考虑通道总能耗的城际列车运行速度优化研究

在考虑不同运输方式竞争关系的基础上,探讨了能力约束下的通道客流分配方法.以乘客出行总费用及通道运营总成本最小为目标,构建了城际列车运行速度非线性优化模型,并采用遗传算法对模型进行求解.算例结果表明,模型能够有效求解含限速区间的城际列车运行速度优化问题,且随限速区间运行速度的下降,非限速区间最优运行速度呈缓慢上升趋势;对于短距离通道而言,可开行较高运行速度的城际列车,以吸引客流;而对于中距离通道而言,可适度降低城际列车运行速度,减少运营能耗.     

城市轨道交通线路运营计划优化方法

针对传统运营计划编制方法中步骤较繁琐、反馈机制不灵敏、开行频率变化不灵活、较难符合实际客流需求情况等问题,以列车运行、列车折返和客流量为约束条件,以最小化运营者运营成本和最小化乘客出行成本为目标函数,构造了城市轨道交通线路运营计划优化模型.以北京地铁4号线与大兴线为例,用给出的模型进行运营计划优化.结果表明:优化模型具有可行性,运营成本平均每多投入1％,超乘乘客数量减少约850人次.     

面向OD客流的高速列车开行方案的优化

满足旅客出行需求的列车开行方案能够更好地吸引客流，提高高速铁路的核心竞争力.以最大化经济收益和最小化出行费用为目标函数，以高速铁路开行方案为研究对象，以旅客出行需求等作为约束条件，将列车开行方案与OD客流量结合起来，同时考虑旅客的购票心理和列车购票的时效性，建立了一种基于动态客流的列车开行方案的多目标优化模型，并设计一种基于个体信息和改进变异算子的多目标差分(SG-MOSaDE)算法进行求解.以广州市某线路为例进行实验，结果表明，优化后的开行方案不仅最大化满足了旅客出行需求，而且在提高铁路部门经济收益的同时降低了旅客的出行花费，并且优化后的列车总停站次数较原来有所下降，停站方案更加均衡.     

基于灵活编组的轨道交通列车开行方案优化方法

针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡特性下的列车开行方案优化问题,从乘客广义出行成本和企业运营成本角度,考虑列车满载率对牵引能耗成本的影响,利用数学规划方法构建基于灵活编组模式下的多目标列车开行方案优化模型,并提出四阶段求解算法.以某城市轨道交通线路为对象进行案例分析,对比传统固定编组列车开行方案,基于灵活编组的列车开行方案使乘客广义出行费用和企业运营成本分别减少了14.6％和11.0％.结果表明:该方法能有效实现既有固定编组条件下,列车开行方案难以达到的乘客出行费用和企业运营成本双赢目标,可为我国城市轨道交通新型运输组织方案的制定提供新方法.     

动车所选址和列车开行方案编制协同优化

在列车开行方案现有研究成果基础上,考虑动车所选址对列车始发/终到站选择的影响,以列车运行成本、动车所建设成本、动车组出入动车所的空驶成本为优化目标,提出动车所选址与列车开行方案协同优化模型.根据模型特点,采用拉格朗日松弛技术对复杂约束进行松弛,将原问题分解为客流路径分配子问题和列车开行及动车所选址子问题,以珠三角城际网络为案例背景对模型和算法进行验证.计算结果表明:在不考虑动车所与其直接关联车站间空驶里程时,与初始方案相比,优化方案的动车组出入动车所产生的空驶里程降低了56 160列·km,减少了1组车底;与对比方案相比,动车组出入动车所产生的空驶里程降低了13 250列·km,增加了3组车底.通过分析不同服务水平下的列车开行方案与动车所选址方案的联动关系,验证了将两者协同优化的必要性.     

京沪客运专线铁路综合维修天窗设置方案的探讨

分析了高速铁路主要设备维修作业内容及时间要求,并在分析京沪高速客流特点和客车开行方案的基础上,重点探讨了不同天窗作业方式及时间对运输组织和设备配置的影响,认为"V"型天窗可为跨线列车提供全天候的运行时段,但严重影响白天列车的正常运营,工程投资大;"矩形"天窗不利夜间行车,但白日行车条件好,维修效率和安全度高,工程投资节省.建议京沪高速采用"矩形"天窗.     

基于组合熵优化的铁路客运网配流方法

针对铁路客运网的客流分配问题,以铁路列车开行方案为基础,由各OD间多条旅客出行路径构建铁路客运网.采用广义的旅行费用作为旅客出行路径综合总阻抗的度量,考虑不同铁路线区间客流输送能力和旅客出行路径综合总阻抗,提出不同铁路线区间客流输送能力饱和熵与旅客出行路径综合总阻抗熵等新概念.建立了以OD客流量守恒、旅客换乘次数限制以及客流量非负限制为约束条件,铁路旅客输送能力与旅客出行需求尽可能匹配的客流分配优化模型.根据区间客流输送能力和旅客出行路径综合总阻抗在实际问题中的重要程度,提出了基于组合熵优化的客流分配迭代优化求解算法.算例表明,利用该客流分配模型和算法能够得到更有效更细致的不同出行路径的铁路客流分配方案.     

基于遗传算法的列车开行方案优化

根据列车停站方案的4种模式,建立了列车开行方案双层规划模型.上层以总的运营费用最小和未服务的旅客数量最少为目标进行停站方案和开行频次的优化;给定停站方案和开行频次后,下层以服务旅客数量最大和旅客总的旅行时间最小为目标,建立了客流分配的混合整数规划.基于GA的开行方案优化算法实现了停站方案生成与客流分配循环反馈优化.最后以台湾高铁为实例分析,验证了本文模型和算法的有效性.     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率,对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划,然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件,建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型,并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算,得到了满足要求且合理的列车时刻表,该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率，对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划，然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件，建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型，并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算，得到了满足要求且合理的列车时刻表，该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。     

动态随机客流下城轨列车运行调整策略

针对城市轨道交通中随机到达客流对列车运行造成的延误问题,将动态变化且服从泊松分布的客流到达率拟合为随机分布变量.结合随机规划理论,构建了以列车发车时间偏差及到站列车间隔偏差为最小化目标的期望模型.应用最优化方法中的K-T条件对所建模型进行求解,得出调整相关偏差的控制策略.通过实例仿真模拟列车运行在受到随机客流及外界干扰的影响下产生的延误,比较采取调整策略前后列车在各站的离站时间偏差及其优化水平,结果表明:所设计的列车运行调整策略能够有效减小列车延误约25%,使得在动态客流下的城市轨道交通列车运行更能"按图行车".     

城市群区域客流出行特征与服务需求分析

通过对城市群区域交通需求特征、出行客流特点及其对区域轨道交通开行方案影响的分析,指出区域轨道交通开行方案应根据客流出行的时段特点调整始发终到时刻和间隔、增减列车对数,根据出行客流的区段密度特点调整列车的停站次数和交错停站方式;同时,加强与城市轨道交通和主要公交线路的运营协调,采取灵活的售检票措施,尽可能减少旅客的辅助旅行时间,缩短旅客的出行时间,以便提高区域轨道交通的吸引力和运营商的经济效益。     

考虑行车间隔的城轨交通列车运行调整模型

研究城市轨道交通列车运行调整优化方法,建立了以减小列车运行延误时间和提高列车行车间隔均衡性为优化目标的列车运行调整模型.基于理想点法将双目标优化模型转化为单目标优化模型,并设计了控制初始种群育种范围的遗传算法进行模型求解.以某城市轨道交通线路为例对模型进行验证,计算结果表明：与只考虑列车运行延误的赶点调整方案相比,考虑行车间隔的方案在有效降低列车运行延误时间的基础上可以显著提高行车间隔均衡性.     

简支梁桥线形变化对轻轨列车单双线运行性的影响及差异

以列车-轨道-桥梁系统动力分析理论为基础,基于商业软件ANSYS和APDL语言,针对某城市轻轨工程,建立考虑简支梁桥线形变化的轻轨列车-轨道-桥梁三维动力非线性分析有限元模型,研究桥墩沉降、梁体下挠/上拱对轻轨列车单双线运行性能的影响。研究结果表明:所建模型具有高效、稳定、可靠、可视等特点;桥梁跨中竖向位移响应在列车交会区约为单线运行时的2倍,轮重减载率与单线过桥相比无显著变化,车体最大加速度和Sperling指数较单线过桥时小幅增加;车速是影响轻轨列车运行安全性最主要的因素,其次是梁体线形变化,而运行方式影响程度最小;伴随车速增加,轻轨列车运行平稳性变差;与车体最大加速度相比,Sperling指数对单双线运行方式的影响有更好区分度。     

京沪高速铁路列车开行模式的研究

以京沪高速铁路为背景,结合该线的客流预测结果,提出全部中速列车输送、高速列车下线加换乘及高速列车下线加中速列车上高速线输送跨线客流的3种模式;定义了适应度的概念,用以表征列车开行方案适应旅客需求的程度;最后从动车组利用、旅客旅行时间节省和旅客需求适应程度等方面对3种模式进行了比较.     

基于运力协调的城市轨道交通网络列车运行计划优化

针对高峰时间客流量大、换乘站客流风险突出的情况,从能力匹配角度研究了城市轨道交通网络运输组织协调方法.分析了站台客流的变化规律,确定了列车疏解能力、候车客流需求、站台最大聚集人数的计算方法.提出了运力协调度的概念,用以描述客流需求与各线运输能力的匹配程度.以换乘站整体的运力协调度最优为目标,以首班列车发车时刻和列车运行间隔为决策变量,以保证站内客流安全为主要约束,建立了列车运行计划协同优化的非线性整数规划模型,并采用遗传算法求解.对某两线相交网络进行算例分析表明:采用运力协调方案后,列车开行总数仅增加1列,留乘人数减少了68.44%,运力协调度更接近1,大客流方向站台的最大聚集人数分别降低11.77%与19.68%,各方向的运能供给更好地适应客流需求,可有效提高乘客和运营企业双方的利益.     

满足客流需求的地铁列车延误协同调整方法

以尽快疏散客流为出发点,提出协同调整城市轨道交通初始延误列车前方列车的方法.基于列车能力与客流需求的交互关系、运行约束和调整时间约束,协调考虑车内乘客和站台乘客,以全部乘客总旅行时间最小为目标建立了整数规划模型,并构建多列车、多车站时刻调整的组合动态规划求解算法.实例验证结果表明了模型与算法的有效性,与其他方法相比,该协同调整方法得到了更少的乘客旅行时间.     

铁路公交化旅客列车开行方案优化

列车开行方案直接影响旅客运输的需求和铁路企业的成本支出.在充分考虑影响城市间开行列车的各种主要因素的基础上,建立了确定在两主要城市间开行合理列车对数、列车载客人数、旅客列车在沿线车站停车次数及停车机会的数学模型,使旅客延误的总时间最少,并使铁路企业获得最大的经济和社会效益.利用该方法对广深线列车运行方案进行计算,得出了合理的列车运行方案.     

单线列车运行调整目标体系与算法模型的研究

为了解决列车运行调整优化过程中调整目标存在目标单一、适应性不强、不能满足实际运行情况等问题,在对各种常用的性能指标进行综合分析的基础上,并结合现场调查与调度经验,利用满意优化理论,分析了晚点列车的等级、晚点时间、晚点列车数量等不同性能指标对调整目标满意度的影响.提出了基于满意优化理论的列车运行调整目标体系模型,并将该模型与传统的列车运行调整目标体系在同样的实例环境下进行了仿真.仿真结果表明,与传统的列车运行调整目标体系相比,该模型在实际运行过程中具有更好的优化性和有效性.     

基于乘客等待时间的城市轨道交通列车运行调整模型

研究突发事件导致列车晚点情况下城市轨道交通列车运行调整问题.从乘客角度出发,提出了“首站控制”和“多站协调控制”两类列车运行调整策略.考虑列车能力约束和列车区间运行时间、追踪间隔时间等运行条件约束,以受突发事件影响的全部乘客等待时间最小为优化目标,建立了基于两类调整策略的列车运行调整模型,采用Lingo软件进行求解.以某简化线路为算例,与不采取控制策略相比,两类策略下乘客等待时间均节省约9％,结果表明了模型的有效性,能够为轨道交通列车运行调整提供辅助支持.