基于灵活编组模式的城市轨道交通列车通过能力分析

为提高城市轨道交通运能与运量的耦合度，解决非高峰时段列车满载率低的问题，提出了列车灵活编组模式。结合城市轨道交通线路客流在时间上的不均衡性，对灵活编组模式进行了需求分析。通过对信号系统和车辆网络传输作业的分析，研究了列车解体和编组作业流程，得出列车解体和编组作业时间分别为84.2 s及103.2 s。结合全日客流时段的形态分布，提出城市轨道交通列车灵活编组转换衔接方案，建议早高峰前采用列车以小编组形式出段运行，高峰转非高峰过渡时段采用正线上列车解编的方式。针对高峰转非高峰过渡时段内列车不同运行场景，以“3辆编组A型车+3辆编组A型车”灵活编组列车为例，通过铺画车站作业图的方法进行列车通过能力分析，验证了灵活编组模式下正线上列车解编作业可以满足过渡时段的列车通过能力需求。对灵活编组条件下的重联列车中部不贯通的疏散问题，以及极限状态下列车救援问题进行了研究，提出了解决方案。城市轨道交通列车灵活编组模式可提高行车组织与客流时间分布的匹配度。     

Y形共线模式下轨道交通列车开行方案研究

研究目的:随着城市轨道交通网络规模的扩大和换乘客流的持续增加,对轨道交通运营的要求不断提高。在有限的轨道交通供给条件下,采用城市轨道交通共线运营模式,是实现线路间资源共享、满足客流出行需求的重要方式。针对共线运营模式下城市轨道交通开行方案,本文从网络共线运营的特征出发,结合影响因素,考虑列车能力限制、区间通过能力、车辆配置数、列车满载率等约束条件,研究何种开行方案既能更好地满足客流出行需求,又能使轨道交通运营企业成本最低,从而实现社会效益和经济效益的最大化。研究结论:(1)Y形线路是共线运营组织形式中最常见的一种形式,依据网络拓扑结构,可分为3种运营组织形式,每种模式均有各自的优缺点和适应性,客流量、折返线、列车编组是其重要的影响因素;(2)Y形线路共线运营组织方案的优化中,应整合各个车站的能力、各条线路的通过能力以及折返站的折返能力,根据客流变化特征,选择合理的开行间隔时间方案,制定其合理的运营组织交路,并对其中的各自单线进行优化;(3)列车开行方案应兼顾企业运营成本和乘客等待时间成本,并尽量使总成本最低;(4)采用主线和支线嵌套的运营交路形式,耗费总成本更低;(5)本研究可应用于城市轨道交通列车运营方案的优化。     

城市轨道交通灵活编组运营组织研究

研究目的:近年来,随着城市轨道交通的发展,一些城市开始建设旅游线。城市轨道交通旅游线路的客流构成复杂,随季节和日间的波动大,不同旅客对出行服务的需求不同。本文针对旅游线路客流的上述特点,对列车编组进行了研究,提出了灵活编组的运营方案,对其技术可行性和优缺点进行了分析。研究结论:通过研究得出:(1)针对轨道交通线路的客流波动,有变化地开行不同编组的列车,既能保证列车满载率,减少空跑,同时又能提高发车频率和服务水平,并可在一定程度上节省运营成本;(2)推荐采用在车辆段进行列车解编的方式;(3)通过对车辆和信号实现技术进行研究,灵活编组的运营组织方式是可行的;(4)灵活编组的运营组织方案对客流变化较大的城市轨道交通线路具有重要意义,既可以很好地满足旅客出行需求,又可节省运营成本,具有较高的推广价值。     

考虑多交路多编组的城市轨道线路列车交路计划优化

城市轨道交通线路列车交路设计问题在于确定线路在给定时段运营的交路条数,以及各交路的折返站、列车编组和开行频率。根据线路折返站布置,生成备选交路集并构建服务网络,使用最优策略对服务网络进行客流分配,描述乘客对不同交路列车的选择行为。考虑线路运营组织及能力限制约束,以运营企业成本与乘客等待时间成本最小为目标,建立混合整数非线性规划模型,在备选集中挑选交路,并确定各交路的列车编组及开行频率。将模型线性化,并提出服务网络简化方法,缩减模型规模,提高求解速度。以某规划线路为例验证所提出方法的有效性,并对列车交路数量与列车编组类型进行灵敏度分析。     

市域快速轨道交通线不同编组列车混合运行影响分析

市域快速轨道交通线具有线路长、客流分布不均匀等特点。这样的线路必然会开行多种交路,在满足运能需求的前提下,部分线路还有可能开行不同编组的列车。研究了城市轨道交通运输组织方式的基本原则、列车交路形式和编组方式的相关理论,以及大小交路条件下,列车固定和非固定运用的对比分析;并以上海城市轨道交通某线路为例,分析了不同编组混合运行条件下,车辆运用数量比较以及折返站要求等问题。     

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。     

宁波市轨道交通2号线列车编组模式选择研究

列车编组对城市轨道交通整个线网的运营服务水平及输送能力具有重要意义。在宁波轨道交通2号线客运量预测的基础上,根据编组模式基本确定原则与该线路车辆制式提出多个备选列车编组模式。结合运营交路及列车配属,对输送能力、服务水平、运营管理难度、车辆采购及运营成本等方面进行综合分析,全面考虑行车安全、初近远期编组模式的顺畅衔接,以及尽量提高相关设施利用率等因素,最终推荐宁波市轨道交通2号线采用6-6-6的列车编组模式。     

灵活编组技术在城市轨道交通全自动运行系统中的应用

为实现城市轨道交通运输能力与运输效率的有机结合，使之在满足运营需求的条件下最大限度地降低运营成本。基于灵活编组技术的特点，详细介绍了灵活编组技术在城市轨道交通全自动运行系统中的应用方案，包括该技术对信号系统的要求、列车连挂/解编区域的选择、列车连挂/解编轨道区段长度的设置、列车连挂与解编场景等。重点介绍了连挂列车位置报告发送方案、连挂列车接口技术、近距离停车技术、车辆网络融合技术等列车灵活编组的关键技术。以北京地铁3号线列车灵活编组技术的应用为例，对其经济性进行了分析，证明该技术的合理性和可行性。     

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.     

考虑互联互通的城市轨道交通网络列车开行方案优化

为顺应城市轨道交通网络列车跨线运营的运输组织发展趋势,从乘客和企业两方面,提出一种互联互通条件下城市轨道交通网络列车开行方案优化模型。模型以网络列车跨线交路组合方案和发车频率为决策变量,考虑线路通过能力、运用车数量、断面运能等约束,以乘客出行成本和企业运营成本的系统成本最小化为目标。针对模型变量多的特点,设计考虑理性乘客客流分配方法的改进邻域搜索算法进行求解。以包含4条线路的某城市地铁网络进行案例分析,研究跨线运营下的最优开行方案,并与分线运营予以比较,验证优化模型的可行性和算法的有效性。研究结果表明：1)改进的邻域搜索算法求解时间较短,且收敛解质量较稳定;2)与分线运营相比,互联互通下,全网系统成本降低了接近4.0%,全网换乘客流量降低了4.8%,同时开行跨线列车能有效降低企业运营成本,最多可降低40%;3)开行跨线列车提高了乘客的直通性,乘客直达路径数量提高了6.4%,多次换乘的行为大幅减少;4)为保证跨线运营的服务水平,应合理设置跨线交路数量。采用本模型时应充分考虑全网实际客流特点和乘客时间价值,当全网小时进站量大于97 314人次且换乘系数大于1.45时,跨线运营比分线运营更具...     

城市轨道交通过轨开行方案编制技术

提出了城市轨道交通网络过轨运营开行方案编制算法,采用固定停站方案和编组方案,研究最优的列车交路和开行频率。首先提出了使城市轨道交通运营成本和乘客出行成本最小的优化目标,提出了基于遗传算法的开行方案编制算法。以OD(起讫点)客流数据为基础,每代染色体目标函数值计算以开行方案生成、服务网络构建、有效路径搜索和客流分配为基本步骤,最后选择最优染色体为优化结果。为证明算法的有效性,开发相应的计算软件,以一"田"字形中型路网为算例,优化后的开行方案目标值比简单的单线独立开行方式降低了12.7%。     

洛阳轨道交通1号线开通初期行车组织方案研究

城市轨道交通开通初期的行车组织方案主要取决于预测年的客流预测结果及客流出行特征,尤其是预测年高峰单向最大断面客流量和全日断面客流量。本文结合洛阳轨道交通1号线的线路特点,在分析研究客流出行特征的基础上,确定了1号线的车辆选型及列车编组、行车交路计划、全日行车计划及列车停站时间,并提出了应对1号线运营初期早晚高峰客流具有较强潮汐特性的运营组织方案,为洛阳轨道交通1号线的正式运营提供一定的依据及参考。     

互通运营模式下轨道交通开行方案编制模型

城市轨道交通互通运营模式下行车组织呈多样化与灵活化特点，合理编制开行方案是保障运营组织效果的关键。针对互通运营模式下客流-车流耦合关系复杂化难题，建立基于开行方案的列车服务网络以刻画列车服务的差异性，构建基于乘客出行选择“策略”的客流分配模型以揭示客流-车流间复杂耦合关系；以此为基础，以运力运量匹配度最大化、运输成本最小化为目标，考虑客运服务、通过能力、运力资源及行车组织复杂性约束，将运力运量匹配关系由既有“区间”层面细化至“交路”层面，构建开行方案编制双层规划模型。最后，以北京地铁昌平线-8号线互通运营为背景开展实证分析，结果表明：所构建方法能够有效给出开行方案，满足互通行车组织需求；相比单线实际运营方案，互通方案使运输成本降低4.83%,运用车减少3组，运力运量匹配度提高27.12%。所构建方法具有良好的实用性，能够为互通运营模式下复杂开行方案编制提供方法支持。     

基于断面客流特征的城市轨道交通行车组织优化方法

以西安地铁4号线为例,基于线路设施和断面客流特征条件,提出了行车组织的优化方法。根据车站条件进行折返适宜度分析以确定小交路区段,分别以乘客服务水平最高和运营成本最小为目标并考虑一定的约束条件构建目标函数,结合Rail Sys软件仿真得到的线路拓扑结构确定了不同交路区段下的列车运行时分及速度,据此标定了模型参数。建立了多目标函数,并利用基于隶属度的算法得到了模糊最优解,求解出大小交路的列车编组数量及行车间隔,给出高峰时段的行车方案。模型计算结果表明,和原设计方案相比,优化方案在满足乘客需求的同时可有效节约运营成本,并显著提高客流时空分布不均衡状态下的线路断面满载率。     

青岛地铁13号线开行大站快车的可行性研究

研究目的:青岛地铁13号线目前处于施工建设阶段,预计2018年底建成通车。因在开通运营初期,线路周边规划尚未实施完全,客流较小,能力有一定的富余,受业主方委托,对本线开行大站快车的可行性及开行方案进行运营前研究。研究结论:(1)考虑本线若按开行大站快车和站站停列车套跑,停站车站数量在12～13个车站时,能力基本为大交路10对/h、小交路5对/h;(2)开行大站快车旅行时间有一定节省,但运输组织难度较大,乘客在站等待时间较长,对线路运输能力有一定影响,AFC系统、列车运行控制系统等需按具备开行大站快车的运输组织模式进行配套;(3)运营初期在列车开行数量较少时,可考虑开行部分大站快车提高线路大站间客流的送达速度,沿线客流可通过开行的站站停列车定点定时进行输送;随着服务频率的提高,沿线客流需求的增长,可全部开行站站停列车,兼顾好起讫点和沿线两种客流;(4)该研究成果对于城市轨道交通长大线路开行不同种类列车、挖掘运输潜力具有一定的参考和借鉴作用,主要应用于城市轨道交通的运输模式及运营方案等行车组织领域。     

基于地铁编组列车运行数据拟合的牵引能耗模型研究

城市轨道交通进入网络化运营阶段后,其运输需求呈现快速增长、结构复杂等特征,运输组织优化需求不断增加,根据客流规律合理组织运力显得十分必要。在行车密度、大小交路调整手段的基础上,为了提升高峰期列车载客能力,降低平峰期列车空载数量,实现节能与便捷的统一,提出灵活编组手段对运输组织进行优化。在节能方面,列车牵引能耗占有较大比重,为了在运能优化及节能之间找到平衡点,需对灵活编组列车牵引能耗进行分析,作为协调便捷性及经济性的参考依据。本研究通过分析历史运营数据,形成一定的能耗规律,采用多因子拟合的方法建立灵活编组列车能耗模型,并通过迭代法逐渐逼近不同编组列车实际能耗情况。     

考虑乘客选择行为的城轨Y型线交路计划编制

为满足网络化条件下互联互通需求,越来越多的城市规划了城市轨道交通Y型线路。编制科学、合理的城市轨道交通Y型线路列车交路计划不仅能使线路的运力与不均衡的客流需求相匹配,还能在满足客流需求的前提下,降低企业运营成本。以Y型线路列车交路计划的组合优化问题为导向,分析城市轨道交通Y型线乘客对直达列车的选择偏好,建立考虑乘客对直达列车偏好的列车交路计划编制模型,并对某市城市轨道交通Y型线进行案例应用和分析。研究表明:随着乘客对直达列车偏好的下降,区间覆盖交路数增加,发车频率降低,企业成本降低,乘客总出行时间增加,乘客对直达列车选择偏好会对交路计划编制产生影响,在实际运营中应予以充分考虑。     

城市轨道交通大小交路行车组织探讨

文章对城市轨道交通大小交路运行环境下行车组织进行介绍,提出优化长大运输线路的行车管理方法。结合北京地铁8号线线路特点和客流分布情况,提出建立标准化作业流程、构建集成化故障处理模式、行车调度区域化分工管理等措施,从而充分发挥大小交路运输的优势。相关研究可为其他城市轨道交通线路大小交路行车组织优化提供参考和借鉴。     

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。     

城市轨道交通非高峰期列车交路方案优化

为降低轨道交通运营成本,同时保证乘客的服务水平,针对城市轨道交通非高峰期客流不均衡情况,对城市轨道交通非高峰期列车交路方案进行研究。考虑列车OD客流量、列车运行间隔、列车车底数及线路交路限制等特征,建立运营商成本最小化及乘客等待时间最小化的双目标多约束优化模型。其次设置不同的权重,利用遗传算法对模型进行求解。结果显示偏好程度不同,模型指定的优化方法不同。该模型能够灵活地设计非高峰期列车交路方案,这为城市轨道交通决策者提供决策支持,具有一定的指导意义。