城市轨道交通全网列车衔接优化模型研究

在城市轨道交通网络化运营的条件下,为提高轨道交通服务水平,实现高效运营,建立城市轨道交通全网衔接优化模型。该模型以全网所有换乘站各个方向上的旅客换乘平均候车时间最小为目标,以列车发车条件和换乘可行性为主要约束条件,根据模型特点,设计混合种群的遗传算法进行求解。最后以成都1、2、7地铁线网为例进行仿真,将优化前后的运营效果进行比较,结果表明该模型能有效减少全网换乘等待时间。     

柔性间隔发车下城轨网络换乘协同优化

为提高城市轨道交通网络时刻表和客流需求的匹配性,采用柔性间隔发车策略以提高协同性能.以等间隔发车模式下列车发车相位确定发车基准点,并容许列车发车时刻在基准点附近可柔性调整一定范围,以最大化网络总换乘协同乘客数为目标构建了基于柔性发车间隔的时刻表协同优化模型;考虑优化模型中存在大量0、1变量,模型求解困难,以各线路的列车发车相位以及各列车发车时刻的柔性偏移量为染色体设计了遗传算法来生成优化解.案例研究结果表明:遗传算法求解性能好,在等间隔发车时引入10%柔性,实现换乘协同乘客数提高11.85%.该方法可快速生成网络换乘协同时刻表方案,提高换乘节点效率,能满足大规模网络的求解需求.     

考虑满载率均衡的城市轨道交通直通运营开行方案优化

为了优化城市轨道交通直通运营的开行方案,分析了城市轨道交通直通运营的运营组织方法,划分了直通运营条件下乘客OD类型,提出了直通运营条件下的列车满载率不均衡系数的计算方法;加入了对列车多编组以及满载率不均衡性的考虑,以直通运营区间范围、不同列车发车频率、不同列车编组为决策变量,以最小化乘客出行成本、企业运营成本以及满载率不均衡系数为目标,构建了直通运营条件下城市轨道交通列车开行方案优化模型,设计了混合编码的遗传算法进行求解;以北京地铁房山线与9号线为例,研究了高峰时段和平峰时段最优的城市轨道交通直通运营开行方案,对比分析了直通运营与独立运营模式下的区间满载率等运营指标,探究了不同目标权重对最优解及优化结果的影响。结果表明：在高峰时段,与独立运营模式相比,直通运营模式在不改变列车编组的条件下,优化效果达到了12.85%;在平峰时段,开行多编组的列车可以有效地提高全线的满载率均衡性;最后通过权重分析发现随着乘客服务水平权重下降、运营企业成本权重上升,直通列车的发车频率下降,直通运营区段逐渐变小,开通直通运营列车的效果逐渐变差。     

基于信息融合的城市轨道交通调度决策

基于信息融合的理论和方法,将城市轨道交通的历史客流数据进行相关和集成融合,得出实时调度所需的特征数据,给出了特征数据的计算方法。利用这些特征数据与实时的数据进行数据层与特征层数据的融合,得出实时的发车间隔决策,建立了实时的城市轨道交通调度模型。最后结合长春市轻轨的运营数据进行了实证分析,经检验实时调度模型效果良好。     

基于DCTPS模拟的地铁供电能力仿真评估研究——以北京地铁8号线为例

针对目前国内城市轨道交通分散式供电系统仿真研究的现状，基于牵引计算与供电仿真计算软件(DCTPS)建立城市轨道交通分散式供电系统供电能力仿真评估模型，实现对直流牵引供电系统输出电压、母线载流量的仿真分析。以北京地铁8号线为研究对象，通过仿真计算不同情况下100 s发车间隔运行需求，结果表明：北京地铁8号线供电系统在正常状态下基本满足100 s发车间隔运行需求；在牵引整流单机组、牵引所解列大双边、开闭所单电源、开闭所解列等运行情况下，供电系统均无法完整满足全线100 s发车间隔运行需求。     

基于逐步优化的轨道交通网络行车计划衔接

为适应城市轨道交通网络化运营需求,编制列车行车计划应当尽可能缩短乘客的换乘等待时间,方便乘客出行.从实用性和可操作性出发,提出网络换乘的主动衔接和被动衔接概念,在此基础上利用逐步优化的思路对列车行车计划进行优化,优先针对换乘客流大的换乘方向进行衔接,然后按换乘客流大小依次衔接网络上剩余换乘方向,得到优化后的列车行车计划.以上海市轨道交通网络为例验证算法的计算流程和优化结果.结果表明,在网络衔接中不同线路的列车开行间隔呈现相同或者倍数的关系,网络的整体衔接程度较优.     

考虑空驶里程优化的城轨车辆基地规模分配方法

为了量化城市轨道交通（以下简称为“城轨”）车辆基地规模对列车运营的影响,在建设规划阶段合理决策车辆基地规模,研究了单一线路下多车辆基地、多交路、多折返站条件下的车辆基地规模分配问题。首先,以列车空驶里程为优化目标,综合考虑不同首发模式,并面向列车运行的不同阶段构建混合整数线性规划模型。其次,以广州13号线远期规划为例验证所提出方法的有效性。最后,探讨了不同首发模式下车辆基地收发车方向、发车能力与折返站开启方案对空驶里程及规模分配结果的影响。研究结果表明:所提出的模型可快速获得经济节约型的车辆基地规模分配结果；此外,车辆基地收发车方向与发车能力对规模分配存在一定影响,不同首发模式下影响程度存在差别,折返站开启方案仅在均匀首发条件下可影响规模分配结果。研究结果为车辆基地规模分配决策提供了一种新的方法,可作为城轨车辆基地规模实际决策的依据。     

哈尔滨市25路公交车发车间隔的优化

公交调度是公交企业运营管理的核心内容,对公交调度优化方法进行研究是提高运营调度水平、增强公交吸引力的关键.阐述乘客满意度、乘客舒适度和企业满意度的调查方法及黄金分隔求解法,并通过对哈尔滨市25路的交通调查,运用基于乘客与企业满意度的模型对发车间隔进行优化,运用黄金分隔法进行建模求解,确定发车时刻表,为优化公交调度提供依...     

城市轨道交通列车交路方案优化模型研究

为了对城市轨道交通列车交路方案进行优化,建立非线性规划模型及多目标规划模型。非线性规划模型以最少的运用车底数为优化目标,有效地将列车交路折返点及列车开行数量进行综合优化,但该模型求解难度较大,仅适合对列车交路方案优化做理论分析。多目标规划模型则充分考虑了实际情况,首先确定列车折返点,或者提供几种备选形式,再运用多目标规划求解各交路最优列车开行对数,得出列车交路方案的最优解。最后用算例验证了多目标规划模型的有效性。     

基于再生制动能利用的高铁列车运行图优化

动车组列车在制动时会产生大量再生制动能源,可供同一供电分区牵引列车使用,充分利用再生制动能可以降低运营能耗并节约运营成本．利用列车始发站发车时刻及停车站停站时间的可控性,考虑多列车安全运行间隔与动车组交路中车次接续时间等约束条件,以再生制动能利用最大化为目标构建节能时刻表模型,使用Gurobi求解器求解,并通过实例检验模型有效性．结果表明,优化后的列车运行图再生制动能利用率为49.3%,节约的牵引能耗可达14 967.622 kW?h,节能效果显著;对比退火算法的模拟结果表明,使用Gurobi求解器后的模型精度与效率均较优．研究结果可为铁路运输部门编制节能运行图提供参考．     

基于轨道交通的常规公交线网优化模型研究

在常规公交支持轨道交通的发展模式下,运用主轨道有效影响因子对研究区域进行梯度分级;提出了基于路段客流、广义票价费用、服务时间及环境费用的四维有效因子,并构建基于供需平衡与乘客出行有效费用的双层优化模型,利用考虑约束条件遗传算法对上层模型进行求解,并用该模型及其算法对基于地铁1、2号线的成都市公交线网进行优化.结果表明:...     

城市轨道车辆运行的节能方法软件开发

根据牵引计算和节能优化控制策略的基础理论,提出了城轨车辆运行的节能优化算法,并用C#语言建立了城轨车辆运行节能优化系统模型.结合上海地铁2号线的实际运行条件,选择了上海科技馆站到世纪公园站这一区间进行仿真计算.研究结果表明,城轨车辆采用二次制动方式的节能效果较佳.     

城市轨道交通车站双层选址模型

为保证城市轨道交通车站选址的合理性,避免建成后分担率低的情况,建立基于既定线路和候选车站的双层选址模型.上层模型以客流量最大为目标,且在对候选车站进行客流量预测时,建立地理加权回归模型.下层模型考虑经济属性,将乘客出行成本和运营方成本作为城市轨道交通综合交通成本,以单位乘客综合交通成本最小为目标.通过对比多个启发式算法,确定基于模拟退火算法的求解流程.以哈尔滨地铁1号线为例,运用所建立模型对该线路的车站进行重新选址.结果表明:采用该模型所得到的车站选址方案其各车站每日上车乘客量之和为191 553人,较现有的177 010人,增长了14 543人,增长比例为8.2%;而新选址方案的牵引能耗成本为每日15 972元,较现有车站的17 501元,减少了1 529元,减少比例为8.7%。所建立的城市轨道交通车站双层选址模型能同时保证选址结果的社会效益和经济效益.     

基于灵活停站时间的轨道交通网络末班车接续优化

为提高城市轨道交通网络末班车换乘接续效果,以换乘客流时空分布特征及列车运行过程为基础,采用数学规划方法,选取末班车发车时刻及停站时间为决策变量,以有效换乘客流量最大化为目标,构建末班车协同接续优化模型,并利用CPLEX优化软件进行求解.以北京市轨道交通网络为对象进行实证研究,与实际列车运行计划对比分析的结果显示:有效换乘客流量增加12.4%,末班车协同接续数量提高8.2%,表明所构建方法能较好地提高末班车接续效果.     

基于QFD的城市轨道交通服务质量评价

针对目前城市轨道交通服务质量评价体系不能充分反映乘客实际需求及感知的现状,以福州市为实例应用质量功能展开(QFD)法构建了一种城市轨道交通服务质量评价指标体系.首先运用“5W1H”和KJ法将调查整理得到的乘客需求层次表转化为评价指标; 其次结合专家打分法、独立配点法构建QFD三阶段质量屋模型,得到各级指标的相对权重; 最后以福州市城市轨道交通为实例构建了服务质量评价指标满意度-重要性矩阵(IPA矩阵),并经分析表明本文方法不仅可以准确判断指标的分布情况,有效分析城市轨道交通服务的竞争优劣势,而且能够识别出服务需改进的先后步骤.本文研究结果可为轨道交通运营主管部门评价和改善运营服务质量水平提供参考.     

基于粒子群算法的地铁列车节能运行优化

针对降低轨道交通运行能耗的问题,提出基于粒子群算法的地铁列车节能运行两阶段双层优化方法。首先依据列车行车组织的特点,建立列车运行调整模型,在第一阶段利用粒子群算法全面搜索列车最优节能驾驶曲线,即在符合运行时间约束的前提下获得最优运行曲线;第二阶段为时刻表运行时间优化,利用第一阶段所获得的优化结果,生成各区间的能耗-时间曲线,进而优化列车时刻表。采用某地铁2号线数据对此方法进行测试。测试结果表明:本优化算法对实际线路中列车的节能运行以及时刻表的制定与优化具有良好效果。     

“双碳”视角下的上海市轨道交通客 流时空格局及特征

在快速城市化与“双碳”背景下,城市通勤引发的交通及能源问题成为制约城市可持续发展的重要因素。故利用467万条智能交通卡数据分析上海市轨道交通客流的总体特征及空间分布特征。结果表明：从时间尺度上分析,早高峰、晚高峰时段内乘客的平均出行时间要稍低于全样本时段内乘客的平均出行时间;轨道交通进站客流早高峰会早于出站客流早高峰出现;从市辖区尺度分析,人口数量与各市辖区的轨道交通客流量呈现出一定的正相关性;从街道尺度来看,城市中不同街道的居民对于轨道交通的依赖程度存在较大差异,空间差异性较强。因此,建议发展以步行和自行车为主的低速交通网络,建立公交与步行城市交通并重的绿色出行发展模式,并不断完善交通需求管理方式,以减少城市道路的碳排放量,进一步提高城市绿色交通运行效率,推动城市低碳经济的快速发展。     

地铁次优定价模型研究

以次优定价理论为基础,系统分析了城市地铁定价理论与方法,提出了地铁次优定价模型.以社会福利最大化为目标函数,以地铁经营者无财政赤字为约束条件,考虑减少温室气体排放和交通方式分担率因素,区分通勤消费者和非通勤消费者,给出地铁月票和一般票的定价方法.以北京2005年地铁运营相关数据和日本的碳排放统计数据为基础,考虑了土建工程维护等费用,进行了实例计算,因考虑了低碳经济的因素,结果略低于实际票价,验证了模型的合理性.     

基于Legion的城市轨道交通车站客流组织仿真与评价

微观仿真技术是轨道交通车站客流组织优化的有力手段.通过分析、对比国内外行人仿真模型及软件的发展历程和优缺点,选取Legion软件作为仿真平台,以北京地铁呼家楼站作为实例,对客流组织进行仿真研究.针对现阶段车站客流需求和存在的问题,提出改进方案并建立仿真模型,利用平均客流密度和设施服务水平等指标对方案进行评价,归纳得出适用于一般轨道交通车站客流组织的经验,最后指出基于仿真手段进行车站客流组织优化及评价的发展方向.