考虑跨站停车的地铁客流协同控制模型

针对城市轨道交通高峰时段客流需求过饱和与分布不均衡情形下,车站乘客滞留集中效应明显和乘客候车时间过长等问题,提出一种考虑开行部分跨站停列车的多站客流协同控制优化方法.建立以车站与列车安全容量、列车跨站数量、列车追踪间隔等为约束,以车站乘客滞留率方差最小与线路乘客候车时间最小为优化目标的控制决策模型,设计自适应差分进化算法,求解列车跨站停车方案与车站进站客流限制比例.研究结果表明:在时变的城市轨道交通高峰客流需求下,采取本文的协同控制决策方法,能够有效降低案例线路车站乘客滞留率方差60.23％和乘客候车等待时间24.78％.     

基于弹性需求的城市轨道交通列车开行方案研究

城市轨道交通的列车开行方案直接影响乘客的出行费用,需要根据客流的需求弹性制定。针对目前城市轨道交通规划和运营实际,将列车开行方案归结为列车编组、开行时段,以及各时段每一列车交路的列车数量。在分析乘客广义出行费用的基础上,构造乘客出行的弹性需求函数,将乘客乘车选择归结为具有能力约束的弹性需求用户均衡问题。进而利用城市轨道交通营运企业与乘客之间的博弈关系,对列车开行方案相关的费用、效益等优化目标和约束条件进行分析,建立基于弹性需求的城市轨道交通列车开行方案的多目标双层规划模型,并设计基于模拟退火算法的优化算法。针对长沙地铁2号线的应用表明,优化方法具有较高求解效率和较好求解质量。     

基于深度Q网络的轨道交通客流控制

针对高峰时期城市轨道交通因有限运能,不足以满足乘客出行需求而引发的安全问题,需要采取客流 控制策略来调节进入车站的客流量,以缓解车站拥挤。提出一种基于强化学习深度 Q 网络的多站协同控制模 型,用来优化每个车站在一定时间内的进站量,以最小化地铁车站乘客的站台超限量、平均等待时间,提高 客流控制强度的综合效益。以北京地铁八通线为例进行仿真实验,验证该方法的有效性。仿真结果表明,所 提出的模型可以在客流控制强度较低的条件下有效地降低乘客等待时间,提高乘客出行效率,有助于缓解车 站的乘客拥堵。     

基于仿真的城市轨道交通站台客流滞留分级预警方法

站台是城市轨道交通车站客流集散和客流高峰期限流的核心区域。运用计算机仿真的方法对列车延误时站台的客流滞留、密度分布和服务水平变化过程进行了仿真研究,测算了站台达到拥挤和安全极限时的客流容量,分析了不同客流到达率下站台达到拥挤和安全极限的时间分布以及服务水平变化曲线,并提出利用关键控制点对站台进行客流拥挤和安全分级预警的方法。     

城市轨道交通跨站停车方案优化模型及算法

城市轨道交通快速发展,人均乘行距离不断增长,使得研究城市轨道交通合理的列车停车方案成为必要,以满足越来越多乘客出行的需要.介绍轨道交通列车不同的停车模式,分析轨道交通跨站停车模式下影响乘客出行时间的相关因素.建立基于乘客总体出行时间节省最多的轨道交通列车跨站停车0-1整数规划模型,利用禁忌搜索算法进行模型求解.通过算例验证了该模型的可行性和禁忌搜索算法用于该问题求解的优越性,得出最优轨道交通列车跨站停车方案.对与目标函数值相关的列车发车间隔、停站时间和最高运行速度等参数进行灵敏度分析,结果表明:调节跨站运营条件下的发车间隔和停站时间可使目标函数,即乘客总体出行时间发生显著变化.     

城市轨道交通列车开行方案的优化理论及方法

根据城市轨道交通的特点,分析客流需求的时变特征、乘客在车站的等待行为和列车与运行线的匹配关系。以轨道列车运行要求、动车组数量和运营企业利益为约束条件,以最小化乘客的等待时间为目标函数,构造拥挤环境下城市轨道交通列车开行方案的数学模型。采用遗传算法求解模型,设计基于二进制结构的特殊编码方法。以南京市地铁1号线为背景,应用本文的模型和算法进行了仿真测算。计算结果表明,利用本文模型得到的非均衡列车开行方案能够更好地满足城市轨道交通乘客和运营企业双方的利益。     

基于大小交路的城轨列车开行频率与票价综合优化方法

针对城市轨道交通线路客流时空分布不均衡问题,为缓解高峰时段客流压力,均衡时段客流,提升列车运输能力利用率,提出基于大小交路的城轨列车开行频率与票价综合优化方法。构建双层优化模型,其中上层模型为多时段大小交路列车开行频率及票价综合优化模型,模型以不同运营时段内大小交路列车开行数量、不同运营时段内票价率为决策变量,以企业运营效益最大为优化目标。下层模型为基于弹性需求的多时段随机客流分配模型,考虑票价优化对旅客出行需求的影响,在分析旅客广义出行费用的基础上,建立旅客出行弹性需求函数。设计嵌套Logit随机用户客流分配方法的遗传算法对双层模型进行求解,并进行算例分析,验证优化模型可行性。算例结果表明：1)通过对各运营时段票价和大小交路列车开行频率综合优化能够满足城轨线路各区段的旅客出行需求,降低高峰运营时段内客流量,均衡同一OD对在不同运营时段内的出行需求,充分缓解线路客流的时空分布不均衡的现状;2)城轨票价优化能够在一定程度上吸引更多潜在客流,有效提升企业票价收益,提高旅客人车公里数,同时开行大小交路列车能避免列车运输能力浪费,从而降低企业运营成本。所提出的方法能够为城轨列车开行方案和票价制...     

城市轨道交通换乘车站多方式客流控制模型

针对城市轨道交通换乘车站的客流控制展开研究,提出进站流量控制和换乘绕行相结合的多方式客流控制模型。模型以乘客平均停留时间最小为目标,并且满足站台人数在安全限制内。使用多子群混合粒子群算法对模型进行求解。模拟国贸车站早高峰大客流场景进行实验,实验求解过程收敛快且稳定;实验对比分析无客流控制、常态进站客流控制与多方式客流控制的不同指标数值,证明多客流控制方案的必要性以及模型的可行性与有效性。     

基于网络可控性的城市轨道交通客流网络限流优化控制方法

城市轨道交通客流网络的可控性决定客流状态密度在时间空间上是否达到均衡。建立城市轨道交通客流网络模型,提出限流车站备选集评价指标。基于系统可控判定理论,将客流分布转化为系统状态方程,提出城市轨道交通客流网可控性判定方法,建立基于驱动节点匹配的路网限流车站优化方法,实现对城市轨道交通客流网络限流车站的优化控制。以北京城市轨道交通客流网络进行实证分析。结果表明,当限流车站达到车站总数25.3%以上时路网达到可控状态,并计算出早高峰时的路网可控状态下的最小限流车站集合。     

考虑乘客旅行时间价值的市域轨道交通列车开行方案

[目的]鉴于市域铁路的功能定位,以及当前经济社会发展下乘客对出行快捷性、舒适性和经济性需求不一致的特性,需对考虑乘客旅行时间价值的市域铁路列车开行方案进行研究。[方法]构建了考虑乘客旅行时间价值的列车开行方案模型。该模型以乘客出行成本和列车开行成本为目标函数,以列车定员、站间客流及列车开行数量等为主要约束条件,同时采用帕累托模型对不同乘客的时间价值和不同编组列车的开行成本进行标定。以上海市域轨道交通机场联络线为研究背景,考虑了4节与8节两种列车编组形式,对虹桥站至上海东站站单方向高峰小时的列车开行方案进行了计算分析及评价。[结果及结论]考虑乘客旅行时间价值的列车开行方案能最大限度地减少乘客出行成本,更好地满足不同乘客的出行时间需求;增加乘客旅行时间价值较低的乘客旅行时间,缩短乘客旅行时间价值较高的乘客旅行时间,能更好地发挥列车开行方案的经济效益。     

城市轨道交通大小交路模式列车开行方案的优化

列车开行方案是城市轨道交通运输组织的基础.大小交路模式列车开行方案规定各时间段内各交路上开行列车对数.分析大小交路模式乘客出行成本和企业运营成本的计算方法,以乘客出行成本及运输企业运营成本最小化为目标,以列车追踪间隔时间、乘客需求和最大可用车底数量为约束,构建城市轨道交通大小交路模式列车开行方案双目标混合整数非线性规划模型.采用理想点法将原模型转化为单目标模型,借助Lingo11.0求解.通过算例验证模型的合理性,并对折返站和小交路区段客流比重进行成本的灵敏度分析,结果表明:小交路折返站的选取对成本影响显著,且小交路区段客流比重越高,开行大小交路模式越有利于降低运输成本.     

考虑动态客流需求和大小交路模式的城市轨道交通列车开行方案优化

分析乘客出行需求的时间、空间分布特征,采用4参数Logistic函数对累计客流曲线分段拟合,推导各车站在任意时间段内客流需求量的计算公式。考虑客流需求的动态特征和大小交路模式下列车发车间隔时间的特点,以减少乘客平均等待时间、提高列车平均满载率以及减少列车总走行公里数为优化目标,建立列车开行方案的多目标混合整数非线性优化模型;利用改进的NSGA-Ⅱ对模型求解,并根据模型特征设计特殊结构的编码方式。以西安地铁2号线的实际运营数据为例,对轨道交通列车开行方案进行优化。结果表明:根据动态客流需求设计非固定间隔时间的列车发车时刻表,适时采用大小列车交路运行模式得到的列车开行优化方案,可有效满足乘客和运营企业双方的利益需求。     

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。     

城市轨道交通跨线列车开行方案优化研究

在城市轨道交通线网规模迅速扩张和客流需求快速增长的背景下,针对现有的单线运营模式导致的乘客换乘次数多、系统资源共享程度不高等问题,研究跨线列车开行方案优化以弥补上述不足。根据设施设备跨线运营基本条件、列车跨线次数和跨线客流需求生成跨线交路备选集,以备选跨线交路和本线交路的发车频率为决策变量,考虑线路通过能力、列车满载率和区间交路数量上限约束,以乘客换乘次数最少和出行时间最短为原则,对各OD乘客组进行客流分配,建立线网层面的跨线列车开行方案优化模型,最小化列车运行成本和乘客出行成本。应用模拟退火算法求解模型。南宁地铁线网的案例分析结果表明,相比于单线运营模式,跨线运营模式可使总成本降低6.18%,其中乘客时间成本降低7.33%,乘客换乘次数减少13.79%,可实现成本节约,提升线网服务质量和乘客出行效率的目标。     

轨道交通快慢线平行运营条件下乘客路径选择行为研究

基于快慢线票价一致的研究背景,分析城市轨道交通快慢车分线运营条件下乘客路径选择行为,按照乘客出行起讫点车站类型进行客流分类,考虑换乘时间和换乘次数对广义出行费用函数进行刻画,采用正态概率分布模型对案例中各类客流的路径选择概率进行求解。得出结论:快慢线列车开行比例较高情况下,当AB-AB类、AB-B类乘客乘坐慢车出行时间在21min和41min以上时,乘客将全部选择快车出行;而B-B类乘客在出行时间不低于52 min时才会考虑两次换乘方案。说明短距离出行时乘客倾向于选择直达方案;长距离出行时则更加倾向于选择能够实现快速出行的路径方案,尽管此种路径会牺牲一定的换乘次数,乘客会权衡换乘对总体出行时间的影响并选择最优路径出行。     

城际直达列车开行方案优化研究

以一定客流时段内城际直达旅客列车开行方案为研究对象，确定列车开行频率和列车编组。对旅客出行的广义费用进行分析，将城际直达客流的广义出行费用分为票价费用、候车时间、延迟费用、拥挤费用。得出了广义出行费用下客流乘车选择的一般规律：选择各列车的客流，其期望出行时间连续分布在所乘列车两侧，各个列车的客流吸引范围具有一致性。建立了以客流总出行费用最小和企业效益最好为目标的优化模型，并对模型进行了分析求解。算例结果表明，列车编组和开行频率是列车开行方案中具有密切联系的两个组成部分，小编组和高密度的开行模式能够显著提高运营服务水平。     

城市轨道交通车站站台客流集散模型与仿真

结合车站站台客流类型、客流集散流程和客流集散影响因素,建立城市轨道交通车站站台客流集散模型。采用Anylogic软件建立站台客流集散仿真流程和仿真模型。以北京地铁4号线北京南站站为工程背景,对其站台客流进行了仿真计算。结果表明,站台客流集散模型能有效刻画高峰时段内站台客流的集散变化规律,验证了仿真模型的可行性。进一步探讨了高峰时段内基于不同发车间隔和不同上下行时间差的站台客流集散变化规律以及疏散仿真试验。形成了一种可操作的站台客流集散动态分析方法,可为城市轨道交通运力配置和车站客流组织提供一定参考。     

城市轨道交通大客流等车时间计算模型

城市轨道交通的运营在早、晚高峰或突发大客流情况下,客流量超过列车最大承载能力,乘客将排队等待后继车辆而延长等车时间。乘客等车时间是评价交通服务水平和优化列车开行方案的关键因素。提出一种基于列车时刻表,利用排队论方法,准确计算严重拥挤情况下乘客等待时间的模型。针对乘客等车时间计算模糊的问题,在考虑乘客实时到达规律、OD(起讫点)分布、发车间隔和列车运能的基础上,创新地提出可用于城市轨道交通网络和双向的大客流和常规客流的等车时间累计计算方法,可为大客流的时刻表优化策略提供理论依据,并通过累计输入-输出算法计算大客流等车时间的实例,分析多参数变化趋势。实证表明,模型可用于城市轨道交通网络和双向的大客流和常规客流的等车时间实时计算。     

城市轨道交通跨站越行模式的开行方案优化

城市轨道交通跨站越行模式的列车开行方案需根据客流分布制定。基于越行站滞留客流量的准确计算,以乘客出行费用和企业运营费用最小化为目标,提出带有0-1决策变量的双目标非线性混合整数规划模型。采用理想点法和禁忌算法分两步求解模型,实现大规模计算。基于4种不同的客流分布场景,说明跨站越行方案的适用条件。通过敏感性分析,得出连续跨站约束和发车间隔是影响求解目标的关键因素。算例结果表明,采用带有0-1决策变量的双目标非线性混合整数规划模型以及理想点法和禁忌算法来优化跨站越行方案,是有效可行的,并且求解效率较高,乘客出行费用节省6%,企业运营费用节省12%。     

基于客流需求的城市轨道交通动态时刻表优化模型

为使城市轨道交通列车运行时刻表更贴合客流需求,依据不断变化的客流需求确定每列车的发车时刻和停站时间,采用多目标优化方法构建以乘客出行时间费用和列车运行时间费用最小为目标、列车发车时刻和停站时间为决策变量的城市轨道交通动态时刻表优化模型,并采用粒子群算法求解。以广州地铁13号线为例进行验证,结果表明优化后的时刻表更满足客流需求,能有效地提高乘客出行效率,具有更好的动态适应性。