動態(tài)規(guī)劃方法研究城市軌道交通網(wǎng)狀線路跨線列車開行方案

將列車編組納入城市軌道交通列車開行方案,優(yōu)化確定列車編組長度、列車數(shù)量和開行時段。在分析客流廣義出行費(fèi)用的基礎(chǔ)上,合理考慮運(yùn)輸能力、運(yùn)輸組織要求、運(yùn)輸效益和客流需求,明確列車開行的約束條件和目標(biāo)函數(shù),建立了城市軌道交通列車開行方案的多目標(biāo)規(guī)劃模型。根據(jù)模型特點(diǎn),借鑒開行方案制定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了三階段求解方法。針對長沙地鐵2號線的應(yīng)用表明,優(yōu)化方法具有較高求解效率和較好求解質(zhì)量。

城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方法探討

分析了列車開行方案的特點(diǎn)和要素,運(yùn)用多質(zhì)點(diǎn)模型設(shè)計(jì)了多列車追蹤運(yùn)行計(jì)算模型,討論了多方案運(yùn)行仿真中遇到的多種問題及其解決方案,如單交路情況、多交路情況、交路間的協(xié)調(diào)控制、不同方案間的平滑過渡等。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了仿真系統(tǒng)的總體流程,并通過算例驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性。

針對當(dāng)前已有列車開行方案優(yōu)化研究大多以站站停為前提,且固定列車停站時間、將優(yōu)化時段內(nèi)旅客人數(shù)設(shè)為定值,同時只考慮列車單向運(yùn)營優(yōu)化等不足。首先,將列車停站時間設(shè)為動態(tài)值,接著考慮乘客到達(dá)率分布,以乘客總出行時間最小及企業(yè)生產(chǎn)成本最低為目標(biāo)函數(shù),引入考慮乘客心理感知的乘客候車懲罰系數(shù),構(gòu)造了基于動態(tài)停站時間的跨站列車非均衡開行方案多目標(biāo)規(guī)劃模型,并設(shè)計(jì)了基于遺傳退火算法的求解流程。最后,以某市城市軌道交通線路為算例進(jìn)行分析,結(jié)果表明,與固定停站時間的站站停方案對比,該方法可節(jié)約乘客總旅行時間6.5%、企業(yè)運(yùn)營成本3.7%,優(yōu)化效果較為明顯。

針對城市軌道交通全日客流時間分布不均衡下的列車開行方案優(yōu)化問題,以乘客等待時間和企業(yè)成本最小為優(yōu)化目標(biāo),以運(yùn)輸供給、列車最小發(fā)車間隔、最大服務(wù)間隔,以及列車數(shù)為約束條件,構(gòu)建基于多編組模式下的多目標(biāo)列車開行方案優(yōu)化模型,并設(shè)計(jì)兩階段求解算法.案例分析表明：與傳統(tǒng)單一編組列車開行方案相比,基于多編組的軌道交通列車開行方案使乘客等待時間和車公里數(shù)分別減少17%和27%,列車運(yùn)行小時增加20%;當(dāng)客流不均衡系數(shù)大于1.48時,宜采用多編組運(yùn)輸組織方式.

針對目前我國城市軌道交通列車開行方案對于線路之間的換乘協(xié)調(diào)問題考慮較少存在的問題,結(jié)合城市軌道交通旅客換乘的特點(diǎn),構(gòu)建換乘機(jī)理模型,并以車站換乘旅客平均等待時間最短作為目標(biāo)函數(shù),設(shè)計(jì)優(yōu)化模型對列車開行方案進(jìn)行優(yōu)化。通過算例分析,說明優(yōu)化效果較為明顯,對于地鐵等城市軌道交通運(yùn)營有一定的參考價(jià)值。

城市軌道交通開行跨站停列車受到很多因素的影響,概述跨站停車方案,分析其優(yōu)缺點(diǎn)并構(gòu)建多目標(biāo)綜合評價(jià)體系,包括通過能力、服務(wù)水平、運(yùn)營效率和費(fèi)用支出4個一級指標(biāo)及相應(yīng)9個二級指標(biāo),闡述各指標(biāo)的含義和計(jì)算方法,最后運(yùn)用ahp-f法,結(jié)合具體實(shí)例對城市軌道交通跨站停車方案進(jìn)行綜合評價(jià),以分析其優(yōu)劣并指出不足之處。

根據(jù)城市軌道交通的特點(diǎn),分析客流需求的時變特征、乘客在車站的等待行為和列車與運(yùn)行線的匹配關(guān)系。以軌道列車運(yùn)行要求、動車組數(shù)量和運(yùn)營企業(yè)利益為約束條件,以最小化乘客的等待時間為目標(biāo)函數(shù),構(gòu)造擁擠環(huán)境下城市軌道交通列車開行方案的數(shù)學(xué)模型。采用遺傳算法求解模型,設(shè)計(jì)基于二進(jìn)制結(jié)構(gòu)的特殊編碼方法。以南京市地鐵1號線為背景,應(yīng)用本文的模型和算法進(jìn)行了仿真測算。計(jì)算結(jié)果表明,利用本文模型得到的非均衡列車開行方案能夠更好地滿足城市軌道交通乘客和運(yùn)營企業(yè)雙方的利益。

隨著科技的進(jìn)步與時代的發(fā)展,現(xiàn)代文明城市正在如火如荼的發(fā)展,但是就目前而言城市交通卻很難滿足實(shí)際需要,尤其是運(yùn)輸組織管理顯得有些跟不上節(jié)奏.鑒于這一點(diǎn),本文將會首先闡述當(dāng)前城市軌道交通運(yùn)輸組織管理的實(shí)際狀況,然后結(jié)合多年來的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出一些相關(guān)的優(yōu)化措施,希望能夠得到一些借鑒和參考.

針對現(xiàn)有規(guī)劃方法因缺乏線網(wǎng)形態(tài)定量確定致使線路功能層次不清的缺陷,提出一套以線網(wǎng)形態(tài)定量確定為依據(jù)、以覆蓋最大相關(guān)性客流為目標(biāo)的線網(wǎng)規(guī)劃方法。首先在城市功能片區(qū)合理劃分及客流場強(qiáng)分布有效計(jì)算的基礎(chǔ)上,給出線網(wǎng)整體形態(tài)布局的定量分析方法,界定各條線路的經(jīng)由片區(qū)及宏觀走向;其次針對具體線路,在確定其有效搜索域的基礎(chǔ)上給出區(qū)域內(nèi)客流集散點(diǎn)的析取與匹配優(yōu)選方法;然后以優(yōu)選后的集散點(diǎn)為控制點(diǎn),以完成最大直達(dá)客流為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)單條線路的優(yōu)化布設(shè);最后在對od表修正調(diào)整的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)逐條布線,優(yōu)化成網(wǎng)。由于給出了線網(wǎng)宏觀形態(tài)的定量確定方法,與已有方法相比明確了線路的功能定位及宏觀走向,此外通過集散點(diǎn)的優(yōu)選匹配,提高線路對客流的有效覆蓋。

為使我國大城市向多中心軸線式方向發(fā)展,提出一種新的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方法——節(jié)點(diǎn)-線路法:將衛(wèi)星城市、城市副中心等作為主要節(jié)點(diǎn),并用連通需求度來測算節(jié)點(diǎn)之間功能的互補(bǔ)性,使線網(wǎng)布設(shè)可覆蓋更多的待開發(fā)區(qū),以引導(dǎo)城市形態(tài)向多中心模式發(fā)展。

城市軌道交通大小交路列車開行方案優(yōu)化研究 隨著我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的推進(jìn),北京、上海和廣州等大城市的城 市軌道交通已率先進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營時代,其他各城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)化格局正在 逐步形成。與此同時,客流的持續(xù)增長,各方對服務(wù)水平、運(yùn)營安全和經(jīng)濟(jì)效益的 關(guān)注,促使我國城市軌道交通運(yùn)營管理方式正在由單線運(yùn)營向網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的方向 轉(zhuǎn)變。多交路運(yùn)營組織是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營組織的重要組成部分,而其中的大小交路運(yùn) 營方式也是目前我國城市軌道交通使用最為廣泛的一種運(yùn)營組織方式。因此,研 究城市軌道交通大小交路列車開行方案的優(yōu)化編制,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營背景下城市 軌道交通列車的優(yōu)化組織,對提高城市軌道交通運(yùn)營效率和服務(wù)水平具有十分重 要的意義。 本文在剖析現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了影響城市軌道交通大小交路列車開行 方案編制的關(guān)鍵因素,分析了我國城市軌道交通開行大小交路的線路情況及其客 流特征

根據(jù)城市軌道交通大小交路運(yùn)營模式的特點(diǎn),以最小化乘客等待時間、車輛走行公里和列車運(yùn)行時間為目標(biāo),構(gòu)建大小交路列車開行方案多目標(biāo)優(yōu)化模型.其中決策變量為發(fā)車頻率、列車編組和小交路折返站位置.采用線性加權(quán)法將原模型轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化模型,并設(shè)計(jì)受控隨機(jī)搜索算法求解.通過案例驗(yàn)證了模型的有效性,對小交路發(fā)車頻率、折返站位置進(jìn)行了靈敏度分析.結(jié)果表明,開行大小交路可以有效降低大交路列車滿載率的非均衡性,減少車輛運(yùn)用數(shù);小交路長度越短對乘客越不利,且不能使企業(yè)成本節(jié)省越多.

寧波城市快速軌道線網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)用“多模塊網(wǎng)絡(luò)層次分析”方法,從點(diǎn)、線、面3個層次,確定合理規(guī)模,分階段進(jìn)行客流測試,建立評價(jià)指標(biāo)體系,考慮輔助場站用地。

鑒于國內(nèi)軌道交通列車編號規(guī)則不統(tǒng)一,本文通過分析總結(jié)國內(nèi)各大城市軌道交通和大鐵路的列車編號規(guī)則,提出軌道交通列車編號統(tǒng)一的具體方案。

文章用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，探討了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的線路規(guī)劃問題的優(yōu)化算法，使規(guī)劃進(jìn)一步科學(xué)化，試圖達(dá)到以最少的投資取得最大的效益。

為解決斷面客流空間分布不均衡程度較高的城市軌道交通線路上不同交路區(qū)段中列車相互制約、不能以最小列車運(yùn)行圖周期周轉(zhuǎn)的問題,基于\"運(yùn)行圖周期分析法\"理論來確定不同交路區(qū)段中列車運(yùn)行圖周期,將其作為計(jì)算運(yùn)用車數(shù)和固定運(yùn)營成本的依據(jù)。以列車開行數(shù)量、行車間隔以及編組數(shù)為決策變量,以乘客在站候車時間成本、車輛固定運(yùn)營成本以及虛糜運(yùn)能成本最小化為目標(biāo)函數(shù),建立多目標(biāo)非線性混合整數(shù)優(yōu)化模型。通過將各項(xiàng)成本換算為總成本,原模型簡化為單目標(biāo)優(yōu)化模型并進(jìn)行實(shí)例分析。結(jié)果表明,列車大小交路開行方案相較常規(guī)交路開行方案,總成本有明顯下降,從而驗(yàn)證了模型的可行性與有效性。

城市化發(fā)展的速度越來越快，城市人口數(shù)量不斷增加，這種現(xiàn)象無疑加大了城市交通的壓力，城市軌道交通的建設(shè)和運(yùn)行有效的緩解了這一問題。但同時，客流波動的特點(diǎn)，影響著軌道交通的運(yùn)行。本文將對客流波動條件下城市軌道交通列車開行方案進(jìn)行研究。

針對城市軌道交通客流時空分布不均衡特征和乘客長距離出行時效需求,并考慮乘客的換乘行為,提出基于雙層規(guī)劃模型的快慢車開行方案優(yōu)化方法.上層模型以乘客出行時間和列車周轉(zhuǎn)時間最小為目標(biāo),考慮快慢車開行比例、線路通過能力等主要約束,構(gòu)建多交路條件下的快慢車開行方案優(yōu)化模型；下層模型通過設(shè)計(jì)換乘網(wǎng)絡(luò)刻畫乘客換乘行為,構(gòu)建快慢車方案下的客流分配模型.設(shè)計(jì)粒子群算法求解所建雙層規(guī)劃模型,以廣州地鐵14號線為案例,驗(yàn)證本文構(gòu)建模型的有效性和適用性.

提出了城市軌道交通列車區(qū)間運(yùn)行的節(jié)能駕駛策略,分析了能耗節(jié)約量與區(qū)間運(yùn)行時分增加量的關(guān)系.通過解析方程,分析了列車區(qū)間運(yùn)行的節(jié)能效果.通過實(shí)例驗(yàn)證了惰行進(jìn)站策略的節(jié)能效果優(yōu)于降速行駛策略.利用動態(tài)規(guī)劃的方法,在城市軌道交通服務(wù)水平的約束下,求解了全線路能耗節(jié)約量與列車旅行時間的關(guān)系,便于運(yùn)營管理部門制定更節(jié)能的列車運(yùn)行計(jì)劃.

第24卷,第6期　　　　　　　　　中國鐵道科學(xué)vol124no16　 2003年12月　　　　　　　　　chinarailwaysciencedecember,2003　 文章編號:100124632(2003)0620111207 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論方法研究進(jìn)展 吳小萍,陳秀方 (中南大學(xué)土建學(xué)院軌道交通研究所,湖南長沙　410075) 　　摘　要:在詳細(xì)分析、總結(jié)國內(nèi)外城市軌道交通規(guī)劃領(lǐng)域的研究成果和存在問題的基礎(chǔ)上,總結(jié)歸納了網(wǎng) 絡(luò)規(guī)劃指導(dǎo)思想、規(guī)劃原則、規(guī)劃的要點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、軌道項(xiàng)目的建設(shè)排序、客流預(yù)測理論和方法, 指出我國城市軌道交通規(guī)劃工作已經(jīng)取得較大的進(jìn)步和發(fā)展,對規(guī)劃的特征和規(guī)律有深層認(rèn)識,加強(qiáng)了定性定 量的分析論證,使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合

在詳細(xì)分析、總結(jié)國內(nèi)外城市軌道交通規(guī)劃領(lǐng)域的研究成果和存在問題的基礎(chǔ)上,總結(jié)歸納了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃指導(dǎo)思想、規(guī)劃原則、規(guī)劃的要點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、軌道項(xiàng)目的建設(shè)排序、客流預(yù)測理論和方法,指出我國城市軌道交通規(guī)劃工作已經(jīng)取得較大的進(jìn)步和發(fā)展,對規(guī)劃的特征和規(guī)律有深層認(rèn)識,加強(qiáng)了定性定量的分析論證,使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性日趨提高,但也存在許多有待進(jìn)一步發(fā)展和完善之處。對我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論方法的發(fā)展提出了新建議。