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。     

考虑多编组的城轨列车跨线运营开行方案研究

随着城市轨道交通网络化进程不断加快,传统的单线独立运营模式已经难以满足乘客多样化的出行需求,以跨线运营为代表的网络化运营模式成为城市轨道交通的发展趋势。为不断提升跨线运营的服务水平,针对在跨线运营模式下因列车服务水平不同导致的运能利用不均、跨线列车和非跨线列车满载率差异过大的问题,构建考虑多编组的城轨列车跨线运营开行方案双层规划模型。上层模型在考虑乘客对跨线列车选择偏好的基础上,以乘客出行时间节省量和企业运营收益最大为目标,以列车开行频率和跨线列车折返站为决策变量;下层模型以跨线列车与非跨线列车间满载率均衡为目标,以列车编组数为决策变量。设计“内罚函数+枚举法”并利用MATLAB编程求解最优列车开行方案。算例结果表明：在“多编组、跨线运营”下,上、下行方向跨线列车与非跨线列车平均满载率之差分别减少7.3%和28.1%,列车满载率均衡性优化率为52.1%,跨线列车的最大满载率从120%降为114%。上述结果说明“多编组、跨线运营”可提高列车间满载率均衡性,使得运能利用更加均衡,缓解跨线列车超载现象,提高乘客的乘车体验。     

基于换乘协同的轨道交通网列车时刻表优化模型

为最大限度方便乘客换乘,从加强换乘站列车协同接续出发,采用混合整数规划方法构建城市轨道交通网列车时刻表优化模型。充分利用城市轨道交通均匀行车条件下换乘接续列车间会产生稳定的衔接周期这一特性,提出用平均换乘等待时间简化模型变量的规模,从而提高模型的求解效率;在此基础上,建立以各线路首列车发车时刻为决策变量,以路网内所有换乘乘客总的换乘等待时间最小为目标的换乘协同列车时刻表优化模型。以北京市轨道交通网为例,对给出的优化模型进行验证。结果表明:优化后乘客的平均换乘等待时间减少约12%,全网67%换乘方向上乘客的换乘等待时间均有减少;所构建模型能够有效优化列车的运行计划,改善列车在换乘站的协同接续效果,进而提高换乘效率及服务水平,而且较以往模型在运算效率方面有大幅提高,适用于解决为方便乘客换乘的大规模城市轨道交通网的列车时刻表优化问题。     

基于随机延误情景的城轨网络末班车时刻表调整模型

在网络化运营条件下,末班车延误将严重影响乘坐末班车换乘乘客的正常出行。本文考虑乘客和运营两方面,以换乘成功乘客数量最大化和调整时刻表与计划时刻表偏离程度最小化为目标构建网络末班车时刻表调整模型,并采用ε-constraint法将模型转换为单目标混合整数线性规划模型,从而可使用Cplex软件编程求解近似Pareto最优解。以北京地铁网络为研究对象的案例分析表明,在随机延误情景下,本文提出的方法均能有效的提高换乘成功乘客数量。对近似Pareto最优解的进一步分析表明:随着调整时刻表与计划时刻表偏离程度的增加,换乘成功乘客数量会明显提高,但并不会导致末班车运行时间有明显变化。     

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。     

基于决策偏好可控的地铁列车开行方案设计研究

以乘客的总广义出行费用最小、地铁部门运营成本最小为目标,以列车满载率、列车编组长度、列车开行频率为约束条件建立地铁列车开行方案设计多目标规划模型并求解。通过设置权重的方式,将地铁列车开行方案制定中追求的乘客总广义出行费用最小与地铁运营公司运营成本最小双目标转化为单目标。并给予了3组不同的权重设置方案,分别求得相应的最优解,分析了权重设置对最优解的影响。所提供的权重设置方法,可以准确描述决策者在地铁列车开行方案制定过程中的决策偏好,能够为地铁列车开行方案的制定提供决策支持,有较大的实用价值。     

长途跨线客流输送方案优化设计

研究高速和普速铁路构成的客运网络上长途客流输送方案,以及相关列车开行方案优化问题。全面分析长途客流输送的直达模式和中转换乘模式,以及长途客流出行广义费用和铁路企业运营效益。从客流广义出行费用最小和企业运营效益最大的角度构建目标函数,考虑起讫点要求、编组长度、输送能力等约束条件,建立长途客流输送方案优化模型,并通过引入平衡因子将其转化为单目标优化问题,设计了综合比选不同列车种类的直达模式、典型换乘站的换乘模式的求解方法。通过计算典型长途跨线OD的客流输送方案,表明高速列车具有显著优势,客流时间价值、消费层次构成和换乘费用对客流输送方案具有较大影响。     

城市轨道交通换乘枢纽大客流换乘疏散研究

从换乘设备设施、换乘乘客特性和运营组织方案3个方面分析了对大客流换乘疏散的影响。最后,以某地铁换乘站为例,针对列车不同的到达时间间隔对换乘疏散的影响进行仿真研究,并对大客流换乘疏散组织提出建议。     

天津站枢纽地下换乘厅夏季空调设计标准的研究

研究目的:天津站枢纽轨道换乘中心地下一层大厅换乘面积约2万m2,可以同时满足乘客在城际铁路、国铁、地铁、出租、公交车等交通形式之间换乘的需要,换乘大厅的夏季空调设计没有现成的标准可以采用。本文通过对乘客换乘模式的分析,以及对各换乘模式下"相对热指标"(RWI)值的计算和比较,确定换乘大厅夏季空调设计标准。研究结论:本文通过对乘客换乘模式的分析,以及对各换乘模式下"相对热指标"(RWI)值的计算和比较,最终确定天津站枢纽轨道换乘中心地下一层换大乘厅夏季空调设计标准:干球温度为30℃,相对湿度为40%～65%;该方法可为其它类似的设计提供借鉴。     

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。     

动态规划方法研究城市轨道交通网状线路跨线列车开行方案

随着我国大城市轨道交通的蓬勃发展,轨道交通的网络化运营将成为不可避免的趋势,如何制定合理的列车开行方案并实现整体效益最优成为首先需要解决的问题。为了探讨网络化运营下最优的运营方案,以乘客平均等待时间最小及运营公司效益最高为目标,建立组合最小化模型,应用动态规划方法求解;并以北京地铁1、2号线为实例进行分析,得到较优的开行方案,铺画出相应的运行图,为大城市网状线路跨线运营调度提供借鉴。     

郑州市郊铁路运营方案研究

结合市郊铁路项目背景及功能定位,同时借鉴国内外市郊铁路设计经验,从出行通达性、换乘便利性、技术方案可行性及功能转换的灵活性等角度分析,推荐郑州市郊铁路与2号线贯通运营。通过对线路功能定位、线路条件、平均站间距及运行能耗等因素分析,为发挥其快速联络通道作用,推荐列车最高运行速度为100 km/h,并与2号线80 km/h列车混跑运行。从乘客出行需求、出行时间目标值、线路条件及系统通过能力等因素分析,为满足沿线通勤客流及空港客流的多样化的出行需求,提供差异化的出行服务,推荐采用快慢车行车组织模式。     

广州地铁14号线与21号线跨线运营的信号系统方案

分析了目前国内外各种城市轨道交通共线快慢车运营模式。根据现有广州地铁14号线与21号线共享列车资源的跨线运营要求,分析了实际跨线运营的场景,介绍了可行的信号系统跨线运营方案。     

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。     

特殊场景下列车救援组织优化研究

随着城市轨道交通线网的不断扩张,地铁客流量持续增加,在满足可达性的前提下,准点快捷成为乘客越来越关注的重点。在地铁运营中,如果列车发生故障无法运行,就需要进行列车救援。分析列车救援基本情况,研究郑州地铁特殊场景下列车救援组织优化,从影响程度、处置流程、各阶段耗时等方面深入探讨,寻找最优处置方案,进一步提升故障响应速度,尽快恢复运营。     

伦敦地铁的运营管理模式

文章介绍了伦敦地铁的发展建设历程,并系统总结了伦敦地铁的设计运营服务特色。在线路设计方面,线路共轨设计提高了乘客的换乘效率和成本,线路多个安全出口设计为突发事件下的乘客紧急疏散提供安全保障;车站设计方面,重点突出了其公共环境设计的艺术化、同站台换乘的先进性和节能减排设计的自觉性;服务方面,介绍了伦敦地铁灵活的列车开行模式、多样的票务组织以及便捷的接驳服务。伦敦地铁的运营管理经验和教训对我国地铁发展具有良好的借鉴意义。     

地铁线路并行段换乘接驳方案探讨

以深圳地铁4、6号线并行段为例,探讨地铁线路并行段换乘接驳问题。深圳地铁4、6号线并行段预留了三站两区间的换乘条件,基于规划条件及客流预测,对并行段的换乘方式提出两个比选方案,包括一次同向同台换乘方案、两次同台换乘方案（一次同向、一次反向）。综合考虑客流需求、工程实施难度以及对4号线运营的影响程度,推荐采用一次同向同台换乘方案。同时研究同台换乘的接驳改造问题,分析相关系统的改造方案及实施风险。结合项目后期的设计方案,建议类似线路在前期规划时,应以人为本、注重乘客换乘效率,并不断提高企业运营管理水平。     

城市群市郊铁路与地铁衔接模式研究

在分析世界范围内主要城市群市郊铁路与地铁衔接方式的基础上,从线网衔接角度,研究中心区终止与外围区接入2种模式的主要特征及适应性;从运营组织衔接角度,研究换乘与直通衔接2种模式的主要特征及适应性。结合北京市郊铁路网规划和建设情况,指出了北京市郊铁路与地铁衔接的不同模式。     

故障救援情形下的地铁列车调度调整模型

基于给定的救援组织方案,以列车运行时间、备用列车加开位置和方向、客流量等为约束条件,以备用列车加开方案和列车到发时间为决策变量,以站台滞留人数与加开备用列车数的加权和最小为目标,构建故障救援情形下的地铁列车调度调整混合整数规划模型.对模型线性化后,采用商业软件CPLEX求解.以某地铁运营线路为例,以不固定和固定备用列车...