基于周期化運行的軌道交通列車開行方案和運行圖研究.pdf

1、隨著以列車運行速度為代表的鐵路技術(shù)裝備水平的不斷提高，以及人們對運輸需求的日益增長，在我國軌道交通實行以列車周期運行為特征的運輸組織模式成為可能。 本文深入分析了周期化列車運行的特點，根據(jù)我國國情、軌道交通的特點以及發(fā)展方向，提出在我國軌道交通系統(tǒng)實行列車周期化運行的運輸組織模式；將列車周期化運行與我國快速軌道交通的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、車流性質(zhì)、實際要求等具體情況相結(jié)合，圍繞制定列車周期開行方案和編制列車周期運行圖兩個主題，通過詳細的影響

2、因素分析，分別建立了模型，設(shè)計了相應(yīng)求解算法，對符合我國國情的列車周期化運行的相關(guān)組織理論進行了深入研究。 本文主要包括以下幾方面的內(nèi)容： (1) 提出了單元周期運行圖的表示周期運行圖的方法，分析了軌道交通采用周期化運行模式的優(yōu)點以及采用條件。提出了基于列車周期運行的條件下，線路通過能力新的評價標(biāo)準(zhǔn)——組合通過能力。以京滬客運專線為背景，研究了不同列車開行模式下的組合通過能力。結(jié)合我國國情，分析了在我國快速軌道交通網(wǎng)采用

3、基于周期化運行組織模式的可行性和必要性。 (2) 介紹了周期事件排序問題 (PESP)，構(gòu)建了基于約束圖的PESP模型框架，研究并歸納了PESP模型的周期約束及其可行解的一些特點和性質(zhì)，對一些主要性質(zhì)給出了證明方法。深入研究了周期勢差模型。將PESP模型與其他相關(guān)模型進行了比較，并且研究了PESP適合列車運行圖鋪劃的優(yōu)勢。研究了求解PESP的復(fù)雜性并給出了改進了的反推求解算法。 (3)研究了城際軌道交通列車周期開行方案的

4、制定。從運輸企業(yè)、乘客利益以及總體最優(yōu)的觀點出發(fā)，充分考慮到客流的不確定性，分別建立了不同目標(biāo)的單目標(biāo)機會約束模型和多目標(biāo)機會約束模型，給出了極大模理想點求解多目標(biāo)規(guī)劃、等價類求解機會約束規(guī)劃的方法，研究了針對此模型的遺傳算法。以京津城際軌道交通線為背景，求解了不同條件下的最優(yōu)列車周期開行方案，分析了計算方法和不同條件下模型所得結(jié)果。 (4) 研究了客運專線網(wǎng)周期列車開行方案的制定。提出將合并式列車開行方案和拆分式列車開行方案相

5、結(jié)合，減少列車的開行種類，簡化開行方案的制定。從減少運輸企業(yè)成本支出、減少乘客換乘觀點出發(fā)，考慮客流的不確定性，建立了相應(yīng)單目標(biāo)模型和多目標(biāo)模型。對不同等級列車客流分配、改進的最短路算法、機會約束確定性等價類轉(zhuǎn)換、將非線性規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃模型進行簡化以及模型求解的遺傳算法進行了研究。以一定規(guī)模的客運專線網(wǎng)絡(luò)為背景，結(jié)合我國的實際情況，分別求解了該路網(wǎng)中、高速列車混行，純高速列車運行以及列車交錯停車運行等不同條件下的列車周期開行方案

6、。 (5)研究了周期運行圖的編制理論，并編制了實際周期運行圖。分別討論了編制周期運行圖需考慮的具體周期約束及其周期勢差表示，深入研究了動車組循環(huán)套跑模式下折返周期約束的表示及其計算方法、旅客換乘周期約束的表示及其計算方法、動車組使用數(shù)量的計算。以PESP理論、周期勢差模型為基礎(chǔ)，建立了周期運行圖網(wǎng)絡(luò)模型，研究了網(wǎng)絡(luò)模型生成樹的選擇、決策變量的取值特點，研究了模型求解前簡化的方法，設(shè)計了遺傳算法對模型進行求解；編制了樹狀和網(wǎng)狀軌道