城市轨道交通列车运行图协调性评估体系构建与系统研究

从不同尺度对城市轨道交通列车运行图进行协调性分析与评估,是实现城市轨道交通网络化运营协调与优化的重要基础。通过选取大量的指标数据进行归纳总结,提取了运营协调决策中的共性需求,构建了适应运营管理的城市轨道交通列车运行图协调性评估指标新体系。基于该指标体系,开发了完整的城市轨道交通列车运行图协调性评估系统,可以对点(车站)、线(运行线)与面(运行图)进行全方位综合评估。以北京市实际路网运营情况为例,在10 s内完成各项指标计算,计算结果得到了北京市交通信息中心与北京地铁运营有限公司的专家认可,可以为列车运行图进一步优化编制提供有效的参考。     

基于遗传算法的城市轨道交通运行图自动调整的仿真研究

本文主要研究城市轨道交通中的列车实际运行图与计划运行图出现偏离而采取的自动调整方法.以上海地铁二号线为例,用Visual C++绘制列车运行图,搭建列车调整模型,在matlab7.5的环境下用遗传算法工具箱进行实例仿真求解,结果表明该算法稳定性良好,输出结果可靠.     

基于改进粒子群优化算法的鲁棒性列车运行图编制方法

以列车优先级、追踪运行间隔时间和连发间隔时间限制为约束条件,以旅客列车的走行公里总数、平均旅行速度、对标准计划的延迟总时间和延迟时间方差,以及货物列车的日车公里总数和日产最6个指标无量纲转化后的合计值最大为综合目标函数,建立列车运行图编制优化模型.为增加列车运行图的鲁棒性,引入虚拟车和缓冲时间槽2个参数,采用改进的粒子群优化算法给出鲁棒性列车运行图编制方法.以5个车站、5列旅客列车和7列货物列车构造模拟环境,采用该方法进行列车运行图编制模拟.结果表明:该方法可铺画出更优的列车运行图,计算效率高;在行车计划受到扰动后,虚拟车和缓冲时间槽释放资源,运行图可以较快地恢复到可接受范围,容错鲁棒性好.     

基于服务水平的城市轨道交通换乘站列车衔接优化方法

在网络化运营条件下,城市轨道交通各线路行车计划之间的良好衔接关系对缩短乘客换乘时间、改善服务水平具有重要意义。以城市轨道交通换乘站为研究对象,基于乘客换乘服务水平,建立换乘站列车到发时刻优化模型,研究路网换乘站衔接线路的列车运行图优化方法。同时,选取某城市轨道交通局部路网3条线路共4个换乘站为应用对象,验证了模型的实用性和有效性。     

遗传算法在城轨运行图优化中的应用

随着城市轨道交通的迅猛发展,如何在现有基础设施的情况下最大限度地提高运输效率、提升运输能力是城市轨道交通运营中一个迫切需要解决的问题。本文旨在通过建立运行图优化模型,利用遗传算法对其进行优化的方式来优化运行图运营组织过程,从而达到提高运输效率、提升运输能力的目的。     

城市轨道交通列车运行自动调整的优化模型及算法研究

针对城市轨道交通列车运行的特点，以发车时间、停站时间、区间运行时间、追踪间隔为约束条件，以列车总晚点时间和总晚点数目为综合优化目标，构建城市轨道交通列车运行自动调整模型。采用改进的遗传算法对该模型进行求解。并对实例进行仿真测试验证，仿真结果表明，此模型和算法可以满足自动运行调整的需要。     

城市轨道交通运输计划编制方法研究

如何对统计数据进行客流分析,找出客流特征与流动规律,在此基础上编制与实施线网条件下的运输计划成为城市轨道交通运营单位面临的实际问题。通过分析客流时空分布规律,基于既有运输设备条件合理编制、调整、优化运输计划,进而下达有关编制、调整、实施不同情形列车运行图,建立不同运行图体系,根据不同客流特征预判实施不同列车运行图运输方案,实现运能与运量的尽可能匹配,从而实现对旅客的合理运输。以深圳地铁运营实际情况为例,阐述具体编制方法。     

基于遗传算法的列车运行图初始布点配对模型

单线区段列车运行图初始布点是列车运行图优化的一个关键问题.首先讨论了其约束条件,然后建立了一个基于遗传算法的列车运行图初始布点模型--配对运行模型,并对该模型进行了分析.     

客运专线列车运行图编制模型及计算方法的研究

列车运行图是铁路行车组织工作的基础,其编制问题属于超大规模的多目标优化问题,求解难度较大。既有线列车运行图较为成熟的编制理论和计算方法对客运专线列车运行图的编制具有重要的借鉴作用。在既定客运专线运输组织模式的基础上,提出基于客运专线A类本线、B类跨线和本线城际列车运行图铺划的分层叠加数学模型,研究客运专线不同种类列车的布点模型和求解方法,设计了基于改进型遗传算法的客运专线列车运行图优化策略和算法。算例表明,该算法能有效地求解客运专线列车运行图编制方案,并达到快速准确的良好效果,为编图人员提供优选方案。     

城市轨道交通列车运行图能力与客流需求匹配度的评价方法

为了衡量城市轨道交通列车运行图对于动态多维度客流的适应性,提出一种基于实际客流数据的列车运行图能力与客流需求匹配度的评价方法。在微观层面,考虑列车能力约束,构建客流与列车交互模型,得到载客量、满载率、留乘人数、平均候车时间等微观指标,设计色阶列车运行图从时空维度可视化展示客流与列车的作用结果。在宏观层面,提出能力匹配度的概念,并在采用梯形分布函数量化乘车舒适度、候车满意度和企业满意度的基础上,通过乘法合成模型计算得到能力匹配度。以上海轨道交通9号线为例的验证结果表明:由交互模型所得的微观指标与实际运营规律一致;能力匹配度是对乘客利益与企业利益的综合评价,晚高峰时段的能力匹配度最高,早高峰和平峰时段的次之;随着高峰时段发车频率的增加和平峰时段发车频率的减少,能力匹配度呈先增后减的趋势。该方法可为定量优化列车运行图质量提供理论支撑。     

城轨列车运行时分节能优化方法

基于传统的城轨列车站间运行曲线优化模型,研究列车运行图中的运行时分优化模型和方法。同时在满足运营需求的前提下,以降低城轨列车运行能耗为目标利用遗传算法对列车全周转内各个站间的运行时分进行优化。根据北京地铁亦庄线的实际数据,对以上方法的节能效果进行实际验证和比较。结果表明,基于遗传算法的城轨列车运行时分优化方法相比城轨列车实际运行与仅优化站间驾驶策略方法分别可以获得17.3%与4.1%的节能效果。     

西安地铁北大街换乘站列车衔接时间优化研究

分析了城市轨道交通换乘站列车衔接时间的影响因素和列车相对延误不同状态下的衔接关系,考虑列车运行延误影响及乘客换乘满意度,提出了西安地铁北大街站列车衔接时间的组成及确定方法。在此基础上,针对北大街站1号线下行换乘2号线下行的具体算例,利用基于随机延误的换乘站列车衔接时间优化模型,运用Mathematica软件确定了北大街站该换乘关系的最优列车衔接时间,并给出了时刻表协调方法,从而为1、2号线列车运行图协调编制提供参考。     

城市轨道交通运行图优化策略的研究

在城市轨道交通中,线路的运输能力和运营质量是整个运营中考虑的最重要的因素。提出一种运行图优化策略,通过建立闭塞运行的时间模型获取列车追踪间隔、弹性时间等时间参数的最优解,得到满足运营质量下的最大运输能力。最后在加入列车运行中随机产生延迟因素的情况下进行列车仿真运行试验,仿真结果证明该运行图优化方法能够提高运输能力。     

城市轨道交通晚点列车的运行调整模型

分析了城市轨道交通列车发生出发晚点后,在确保安全的前提下,针对不同的初始晚点时间利用运行图缓冲时间进行运行调整的策略。该策略旨在尽量避免连带晚点,并使所有受影响列车尽快恢复正点运行。最后建立了列车运行图的实时调整模型,并运用仿真软件对策略进行了验证。     

基于分时客运需求的客运专线列车运行图优化

针对客运专线运输组织特点,建立客运专线列车运行图优化模型,模型在考虑列车总旅行时间与运行图均衡性目标的同时,增加区间服务频率偏差目标,以体现不同时间段客运需求的差别。在此基础上,提出基于循环布线的列车运行图模拟退火优化方法,得到分步循环优化各列车运行线布置的理想方案,生成具有一定满意度的初始列车运行图,再利用模拟退火算法实现运行图的全局优化。算列分析结果表明:该方法可以快速有效地实现客运专线列车运行图的优化,解决了不同时间段列车服务频率与客运需求不相匹配的问题。     

周期性列车运行图编制模型研究

周期性列车运行图具有一系列优点,并能带动客票组织方式、运输组织方式等的完善和改进,成为国外高速铁路普遍采用的运行图模式.本文介绍周期性列车运行图的发展历史及其在国内外的研究和应用情况,分析周期性列车运行图的特点,总结基于周期事件规划问题(PESP)的周期性列车运行图模型.结合中国客运专线的实际情况,针对运营情况复杂的线路提出基于定序的周期性列车运行图模型.模型以固定的列车到发顺序为基础,考虑列车区间弹性运行时间、不同情况下的停站时间、到发线安全间隔、同类列车的发车频率等各项周期约束,将列车的总旅行时间最小作为目标函数,并通过铺划某线路的周期性列车运行图验证了模型的可行性.     

基于换乘接续优化的高铁周期性列车运行图编制研究

良好的列车接续关系是提高周期性列车运行图换乘服务质量的重要保障。建立基于换乘接续优化的高铁周期性列车运行图多目标混合整数规划模型,在CPF模型和研究成果~([13])的基础上做出优化改进,从换乘频率、动态接续、换乘时间3个方面提高换乘服务质量。模型引入客流OD换乘服务频率约束和最小化换乘服务频率欠缺值的优化目标,使模型不仅考虑了部分OD因无列车直达而产生的旅客换乘需求,同时兼顾为列车直达服务频率不足的客流OD增加快速换乘服务。接续列车、接续车站和接续时间均在列车运行图优化过程中动态确定,使接续关系的选择更加灵活。引入接续选取和接续时间耦合约束以及接续时间最短的目标函数,在规划列车接续关系的基础上,进一步优化了接续时间。以京沪高速铁路及部分衔接线路周期性列车运行图编制为例,验证模型的有效性。     

基于乘客服务水平和安全的城市轨道交通扣车方案评价

[目的]扣车是城市轨道交通发生长时间初始延误条件下经常采用的列车运行方案。为了评价该方案的合理性,需构建基于乘客服务和安全的扣车方案评价模型,并对扣车方案进行评价。[方法]考虑到乘客出行规律的复杂性和特殊性,制定了城市轨道交通扣车方案。构建了基于最大发车间隔、列车总延误时间、列车均衡性、终到延误列车数、滞留乘客数及乘客总旅行时间的扣车方案评价模型。选取上海某条轨道交通线路的4个区间,以早高峰小时的实际OD(起讫点)客流量为例进行计算。[结果及结论]计算表明,方案6下的综合评价指标最小,为最优扣车调整方案。该方案可以有效提高列车运行图的均衡性,减少滞留乘客的数量,降低车站的安全隐患。     

城市轨道交通网络化列车开行方案优化方法

通过引入备选集,建立双层规划模型,将网络化列车开行方案这一复杂的混合交通网络设计问题简化成0-1规划问题;采用混合遗传模拟退火算法对城市轨道交通网络化列车开行方案优化问题进行求解。上层模型以城市轨道交通网络化列车开行方案涉及的运营单位和乘客综合费用最小化为目标,以交路必须覆盖整个运营网络、限制区间交路数、满足发车间隔时间限制和区间客流量小于列车运力为约束条件;下层模型为用于城市轨道交通网络客流分配的随机用户均衡问题优化模型,它充分考虑了乘客选择出行时路径感知费用与实际费用之间的差异。算例结果表明,采用基于备选集的双层规划模型和混合遗传模拟退火算法对城市轨道交通网络化列车开行方案进行优化是可行和有效的,而且求解效率高。     

关于城市轨道交通列车运行图编制的探讨

列车运行图是轨道交通生产的综合性计划,结合天津地铁1号线实际编制列车运行图的经验,分析列车运行图的编制要素及编制程序,归纳、总结列车运行图的编制技巧,以提高列车运行图编制的水平,使城市轨道交通列车运行图计划做到科学、合理和经济.