考慮乘客出行效率的城市軌道交通列車開行方案優(yōu)化研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)及人口的急劇膨脹，城市交通擁堵問(wèn)題日益嚴(yán)重。城市軌道交通以其大運(yùn)量、高效率、低能耗、高環(huán)保的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為各大城市解決城市擁堵問(wèn)題的首選方案。近年來(lái)，在各地政府的大力支持下，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)工作已經(jīng)取得了明顯成果。然而，在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)方面，各運(yùn)營(yíng)單位依然采用最為傳統(tǒng)的最大斷面法確定列車開行方案，大大抑制了城市軌道交通服務(wù)水平的提升。
　　為提升城市軌道交通服務(wù)水平，本文在深入分析既有研究成果的基礎(chǔ)上

2、，總結(jié)了影響列車開行方案編制的各項(xiàng)因素，給出了城市軌道交通列車開行方案編制框架;并分別以城市軌道交通單條運(yùn)行線路及整個(gè)路網(wǎng)為研究對(duì)象，以行車條件、運(yùn)力資源配置水平、城市發(fā)展水平等為約束條件，提出了考慮乘客出行效率的城市軌道交通列車開行方案優(yōu)化方法。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)結(jié)合既有研究成果，從城市發(fā)展、乘客出行需求、行車條件和運(yùn)力資源四個(gè)方面出發(fā)，系統(tǒng)性的分析了影響城市軌道交通列車開行方案的各項(xiàng)因素;并以此為基礎(chǔ)，提出了

3、城市軌道交通列車開行方案編制框架。
　　(2)以單條城市軌道交通線路為研究對(duì)象，在分析城市軌道交通客流時(shí)變特性的基礎(chǔ)上，以始發(fā)站列車發(fā)車時(shí)刻為變量，以站臺(tái)容量、列車容量、發(fā)車間隔、首末班車發(fā)車時(shí)刻、備用車底數(shù)等為約束條件，以乘客與運(yùn)營(yíng)企業(yè)綜合費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建了城市軌道交通列車時(shí)刻表優(yōu)化模型。并根據(jù)模型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于仿真的兩階段遺傳算法。在仿真過(guò)程中，將站臺(tái)容量及列車容量設(shè)定為強(qiáng)約束條件，并假定所有乘客遵循“先到先服務(wù)”的

4、原則進(jìn)站及乘車，其具體出行過(guò)程可以描述為:到站——排隊(duì)進(jìn)站——到達(dá)車站站臺(tái)——排隊(duì)候車——上車——下車——出站。算例結(jié)果顯示，當(dāng)優(yōu)化時(shí)間間隔δ=5s、10s和30s時(shí)，優(yōu)化模型得到的系統(tǒng)綜合費(fèi)用相較于均衡開行方案分別降低了10.03％、9.60％和8.04％。
　　(3)以高峰期單條城市軌道交通線路為研究對(duì)象，給出了高峰期乘客出行費(fèi)用的計(jì)算方法，并在分析列車開行方案對(duì)乘客出發(fā)時(shí)間選擇行為影響的基礎(chǔ)上，以列車在始發(fā)站的發(fā)車時(shí)間為決策

5、變量，提出了城市軌道交通列車時(shí)刻表雙層規(guī)劃模型及求解算法。算例結(jié)果表明，該優(yōu)化模型能夠較好的描述乘客出發(fā)時(shí)間選擇行為與列車開行方案之間的關(guān)系，并有效的平衡乘客及運(yùn)營(yíng)單位之間的利益。
　　(4)以非連通型城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，根據(jù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)周期性運(yùn)行的特點(diǎn)，給出了一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用及乘客出行費(fèi)用的計(jì)算方法。并在此基礎(chǔ)上，以各運(yùn)營(yíng)線路發(fā)車間隔及始發(fā)站發(fā)車時(shí)刻相位差為決策變量，以乘客及運(yùn)營(yíng)企業(yè)的綜合費(fèi)用最