基于衔接性协调的地铁换乘站候车客流优化

研究了高峰时段列车运行的衔接协调对换乘站候车客流量的优化问题.首先分析了换乘站各站台候车客流的组成因素,确定出各运行方向的换乘站台内客流量随时间变化的规律.然后,以时段内换乘站候车客流量的最大值最小为目标,建立优化模型.模型以站台最大可容纳候车人数为约束条件,以各方向列车在换乘站的到达时刻为调整对象,实现了高峰时段换乘站内聚集客流的优化.最后,针对验证案例,设计了遗传算法进行求解,得出了协调较优解,并给出与较劣解的对比分析.结果表明,该优化方法能够有效降低换乘站内的候车客流人数,可为网络化的优化协调工作提供参考.     

成都地铁太平园站三线换乘组织优化研究

城市轨道交通多线换乘站具有换乘量大、换乘路径多样化、换乘客流分布不均、站台拥堵等特点,合理的换乘组织方式对车站的安全运营尤为重要。本文在总结国内三线换乘站换乘组织经验的基础上,结合成都地铁太平园三线换乘站布局,从换乘通道设置和客流流线角度出发,分析该站日常及早晚高峰换乘客运组织现状;结合车站各方向的换乘客流数据,利用anylogic软件对早晚高峰换乘现状进行仿真分析,查找高峰期换乘客运组织的不足,提出分时调整1号换乘通道的换乘方向、站厅引导换乘乘客适当绕行等优化措施,并借助Anylogic软件进行高峰期客流仿真,证明优化措施能较好地缓解高峰期3号线站台的客流拥堵,车站整体拥堵情况得到减轻。实施调整后的车站客运组织措施证明,本文所提优化措施具备一定的可行性,结合乘客不同时期的出行心理特征、不同方向的换乘客流占比、换乘通道的客观条件等实际情况,适当调整通道的换乘方向,并配合列车开门方式,可较好地进行换乘站客运组织优化,为未来多线换乘站的换乘客运组织提供科学指导。     

考虑换乘站客流疏解的地铁列车跳站与客流控制协同优化

早高峰时段，各大城市地铁线路和换乘站的客流运输与疏解压力巨大。本文首先说明部分列车在换乘站跳站，可延缓换乘客流乘车过程、降低换乘站客流疏解压力。在此基础上，构建地铁单线双方向列车换乘站跳站开行与客流控制协同优化模型，极小化乘客在始发站等待延误时间和换乘延误时间。其次，对相关非线性约束进行近似线性替代，将原模型转化为线性整数规划模型。最后，以北京地铁5号线早高峰为背景设计数值实验，使用优化求解器CPLEX调用分支定界算法求解模型，验证了模型的实际优化效果。实验结果表明，相较于列车站站停和既有客流控制，优化所得方案在14 min内使得列车运载的乘客增加了2954人，并使乘客在站外延误时间、换乘延误时间和总延误时间分别降低了58.9%、16.9%和41.6%。     

轨道交通枢纽换乘乘客到站时间均值特征研究

换乘乘客到站时间分布是决定换乘乘客平均候车时间,优化并制定公交协调调度策略和方案的关键性因素。首先,选取世界之窗地铁换乘枢纽为调查地点,分高峰和平峰时段分别调查换乘乘客到站时间、送客车辆发车间隔等。然后,根据均值间差异的显著性分析和方差分析确定影响换乘乘客到站时间均值的因素。基于此,应用回归分析建立换乘乘客到站时间均值的模型。研究结果表明：高峰时段和平峰时段换乘乘客到站时间均值有很大的差异,且高峰时段换乘乘客到站时间均值是换乘客流量的二次函数,而平峰时段换乘乘客到站时间均值不受换乘乘客客流量大小的影响。     

基于换乘重要度的轨道交通网络运营计划协调优化

为提高城市轨道交通整体网络运营效率,提升客运服务水平,以轨道交通乘客出行需求为导向,提出换乘关系综合重要度的衡量指标,以此为依据建立网络运营计划分步协调优化模型及算法,旨在减少乘客换乘候车时间,实现提高换乘站内乘客换乘便利性目的。以某市线网为例进行协调优化,验证模型算法的有效性。算例分析表明,经分步协调后全网平均换乘候车时间缩减了12.42%,乘客单次换乘候车平均节省0.39 min,能够有效地缩减乘客的换乘候车时间,优化网络运营计划衔接状态,提升线网换乘效率。     

轨道交通换乘常规公交平均候车时间模型

乘客平均候车时间建模在公交网络协调优化研究、公共交通效益分析等诸多研究领域起着至关重要的作用. 本文首先将轨道换乘常规公交的客流分为固定客流和随机客流,并进行客流到站时间分布曲线拟合,结果表明固定客流到站时间的对数正态分布拟合效果最好,而随机客流到站时间的伽马分布拟合效果最好;在此研究的基础上,建立了基于客流分类的换乘客流晚高峰平均候车时间模型;最后,对北京市13号线龙泽站519路公交线路进行了模型应用,以检验模型的准确性. 检验结果表明：模型能够准确地估计晚高峰换乘乘客的平均候车时间,相对误差在2.05％以内.     

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乘客平均候车时间建模在公交网络协调优化研究、公共交通效益分析等诸多研究领域起着至关重要的作用. 本文首先将轨道换乘常规公交的客流分为固定客流和随机客流,并进行客流到站时间分布曲线拟合,结果表明固定客流到站时间的对数正态分布拟合效果最好,而随机客流到站时间的伽马分布拟合效果最好;在此研究的基础上,建立了基于客流分类的换乘客流晚高峰平均候车时间模型;最后,对北京市13号线龙泽站519路公交线路进行了模型应用,以检验模型的准确性. 检验结果表明：模型能够准确地估计晚高峰换乘乘客的平均候车时间,相对误差在2.05％以内.     

城市轨道交通换乘优化研究

城市的高速发展伴随着交通需求的迅速增长,随着乘车客流量的增加,如何高效的换乘是现代研究的热点。通过对城市轨道交通客流量的分布特点以及影响交通换乘效率因素的分析,建立了换乘乘客在换乘站等待换乘的最小时间的优化模型,从而提高乘客换乘的效率,减轻换乘站的承载客流压力。     

地铁换乘站客流滞留模型

为改善地铁换乘站的乘客滞留问题,依据工作日早高峰的客流特征和乘客滞留特征,建立滞留情况随时间变化的数学模型.结合南京地铁大行宫站设施布局,采用AnyLogic搭建仿真实验研究发车间隔、候车人数等因素对乘客滞留人数及比例的影响.结果表明,08:00前后滞留最为严重,滞留人数由初始的52人上升至160人左右,其中64.8％ 的乘客滞留在站台中部的5个区域,高峰小时结束后滞留人数仍保持在110人左右;发车间隔减小20 s后滞留得到初步缓解.模型能够有效地表现出换乘站台的滞留情况和变化趋势,降低发车间隔时间、适当限流并引导乘客分散候车,既能够有效地减少滞留乘客的数量,又能在一定程度上减少滞留现象的持续时间.     

城市轨道交通首班车衔接优化研究

在城市轨道交通首班车接续关系中,不存在两交路无法接续的情况,仅需考虑等待时间。因此,客流分布规律、服务水平对首班车的发车时刻编排具有决定意义。通过分析首班车衔接优化研究的重要性,提出将各个换乘方向的换乘客流量作为权重定量衡量首班车协调层次的方法。以列车运行组织、换乘站到发时刻等为约束条件,以首班车乘客加权换乘等待时间最小化为衔接优化目标,建立首班车衔接优化模型。利用遗传算法思想,运用MATLAB对模型进行求解。最后,以北京市部分地铁线网为例验证了模型的可行性。     

过饱和地铁线路的列车容量分配策略及优化模型

为缓解过饱和地铁线路的局部车站极端拥挤问题，提出一种新颖的车厢容量分配策略及优化方法，即通过预留和分配车厢的方式，将列车运力合理分配到各个车站，从而确保各车站乘客(特别是拥堵车站)均能得到公平服务，缓解极端拥堵。基于上述策略，以线路各车站所有乘客总等待时间最小为目标，以各列车在各车站的预留车厢数量为决策变量，构建关于车厢容量分配问题的线性整数规划模型。针对北京地铁八通线，对其工作日早高峰7:00-10:40下行方向的车厢容量分配进行数值实验。实验仿真结果表明，线路内各车站最大乘客聚集人数均降到安全范围内，其中最大聚集乘客数量由3642人降低至1345人，约降低63%。而全线乘客的总等待时间仅由418027 min增加至420099 min，增加0.5%。上述结果表明，列车容量分配的方法有效缓解了过饱和地铁线路内极度拥挤问题，实现各车站客流聚集均衡，在线路层面提高了总体运营安全性， 同时保证了客运服务质量。     

考虑客流时变需求的大小交路列车时刻表优化模型

以城市轨道交通放射线为研究对象,考虑客流时变需求和高峰期乘客滞留现象,以乘客等待时间、列车运行时间和车辆走行公里最小为目标,以发车间隔、列车满载率及其均衡性、发车比例为约束,构建了城市轨道交通大小交路列车时刻表优化模型.运用离散事件系统建模方法,建立基于乘客活动和列车运行过程的动态仿真模型,并将其与遗传算法相结合,提出了计算机仿真的遗传算法进行求解.算例结果表明,优化后的时刻表可以使运力与客流需求更加匹配,有效降低了高峰期乘客拥挤程度,并提高了各次列车满载率的均衡性.在企业运营成本相等的情况下,优化后的乘客等待时间减少了1 266.2 h,降幅达16.5%.     

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.     

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.     

基于拉格朗日的高速铁路车站作业优化

本文从Job-Shop 调度角度出发,以列车为待加工的“工件”,将车站接车进路、 到发线和发车进路看作“加工机器”,列车在车站的走行与停站看做不同的“作业工序”, 把高速铁路车站作业问题抽象成Job-Shop 车间调度优化,以设备能力、冲突进路、停站时 间为空间和时间约束,以最小化到发线的占用时间为优化目标,建立高速铁路车站作业 优化模型.采用拉格朗日方法松弛原模型的约束条件,建立车站技术作业问题的拉格朗日 对偶松弛问题,设计了高速铁路车站作业优化模型算法.并以高速铁路的某一车站为实例 进行验证,实例表明,该算法可以有效地化解车站作业进路冲突和实现到发线运用时间 的最小化.     

基于可变客流的接运公交网络优化

在充分考虑目的地非地铁站的变动客流和搭乘固定公交的既有客流基础上,基于多对多客流模式,以管理者、出行者和社会运营费用的总费用最小为目标,构建接运公交线路的优化模型.模型考虑了原本私家车出行客流和固定公交出行客流选择接运公交出行的可能性,应用Logit 模型进行流量分配,并采用遗传算法对问题求解,获得了最优的接运公交网络,变动客流在接运公交网络中的第一公交站和换乘的地铁站.研究结果表明,接运公交线路方案与其占全程广义出行费用的比例密切相关,故有必要将其从全程视角进行优化.     

公铁货流转移下铁路车流径路与列车编组计划联合优化

促进更多货流从公路转移到铁路是实现“双碳”目标的重要路径之一，也是推动铁路高质量发展的关键举措。鉴于此，本文以公铁货流转移量、铁路车流径路选择及编组去向等为主要决策变量，以公铁两网物流总成本极小化为目标，构建公铁货流转移量与铁路车流径路及列车编组计划联合优化模型，实现“公转铁”货流全过程、多阶段运输费用的数学表达，得到系统优化的OD间公铁货流转移量、车流走行径路和改编站点。针对模型的非线性特征，引入辅助0-1变量进行线性化，将其转化为混合整数线性规划模型，为验证模型有效性设计算例，借助数学规划优化器GUROBI进行求解。结果表明，模型可为公铁货流转移方案配置合理的接驳路径和列车编组方案；相较于既有研究，本文构建模型考虑了公铁两端的接驳转运费用和铁路车流集结与改编费用，使得“公转铁”物流总成本增加了约23.06%，转移货流量降低了约4.91%，更准确地描述了公铁货流转移过程，为制定“公转铁”运输方案和组织措施提供一定的理论依据。