基于用户平衡分析的旅客列车始发时间分布优化

设计了基于旅客列车始发时间分布的旅客出行选择网络，并研究了该网络上旅客的各项出行费用，以旅客出行总费用最少为优化目标，建立了车站旅客列车始发时间分布的双层规划模型，同时设计了模拟退火启发式算法。模型反映了列车能力对客流分布的影响和拥挤条件下的旅客群体选择行为。算例分析结果表明，采用该模型与算法取得较好优化效果。     

基于弹性需求的旅客列车开行方案优化研究

旅客列车开行方案直接影响着铁路旅客出行费用,从而导致铁路旅客运输需求的变化.通过分析与旅客列车开行方案相关的铁路旅客运输需求影响因素,构造旅客运输弹性需求函数关系,将旅客换乘方案的选择归结为弹性需求下的用户平衡分配问题,进而利用铁路企业与旅客之间的Stackelberg博弈关系,建立了基于弹性需求的旅客列车死行方案的双层规划模型,并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法.算例分析表明,基于弹性需求的旅客列车开行方案优化模型和算法能够更好地优化旅客列车开行方案,使之与铁路旅客运输需求相吻合,从而产生更大的社会与经济效益.     

旅客换乘网络优化设计

铁路客运换乘网络的合理构造,是研究旅客换乘问题的核心内容。旅客换乘网络是用于优化旅客中转换乘的网络结构．是基于铁路网络、列车开行方案、列车运行时刻表等信息构造而成的。通过分析换乘网络的多种用途,构建了旅客换乘网络的评价指标;对线路换乘网络、乘降区间换乘网络、乘车区间换乘网络等现有换乘网络进行了分析。在此基础上,根据实际需要优化设计了基于开行方案的无向换乘网络、混合换乘网络、有向换乘网络和基于时刻表的完全换乘网络,并对各种换乘网络的规模、功能和计算处理能力进行了综合比较分析。这些换乘网络适用于研究多种交通方式以及混合交通的旅客换乘问题。     

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.     

基于多速度调控的城轨列车区间运行策略优化

针对城市轨道交通区间运行时分要求,将列车在区间的最高运行速度、最低惰行速度作为速度参数,提出多速度参数调控的城轨列车区间运行策略优化问题。考虑线路平纵断面、列车性能等的影响,以及区间限速、运行时分限制等约束,以区间运行能耗最小化为目标,建立均布质量模型下的给定运行时分下基于多速度参数调控的列车运行节能优化策略模型,优化确定各速度参数取值和对应的区间运行控制方案,设计针对多速度参数综合调控的模拟退火求解方法。以广州地铁8号线中大-晓港为例,测算不同时分下的运行控制方案。结果表明：最高运行速度参数可有效控制区间运行时分取值;最低惰行速度的合理取值可显著降低能耗,最多可降低4.68%;列车操纵模式的确定需综合考虑区间运行时分、节能效果和惰行次数,节能操纵模式在较长运行时分下节能作用更为显著。优化结果可为城轨节能化列车运行组织提供决策支持。     

基于出行距离的城市轨道交通补贴优化模型

城市轨道交通补贴是公共交通运营管理和组织的重要基础,寻求城市轨道交通补贴这一科学问题的优化理论和方法,成为政府实施补贴方案和提升企业管理水平的重要手段。基于此,结合城市轨道交通实际运营系统中关键要素,深入揭示“客流需求”、“企业运行计划”和“政府补贴方案”之间的关系,并考虑城市轨道交通系统中客流出行距离的影响,构造基于乘客出行距离的补贴优化模型。依据里程补贴优化模型特点,设计相应的启发式求解算法。以长沙地铁2号线为例,分析所提里程补贴方案对客流出行行为和运营系统的影响,验证优化模型及算法的正确性和有效性。此外,以固定补贴方案为比较对象,研究结果表明：1)所提出的里程补贴方案比固定补贴方案适用性更高,能够吸引更多的客流出行,运营效益有所提高,所需的补贴额度显著降低;2) 2种补贴方案下客流集中度存在显著差异,固定补贴方案吸引短距离出行的客流,而里程补贴方案更吸引长距离出行的客流。研究成果可为公共交通“合理补贴”方案的制定和实施提供理论支持和决策依据。     

基于定序优化的高速铁路网络列车运行图优化

考虑车站各衔接方向的列车作业时间间隔约束关系,以列车旅行时间最少为目标,建立高速铁路网络列车运行图的优化模型。通过扩展网络松弛运行图的有向图表示形式,建立网络松弛运行图的定序优化线性规划模型。在构建冲突及其化解方案选择策略的基础上,通过组合平移列车作业、交换列车作业顺序、变更列车停站以等冲突化解策略,设计基于定序优化的高速铁路网络列车运行图铺划方法。算例分析验证相关模型与算法的有效性。     

基于子系统划分的铁路枢纽能力利用率评价方法

针对铁路枢纽能力利用率评价问题,从铁路枢纽的运输组织特性出发,将枢纽划分为客运、货运、行车、编解等子系统,构建枢纽子系统-构成要素-评价指标3个层次的指标体系。按照各指标项的适中型特征构造评价得分函数,设计包括子系统权重、构成要素权重和指标权重的层次化权重设置方法,建立基于子系统划分的枢纽能力利用率评价方法。开发了枢纽能力利用率评价软件,以郑州枢纽为实例进行评价分析,结果表明:该枢纽各子系统能力差异较大,编解瓶颈对枢纽能力制约较为显著。评价方法可全面评价枢纽能力状况、分析识别制约枢纽能力的瓶颈,为枢纽运输组织和总图设计提供决策依据。     

铁路承认车早6点调整计划优化模型及算法

铁路局早6点调整计划是在日班计划基础上,对可变类型的请求车进行调整。早6点调整计划优化必须解决的问题包括3个方面:不同类型请求车之间的类型相互转换;针对某站、线、区段、调度台加减车数;按照一定的优先顺序审批调整计划。在已经实际应用的日班计划模型的基础上,得到改进的日班计划调整模型。根据区段内或区段外、定义车种别或未定义车种别、原已承认部分或原未承认部分及补请部分等因素,将可变类型请求车按优先顺序划分为6个集合,建立早6点调整计划6层双目标优化模型,并给出第l(1≤l≤6)层规划模型。根据铁路实际运输组织过程,采用启发式算法,设计求得模型较优解的算法。以此开发计算机应用系统,系统采用B/S模式,以1个铁路局的数据为例进行计算,结果表明系统能替代人工自动生成早6点调整计划。     

旅客列车开行方案评价指标体系

旅客列车开行方案评价指标体系是评价和优化开行方案的基础。通过对旅客运输组织和设备运用现行指标的分析,综合建立列车开行方案的周转量指标、速度指标、客车运用指标;在此基础上,考虑铁路和旅客的经济利益与服务水平,建立列车开行方案的经济指标和服务指标,以此构建旅客列车开行方案的评价指标体系。针对评价指标之间的相互替代性和相关性,对其进行聚类分析,合理地简化指标体系的规模。通过对评价指标的主成分分析,使评价指标体系更具可操作性。实际样本测算表明,经过聚类分析得到的化简指标体系,能够反映样本的各方面特征,主成分分析能够有效评价旅客列车开行方案的开行效果,对开行方案的优化提供支持。该评价体系可以用于评价现有开行方案的运营效果,特别是用于列车开行方案的生成和优化。