基于ASP技术的地铁列车辅助报点系统设计

地铁在故障情况下运行时,行车调度员通常需要通过人工铺画运行图对列车运行状态进行监控,而人工画图效率低下,列车运行安全也难以保证.因此,在地铁行业急需开发一套地铁列车辅助报点系统,以提高行车调度员在信号系统故障情况下监控列车运行的效率,确保地铁列车运行安全.文章以ASP技术为基础,使用VBScript语言,结合MySQL...     

Hybrid cyclicity: Combining the benefits of cyclic and non-cyclic timetables

We propose a new type of timetable that would combine both the regularity of the cyclic timetables and the flexibility of the non-cyclic ones. In order to do so, several combinations of the two timetables are considered. The regularity is incorporated in their design and the flexibility is evaluated using the passenger satisfaction (in monetary units). Each of the tested timetables is constructed using the Passenger Centric Train Timetabling Problem (PCTTP), that is solved using a simulated annealing heuristic. Note that the PCTTP, unlike the traditional Train Timetabling Problem (TTP), does not take into account the conflicts among trains. The aim of the PCTTP is to design such timetables that the passengers’ satisfaction is maximized and it remains the aim of the TTP to remove any potential conflicts. The performance of each of the considered timetables is assessed on the real network of Israeli Railways. The results of the case study show that our proposed hybrid cyclic timetable can provide the benefits of the cyclic and the non-cyclic timetable simultaneously. This timetable consists of 75% of cyclic trains (securing the regularity of the service) and of 25% of non-cyclic trains (deployed as supplementary trains during the peak hours and capturing the demand fluctuation). The level of the passenger satisfaction of the hybrid cyclic timetable is similar to the level of the non-cyclic one, which has about 18.5% of improvement as compared to the purely cyclic one.     

基于时间匹配度的城市轨道交通乘客乘车方案辨识研究

城市轨道交通乘客乘车方案是指乘客在出行过程中先后登乘的列车以及相应的乘降车站按照时间顺序排列的集合。在乘客旅行时间划分和基于“二阶段法”的乘客可行乘车方案搜索研究的基础上,提出利用AFC数据和列车时刻表进行乘客乘车方案辨识的方法。首先定义旅行时间匹配度,并在构建随机时间分布的基础上提出随机时间匹配度,在此基础上建立乘车方案的时间匹配度指标;然后利用时间匹配度,提出基于列车容量限制的乘客乘车方案的辨识方法;最后介绍该方法在某市轨道交通系统中的应用。提出的辨识方法利用大量轨道交通数据,对城市轨道交通的运营具有一定的价值和意义。     

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编制出能够最大限度地减少乘客在不同线路交叉点处换乘等待时间的公交时刻表是实现公交调度区域化的关键任务之一，而协同发车是实现这一目标的有效手段。本文将以乘客换乘时间最少为目标的区域公交时刻表的编制问题归结为一类特殊的带有协同系数且无容量约束的0-1背包问题，并定义了协同系数，建立了相应的数学模型，给出了基于嵌套式的禁忌搜索算法的模型解法。实验计算结果表明，用本文设计的算法求解这类特殊的0-1背包问题可以取得良好的结算结果，该算法是可行的，也是有效的。     

基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型

基于客流时空分布规律，考虑列车平均发车间隔、运行时间、最大载客量等约束条件，将列车在车站的停站时间与上、下车客流量相关联，建立城市轨道交通高峰时段基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型，对乘客平均旅行时间及列车发车间隔平均偏离值进行协同优化。以某城市轨道交通线路实际运营数据验证模型的有效性。结果表明，优化后乘客在各个车站平均等待时间较优化前减少幅度为0.4%~13.1%，其中全线客流量较大的第7、8、9站优化幅度较为明显，分别为 11.7%、13.1%、11.9%。优化后列车在各个车站最大满载率较优化前降低幅度为1.8%~8.5%，且所有车站站台均无滞留乘客，体现了优化后列车运输能力与客流需求的良好匹配。灵敏度分析讨论了目标函数权重系数及列车平均发车间隔值对模型的影响，表明本模型具有良好的可用性及稳定性，能够为城市轨道交通列车时刻表优化提供参考。     

Train scheduling for minimizing passenger waiting time with time-dependent demand and skip-stop patterns: Nonlinear integer programming models with linear constraints

This paper focuses on how to minimize the total passenger waiting time at stations by computing and adjusting train timetables for a rail corridor with given time-varying origin-to-destination passenger demand matrices. Given predetermined train skip-stop patterns, a unified quadratic integer programming model with linear constraints is developed to jointly synchronize effective passenger loading time windows and train arrival and departure times at each station. A set of quadratic and quasi-quadratic objective functions are proposed to precisely formulate the total waiting time under both minute-dependent demand and hour-dependent demand volumes from different origin–destination pairs. We construct mathematically rigorous and algorithmically tractable nonlinear mixed integer programming models for both real-time scheduling and medium-term planning applications. The proposed models are implemented using general purpose high-level optimization solvers, and the model effectiveness is further examined through numerical experiments of real-world rail train timetabling test cases.     

捷運列車排點與節能

當今環保意識抬頭,世界各國無不提倡節能減碳之觀念。而降低私人運具,提升大眾運輸工具搭乘率,亦是積極推動的目標。列車既是大眾捷運提供服務的主要工具,同時也是變動成本中重要影響因素,如何兼顧＂系統服務水準＂與＂成本節省＂之情況下,乃為捷運營運管理重要課題之一。高雄捷運公司於2008年度進行相關列車節能測試計畫,透過號誌系統之設定以調整列車時刻表之行車預留時間（Runtime Reserve）,進而節省運行所耗損之？引電力,相對亦節省營運成本。     

考虑定制化列车的运行图与能力协同优化方法

基于调查数据建立旅客在不同时间段的乘车概率函数,分析旅客对定制化列车的开行时间及坐席类型等具体需求。考虑需求、停站、运行时间等约束条件建立定制化列车开行备选集,整合可行的定制化列车开行方案。建立加开定制化列车情况下,同时满足企业收益最大化和剩余可用能力最大化的双层协同优化模型。构建优化算法进行模型求解,得到基于定制化列车,且同时考虑既有列车调整成本和能力使用情况的运行图。最后,以内蒙古自治区呼和浩特-乌海线路为例进行分析,结果表明,既有列车的单位调整成本会影响定制化列车的开行,定制化列车的开行对运行图的整体结构和剩余可用能力也均有影响。     

城轨线路列车时刻表与车站客流控制协同优化方法

在轨道交通网络化运营条件下，针对高峰期车站拥挤问题，综合考虑站外到达乘客的持续 性到达特征和换入客流的脉冲性到达特征，研究换入客流影响下的列车时刻表与客流控制问题。 具体的，以最小化乘车延误人数为目标，考虑乘客换乘约束、列车容量约束等，构建城轨列车时刻 表与客流控制协同优化非线性规划模型，并引入0-1决策变量将其转化为整数线性规划模型。为 验证模型有效性，以某轨道交通线路实际运营数据为背景，借助优化求解器CPLEX对模型进行求 解。结果表明，本文所提方法具有良好的优化效果和计算效率，与优化前相比，乘车延误人数可显 著降低；与仅优化列车时刻表方案相比，协同优化方法可使乘车延误人数减少17.69%，可有效提升 轨道交通的服务水平，为城市轨道交通系统高质量运营提供一定的理论支撑。     

基于能力计算的运行图加密问题研究

通过对运行图进行加密来研究客运专线的能力问题,并将加密问题构建为整数规划模型进行求解. 为了求解这个问题,按照OD类型奖励值从大到小每次加密一种OD类型进行分步加密,在每一步中在每个可行时间点处随机选择属于该OD类型的所有停站方式中任意一个停站方式进行多次迭代加密,然后通过将多次迭代的结果组合优化得到较优的加密结果. 最后,构建了基于.net的运行图加密应用系统,并对武广客运专线的运行图进行了实例加密,通过比较组合优化与多次迭代最优的加密结果,验证了组合优化算法的可行性.