能力、车站始发能力、列 车载客能力等多种约束下,以列车运行时间与旅客出行时间加权和为优化目标,构建了 时变需求下高铁列车开行方案优化的Stackelberg 博弈模型.利用降低编组、删除列车、添 加列车、拼接列车、提高编组和调整列车始发时间等邻域搜索策略,设计了求解模型的模 拟退火算法.最后,针对京沪高速铁路进行算例分析,优化产生的列车开行方案具有良好 的评价指标,特别是旅客上车时间与计划出发时间的偏差较小,具有较高的运算效率和 收敛性.     

客运站股道运用优化模型及算法

为了提高客运站运输生产效率和行车技术作业自动化水平,分析了客运站旅客列车到、发技术作业的特点,建立了客运站股道运用优化模型。模型目标为有利于客运站行车技术作业,有效利用车站设备和方便旅客乘降,并且优先排列等级较高的列车。运用多目标规划理论,采取分支定界法对模型进行求解。将模型和算法应用到一大型三线通过式客运站,股道运用计划有明显改变,1/3以上列车到发线进行了变更,整体安排合理,效果理想。     

基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型

基于客流时空分布规律，考虑列车平均发车间隔、运行时间、最大载客量等约束条件，将列车在车站的停站时间与上、下车客流量相关联，建立城市轨道交通高峰时段基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型，对乘客平均旅行时间及列车发车间隔平均偏离值进行协同优化。以某城市轨道交通线路实际运营数据验证模型的有效性。结果表明，优化后乘客在各个车站平均等待时间较优化前减少幅度为0.4%~13.1%，其中全线客流量较大的第7、8、9站优化幅度较为明显，分别为 11.7%、13.1%、11.9%。优化后列车在各个车站最大满载率较优化前降低幅度为1.8%~8.5%，且所有车站站台均无滞留乘客，体现了优化后列车运输能力与客流需求的良好匹配。灵敏度分析讨论了目标函数权重系数及列车平均发车间隔值对模型的影响，表明本模型具有良好的可用性及稳定性，能够为城市轨道交通列车时刻表优化提供参考。     

铁路客运站遇火灾时旅客疏散问题

铁路客运站内部结构复杂、建筑材料不尽相同、运输设备繁多、人员密度较大、疏散线路复杂、加上旅客携带的大量行李,火灾时容易发生恶性事故,而且事后对社会的影响较大。从分析铁路客运站火灾发生的原因及危害性出发,通过对火灾中人员心理决策过程、影响旅客疏散因素等问题的分析,建立安全疏散时间模型。在此基础上指出铁路客运站安全疏散设计中存在的问题。     

基于Nested Logit 模型的铁路旅客客运产品选择研究

通过成都-武汉既有线出行旅客的问卷调查,以及样本数据的归纳分析,对旅客客运产品选择行为特征进行描述.基于随机效用最大化理论,以乘车方式与客运产品作为选择肢,旅客主体、出行特性及列车服务特性的各项指标作为效用变量,构建了乘车方式位于上层、客运产品位于下层的Nested Logit 模型.模型的上下层参数标定结果表明,旅客的收入状况、出行目的、出行距离、列车票价及运行时间对其乘车方案选择具有显著影响,旅客的年龄、出行费用来源、收入状况、出行距离,以及列车票价、运行时间对其客运产品选择具有显著影响.模型能较为准确地反映铁路客运产品的实际需求,从而为其合理设计与调整提供理论依据.     

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.     

面向大客流的城轨备用车投放车站选择与优化模型

为快速疏解城轨线路上车站的大客流，减少乘客的等待时间，研究了备用车投放问题; 在考虑列车追踪关系、列车停站时间等约束的基础上，建立了综合备用车投放时机确定、投放最佳车站选择和时刻表动态调整的多目标优化模型; 界定了城轨备用车开行条件，提出了城轨备用车投放时机的定量化判定方法; 用0-1变量表征车站是否具备备用车投放条件，并将其作为模型输入，以减小大客流车站乘客等待时间和降低运行图偏离时间(延误时间)为优化目标，构建了备用车投放的混合整数非线性规划模型，该模型通过比较不同的备用车投放方案效率得到最佳的备用车投放车站和后续开行计划; 为同时求解0-1变量与连续变量，设计了带惩罚函数的改进粒子群优化算法求解模型。研究结果表明:该方法可对所有符合备用车开行条件的车站制定投放方案，并进一步筛选出最优的备用车投放车站，最多可减少1 318 209 s的乘客等待时间，优化效率为21.9%，且改进的粒子群优化算法对混合整数非线性规划模型的适用性较好; 相比于既有城轨线路列车运行调整和时刻表优化方法，本文提出的方法在应对突发大客流的备用车投放时机上做出了更加定量化的判断，优先考虑了大客流车站的疏解能力和效率，并优化了备用车与后续列车的开行方案，可以有效解决高峰时段车站大客流问题。      

客运专线车站到发线运用多目标优化模型

为给客运专线车站接发的列车合理安排到发线,构建了客运专线车站到发线运用多目标优化模型.优化目标为列车站内走行时间之和最小及到发线使用最均衡;约束条件主要有到发线作业间隔时间约束、进路冲突约束.基于目标协调优化思想,提出了该多目标优化模型的求解方法.以济南西站为例,对7：00：00～13：00：00时段的到发线运用方案进行求解.结果表明,所求优化方案与图定方案相比,下行、上行列车的站内走行时间之和分别减少7.37%、1.88%;对于各到发线占用时间与到发线平均占用时间之差的平方和,下行、上行列车分别减少62.93%、74.75%.模型能准确地描述列车占用各条到发线的不同,适用于求解客运专线运行图编制阶段的到发线运用问题.     

城市轨道交通车站站台行人交通特性

为了确定城市轨道交通车站站台行人交通特性,以北京市地铁2号线西直门站站台视频资料为基础,观测站台区域行人交通行为,分析行人速度、候车位置分布、密度时空分布特性。分析结果表明：与街道环境相比,站台区域行人自由流速度均值偏高,且站台与楼梯邻接区域行人速度随密度的增大下降较快;车辆到达之前行人候车呈队列形式,车辆到达后呈扇形分布在车门两侧;站台区域行人密度时空分布受轨道交通车辆班次影响,表现出规律性波动变化。