铁路旅客旅行换乘方案优选算法

为给铁路旅客选择合理的旅行方案提供参考,以旅行目标值与换乘目标值之和最小作为目标函数值,考虑旅客从起点站出发、最终到达终到站、在中转站进出平衡的约束条件,建立旅客旅行换乘方案选择问题的数学模型。分别给出旅行时间、换乘次数、票价、距离、到发时刻和综合指数6种目标权值的确定方法,提出最短路法和列车匹配法2种求解方法。最短路法是通过构造并简化旅客运输网络,求出网络上若干条次短路,再根据各条次短路上列车的接续,构造列车换乘方案网络图,根据该网络的目标权值确定最短路,得到最优换乘方案。列车匹配法是根据列车运行图信息直接搜索发、到站的接续列车集合,求其两列车对应的重合停车站,根据重合停车站集合的情况选择迭代步数,剔除显然不利方案,构成换乘方案,根据方案的权值进行比选,得到最优换乘方案。对2种算法均用C#编程实现,并用现有的全路客票数据进行检算。计算结果表明:2种算法均能得到最优换乘方案;列车匹配法所用计算时间比最短路法少160 ms。     

限制网络上的铁路旅程规划快速求解算法

以服务网络设计理论为指导,构建基于铁路客运网络的换乘服务网络。以出行方案目标权重值最小为目标函数,在旅客指定始发站、终到站、不限定中转地点的条件下,建立铁路旅程规划问题模型。提出换乘节点匹配法,通过匹配列车发到站的衔接关系,得出始发终到车站间的所有可行出行方案,然后按一定的筛选原则剔除明显不合理方案,最终根据目标权值对方案进行排序,得到K优解。算法用Python语言编程实现,以2010年我国铁路客票系统的数据验算,可实现不指定换乘地点条件下的同城换乘方案计算,向旅客提供出行方案参考。算法不仅适合高速计算设备,也适用于有限计算能力的移动设备。     

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。     

考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法

铁路客流均衡分配是旅客出行选择的集中体现,对旅客列车开行方案和列车运行图等的评价和优化十分重要。实际运营中列车的随机延误会导致铁路旅客的出行时间发生变化,影响旅客的出行,尤其是换乘选择。考虑旅客在路径选择决策过程中的出行时间可靠性和不可靠性2个方面因素,提出一种考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法。首先,构建旅客换乘网络,基于提出的期望-超额出行成本(METC)概念,考虑换乘过程中列车的延误概率,计算旅客的换乘成功概率和换乘周期选择;然后,进一步计算旅客出行路径的期望-超额成本,基于用户均衡条件,构建考虑列车随机延误的期望-超额客流均衡分配模型;最后,考虑到期望-超额出行成本的不可加性,结合相继平均法和k-最短路算法设计基于路径的客流分配算法,并对均衡模型进行求解。通过对一个简单算例和广珠铁路实例进行分析,结果表明：同时考虑出行时间的可靠性和不可靠性时,旅客的出行路径选择和换乘选择与仅考虑出行时间可靠性有较大差异,基于期望-超额的铁路网络客流分配模型可以更加准确地描述考虑列车随机延误的旅客的出行选择行为,证实了均衡分配方法的有效性。因此提出的客流分配方法可以为铁路网络旅客列车开行...     

枢纽站列车接续优化模型研究

列车在枢纽站的合理接续关系到旅客换乘质量，更对铁路运输企业的收益具有重要影响。针对枢纽站列车接续的到发时刻优化问题，在分析列车的接续关系和旅客换乘方式的基础上，以换乘旅客的无效换乘等待时间最小为目标，考虑列车间隔时间、合理到发时间、换乘时间等约束，构建枢纽站列车接续的到发时刻优化模型。最后利用CPLEX求解器对算例进行求解，换乘旅客的无效换乘等待时间较优化前减少了16.8%。结果表明，建立的列车接续优化模型能够有效减少旅客换乘的无效换乘等待时间，提升列车接续质量。     

旅客在始发候车与中转换乘时间消耗的分析

旅客始发候车与中转换乘时间是构造列车运行网络和进行网络配流的重要参数。采用定性分析的方法,在列车均匀分布情况下,对旅客固定车次和不固定车次出行时的候车时间、中转换乘时间进行研究,为采用网络优化的方法和技术优化旅客列车开行方案提供重要参数,确保网络配流和网络优化最终适用的实现。     

基于复杂列车服务网络的客流分配方法研究

研究旅客列车开行方案形成的复杂列车服务网络属性及其构造方法,在分析多层次客流选择行为基础上,确定列车服务网络弧段阻抗。建立体现差异性服务水平需求的复杂列车服务网络客流分配模型,该模型以旅客出行效益最大化为目标,通过分别限制不同出行距离、不同层次旅客的换乘次数及换乘时间,设置旅客出行径路的多约束条件。设计改进的蚁群算法和Frank-Wolfe算法构成的混合算法进行求解,为更加符合旅客的选择行为,按OD客流量、出行距离、优先级等规则进行流量加载。以京沪高速铁路旅客列车开行方案为例进行客流分配,验证模型和算法的有效性。     

基于Logit模型的客运专线旅客选择行为分析

以铁路旅客为研究对象,模拟客运专线建成后的情景,调查旅客在客运专线建成后对高速列车和高频率列车换乘方式的选择偏好.介绍了非集计模型的特点、意向调查问卷设计及调查的实施方法.基于2008年6月旅客调查的样本数据,分析影响旅客选择行为的重要因素.利用非集计理论和方法,构建旅客的选择行为模型,包括旅客对高速列车的选择行为模型、旅客对高频率列车换乘模式及直达列车的选择行为模型,进行了参数标定和分析,量化影响因素对旅客选择行为的影响程度.利用所建模型对旅客选择行为进行预测,预测结果与观测数据的对比分析表明,两模型的预测准确率分别为85.27%和81.18%.所得结论可为快速客运网络条件下客运服务产品的设计提供依据.     

基于个性化需求的铁路最优换乘模型与应用研究

铁路旅客在出行方案选择中,往往由于始发终到站间没有直达列车而难以选择经济合理的换乘方案.基于旅客列车运行时刻表,考虑换乘中转的各种影响因素,根据旅客个性化需求设置相应的优先级,定义各类因素的加权和为"旅行广义时间函数",通过改造铁路客运实际换乘网络将旅客出行换乘方案抽象成最短路径问题,构造出一个简单明了的动态规划数学模型,设计相应的A*求解算法,通过计算机编程实现满足个性化需求的最优换乘方案.     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

基于多属性决策方法的高速列车运行计划评价研究

为有效利用高速铁路车站和区段通过能力,提高铁路客、货运输能力,必须提高高速列车运行计划的质量,确保铁路运输生产稳定有序.从高速列车运行计划的评价指标分析与选择入手,运用多属性决策方法,对列车运行计划的指标值进行赋值和规范化,采用熵权法确定评价指标权重,运用理想点法求解最佳方案;通过计算实例,对该评价方法的可行性与合理性...     

铁路旅客列车开行效益评价系统开发及应用

针对铁路运输企业的旅客列车开行效益分析需求,梳理旅客列车开行效益指标,设计列车换算客座率、换算盈亏平衡点评价指标和评价模型,建立旅客列车开行效益评价体系,开发铁路旅客列车开行效益评价系统并在中国铁路济南局集团有限公司上线运行.运行情况表明,该系统可动态、直观、快速、精准地评价列车开行效益,为旅客列车开行方案优化提供科学...     

考虑能力利用效率的本线与跨线列车开行方案协同优化研究

列车开行方案是编制列车运行图的基础,合理设计列车停站方案对区段内的客流分配有着直接影响。通过研究现行的列车开行方案,结合客流量等数据,考虑提高线路通过能力和列车能力利用效率,进行本线列车与跨线列车的协同优化研究。结合数据,提出假设条件,建立本线与跨线高速列车开行方案协同优化模型。使用多目标优化的线性加权算法进行目标函数的转化和求解,并以京沪高铁为案例,对模型的参数进行标定,得到本线与跨线列车协同优化开行方案。通过对现行方案与优化方案的车站服务频率、停站次数等的对比分析,验证了模型的有效性和可行性。     

列车编组顺序表电子化传递系统方案研究

列车编组顺序表是车站与机车乘务员间交接车列的作业表单,一直以来由人工完成纸质表单传递。以覆盖全路客运和货运车站、为全路客货列车机车乘务员提供高可用列车编组顺序表电子化信息传递服务为目标,提出列车编组顺序表电子化传递系统方案;系统采用集中式双中心架构,由中央子系统、移动作业子系统和外部信息接口3部分构成,具有高可用性、高吞吐量、低延迟及良好的可伸缩性;重点描述系统车地信息传输网络构成和技术架构,详细介绍实现电子化列车编组顺序表信息安全、可靠、正确传递的技术要点。该系统已在全国铁路试运行,运行稳定,性能满足设计要求,覆盖全国铁路客运和货运车站的列车编组顺序表作业,可灵活适应各种客、货运输作业场景;为推进系统应用,编制统计指标对该系统应用状况进行评价和监测,分析试运行期间存在的问题及原因,并给出应对措施;明确下一步亟待推进的相关工作,并结合铁路5G技术应用趋势,对未来发展进行展望。     

基于“一日一图”的铁路旅客列车开行效益分析

从效益测算内容和效益测算方法等方面,研究"一日一图"列车运行模式下的列车开行效益分析方法,据此研发了基于效益效率综合优化"一日一图"分析辅助决策系统,介绍系统的功能架构。该系统已在兰州局集团有限公司试运行,系统运行稳定,效果良好。旅客列车开行效益分析结果可为列车开行方案调整提供依据。     

大型铁路客运站列车进路优化模型与算法研究

以提高车站行车技术作业效率,保证车站行车作业安全,尽可能减少旅客站内走行距离和时间,保证发车时间相近的两列始发或通过列车尽量不停靠同一站台,提高车站既有行车设备利用率为优化目标,建立大型铁路客运站进路优化的多目标规划模型.运用层次分析法求出各子目标的权重,并构建启发式算法进行模型求解.通过对算法进行实例验证,得到了较优的列车进路安排方案.     

基于动态优化的城轨网络列车运行计划换乘衔接研究

随着城市轨道交通网络的快速发展，线路间的换乘点不断增多，换乘站时刻表的协调直接影响服务水平，有必要结合线网客流分布特点协调换乘站列车到发时刻，以尽量减少乘客在换乘站的换乘等待时间，提高乘客出行效率。以线路间列车衔接时刻点为优化对象，以重点换乘站的换乘衔接需求为主导，建立换乘衔接方案编排优化模型，在网络层面实现基于线网整体换乘等待时间动态最优的换乘站衔接时刻优化，并以广州地铁线网为例，利用模型开发软件，得到符合现场需求的换乘衔接优化时刻点，为网络化运营条件下的列车运行计划协同编制提供技术支持。     

基于分层递进衔接的城市轨道交通网络末班车时间优化研究与实践

在城市轨道交通网络化运营和“一票制换乘”的条件下,末班车乘客购票进站后因换乘失败而无法抵达目的地的现象时有发生。为最大程度满足末班车乘客的出行需求,基于分层递进衔接的思路,根据各线路与基准线路的换乘关系划分协调层次,基于网络末班车换乘客流流量和流向确定协调主方向,按照协调层次建立末班车时间推算模型,并从特定衔接方向和发车时间域两个方面对模型进行优化。对广州城市轨道交通网络末班车时间进行推算和优化的结果表明,优化后的末班车时间能更好地适应末班车乘客的出行需求,验证了模型和优化方法的有效性。