考虑动态客流需求和大小交路模式的城市轨道交通列车开行方案优化

分析乘客出行需求的时间、空间分布特征,采用4参数Logistic函数对累计客流曲线分段拟合,推导各车站在任意时间段内客流需求量的计算公式。考虑客流需求的动态特征和大小交路模式下列车发车间隔时间的特点,以减少乘客平均等待时间、提高列车平均满载率以及减少列车总走行公里数为优化目标,建立列车开行方案的多目标混合整数非线性优化模型;利用改进的NSGA-Ⅱ对模型求解,并根据模型特征设计特殊结构的编码方式。以西安地铁2号线的实际运营数据为例,对轨道交通列车开行方案进行优化。结果表明:根据动态客流需求设计非固定间隔时间的列车发车时刻表,适时采用大小列车交路运行模式得到的列车开行优化方案,可有效满足乘客和运营企业双方的利益需求。     

客流-车流耦合的城轨交通运行指挥决策体系探讨

随着路网规模和客流强度的激增,超大城市轨道交通系统面临着运力运量不匹配、运力不足、延误等痛点,运营中断情况也更加频繁,其主要矛盾是日益增长的客流规模与运力在时间和空间的不匹配,列车运行依然按照计划运行图,无法适应复杂的客流变化需求。因此,遵循“客流为中心,运行为核心”的新运行模式理念,提出基于客流-车流耦合的运行指挥体系,通过客流预测、客流-车流的耦合分析和推演等手段,精准掌握线网客流的发展规律,并基于客流需求及时调整运输计划,实现运力运量的精准匹配。     

Y形共线模式下轨道交通列车开行方案研究

研究目的:随着城市轨道交通网络规模的扩大和换乘客流的持续增加,对轨道交通运营的要求不断提高。在有限的轨道交通供给条件下,采用城市轨道交通共线运营模式,是实现线路间资源共享、满足客流出行需求的重要方式。针对共线运营模式下城市轨道交通开行方案,本文从网络共线运营的特征出发,结合影响因素,考虑列车能力限制、区间通过能力、车辆配置数、列车满载率等约束条件,研究何种开行方案既能更好地满足客流出行需求,又能使轨道交通运营企业成本最低,从而实现社会效益和经济效益的最大化。研究结论:(1)Y形线路是共线运营组织形式中最常见的一种形式,依据网络拓扑结构,可分为3种运营组织形式,每种模式均有各自的优缺点和适应性,客流量、折返线、列车编组是其重要的影响因素;(2)Y形线路共线运营组织方案的优化中,应整合各个车站的能力、各条线路的通过能力以及折返站的折返能力,根据客流变化特征,选择合理的开行间隔时间方案,制定其合理的运营组织交路,并对其中的各自单线进行优化;(3)列车开行方案应兼顾企业运营成本和乘客等待时间成本,并尽量使总成本最低;(4)采用主线和支线嵌套的运营交路形式,耗费总成本更低;(5)本研究可应用于城市轨道交通列车运营方案的优化。     

满载率控制的城市轨道交通行车组织优化研究

2020 年新冠疫情突如其来,面对严峻的疫情防控形势和快速增长的复工复产客流,如何有效降低列车满 载率,确保乘客出行安全和运输生产有序,成为城市轨道交通运营企业亟待解决的问题。着眼均衡列车满载率的 运营目标要求,以乘客出行需求为导向,通过分析线路客流时空分布特征,打破既有资源配置约束,利用不平衡 运输、多交路套跑等方式精准配置运力,探讨网络化运营的行车组织方案优化思路。创新的网络化行车组织方案 可有效解决大城市的轨道交通运力运量矛盾,在缓解列车拥挤、提高出行效率的同时,降低运营企业成本,提供 实践推广经验。     

城市轨道交通跨线列车开行方案优化研究

在城市轨道交通线网规模迅速扩张和客流需求快速增长的背景下,针对现有的单线运营模式导致的乘客换乘次数多、系统资源共享程度不高等问题,研究跨线列车开行方案优化以弥补上述不足。根据设施设备跨线运营基本条件、列车跨线次数和跨线客流需求生成跨线交路备选集,以备选跨线交路和本线交路的发车频率为决策变量,考虑线路通过能力、列车满载率和区间交路数量上限约束,以乘客换乘次数最少和出行时间最短为原则,对各OD乘客组进行客流分配,建立线网层面的跨线列车开行方案优化模型,最小化列车运行成本和乘客出行成本。应用模拟退火算法求解模型。南宁地铁线网的案例分析结果表明,相比于单线运营模式,跨线运营模式可使总成本降低6.18%,其中乘客时间成本降低7.33%,乘客换乘次数减少13.79%,可实现成本节约,提升线网服务质量和乘客出行效率的目标。     

客流饱和条件下轨道交通网络动态可达性分析

轨道交通客流的日益增长使乘客在网络上的出行可达性受到影响,当轨道交通处于客流饱和时乘客存在无法上车而被迫留乘的可能性。为分析轨道交通网络可达性的动态变化特征,建立考虑客流饱和条件下的轨道交通网络动态可达性的评价模型;模型以轨道交通网络拓扑结果作为可达性的空间特性,以列车运行计划作为其时间特性。在深圳轨道交通网络上进行案例分析,通过网络客流和列车运行计划,得到乘客在网络上的期望旅行时间,继而得到OD对及车站的可达性指标。结果表明,目前的轨道交通网络中客流需求更大的车站往往配备较好的列车运输能力,以提高可达性,但是受限于列车开行间隔,客流饱和条件下的部分热门车站动态可达性较低。提出可达性评价方法,可用于评价网络中的客流需求与列车运行计划的匹配程度。     

考虑互联互通的城市轨道交通网络列车开行方案优化

为顺应城市轨道交通网络列车跨线运营的运输组织发展趋势,从乘客和企业两方面,提出一种互联互通条件下城市轨道交通网络列车开行方案优化模型。模型以网络列车跨线交路组合方案和发车频率为决策变量,考虑线路通过能力、运用车数量、断面运能等约束,以乘客出行成本和企业运营成本的系统成本最小化为目标。针对模型变量多的特点,设计考虑理性乘客客流分配方法的改进邻域搜索算法进行求解。以包含4条线路的某城市地铁网络进行案例分析,研究跨线运营下的最优开行方案,并与分线运营予以比较,验证优化模型的可行性和算法的有效性。研究结果表明：1)改进的邻域搜索算法求解时间较短,且收敛解质量较稳定;2)与分线运营相比,互联互通下,全网系统成本降低了接近4.0%,全网换乘客流量降低了4.8%,同时开行跨线列车能有效降低企业运营成本,最多可降低40%;3)开行跨线列车提高了乘客的直通性,乘客直达路径数量提高了6.4%,多次换乘的行为大幅减少;4)为保证跨线运营的服务水平,应合理设置跨线交路数量。采用本模型时应充分考虑全网实际客流特点和乘客时间价值,当全网小时进站量大于97 314人次且换乘系数大于1.45时,跨线运营比分线运营更具...     

考虑乘客选择行为的城轨Y型线交路计划编制

为满足网络化条件下互联互通需求,越来越多的城市规划了城市轨道交通Y型线路。编制科学、合理的城市轨道交通Y型线路列车交路计划不仅能使线路的运力与不均衡的客流需求相匹配,还能在满足客流需求的前提下,降低企业运营成本。以Y型线路列车交路计划的组合优化问题为导向,分析城市轨道交通Y型线乘客对直达列车的选择偏好,建立考虑乘客对直达列车偏好的列车交路计划编制模型,并对某市城市轨道交通Y型线进行案例应用和分析。研究表明:随着乘客对直达列车偏好的下降,区间覆盖交路数增加,发车频率降低,企业成本降低,乘客总出行时间增加,乘客对直达列车选择偏好会对交路计划编制产生影响,在实际运营中应予以充分考虑。     

基于换乘网络的城市轨道交通关联公交接驳线网优化

轨道交通和常规公交是城市公共交通系统中最主要的两种方式,它们之间的有效接驳是城市公共交通一体化的重要环节,由此形成了公交接驳线网优化问题(FBNDP)。以FBNDP问题的既有研究成果为基础,通过对公交接驳线网和轨道交通运营线路组成的换乘网络上乘客出行方案的分析,将换乘费用加入到乘客出行费用中,使换乘网络客流出行费用考察更为全面。以最小化乘客出行成本和常规公交运营者开行成本为优化目标,建立基于换乘网络的接驳线网优化模型(FBNDP-TN模型)。模型中,客流不再具有唯一终点(多对一),而是每个公交站点与轨道车站间均有客流需求这种更一般情形(多对多情形)。并设计了更严格遵守频率约束的遗传算法,对测试算例网络上客流"多对一"和"多对多"进行了比较分析。算例分析结果表明:优化方法具有较好的性能,客流分布对接驳线网结构具有显著影响。     

面向O-D时变需求的城轨列车运行计划优化方法

面向城轨客流时变需求,在给定乘客服务水平的限制下,耦合出行需求与列车始发时间,优化城轨线路列车运行计划,使得列车对数和列车车底数最小化。以具有单一尽头车场的列车运行计划优化问题为研究背景,将该问题分解为列车时刻表优化子问题和列车周转方案优化子问题。针对列车时刻表优化子问题,提出基于时刻表的客流分配方法,构建相应的列车时刻表优化模型,并设计列车时刻表双向关联序列化优化算法;针对列车周转方案优化子问题,建立相应的列车周转方案优化指派模型,同时设计求解该模型的匈牙利算法。算例分析表明:本优化产生的列车运行计划,在满足乘客服务水平的基础上,最大限度地降低了列车运行成本,依次使得列车对数、列车车底数最少,证明模型和算法的有效性。     

新建兰州至中川机场铁路线路方案研究

新建铁路兰州至中川机场线,在线路意义及其在路网中作用确定的前提下,根据兰州枢纽现状运营能力及相关线路建成所引起的枢纽客货运量变化,分析了枢纽西端存在的问题;从而根据本线引入所带来的近、远期运量的变化,着重分析线路能力的适应性,结合客观条件确定了线路方案。有效地解决了现状问题并使本段铁路运输能力最大化,为以后线路方案的选择提供参考和借鉴。     

铁路货运旬日历装车方案自动编制系统的研究与实现

以客户按旬提报的运输需求数据为基础,将客户类型、重点物资、装车站能力等设置为约束条件,搭建客户需求受理和铁路运力集中配置平台,实现计算机自动配置铁路运力,形成旬日历装车方案。     

宁高及宁溧城际铁路运输组织方案研究

根据江苏省沿江城市群城际轨道交通网规划,在深入分析各线客流特征的基础上,结合各线工程条件、技术标准提出了各线独立运营、全部贯通或部分贯通运营等4个方案,并从运能余量、服务水平、客流直达性、运营管理、工程投资等方面对各方案进行了综合比选。     

客车捎带模式下高铁快捷货物输送方案研究

以提高高铁快运当日达产品的时效性、收益率为核心,对既有载客动车组捎带模式下的快捷货物输送方案进行优化。借助时空网络以列车运行成本与时间惩罚费用之和最小为目标,同时满足货主时限、列车容量以及列车停站方案等约束,建立输送方案优化模型,通过匈牙利算法,并借助Matlab的Yalmip工具箱求解模型。以兰州西站至天水南站、宝鸡南站及西安北站部分时间段的快捷货物运输需求为背景进行算例分析,验证模型的有效性。结果表明合理估算列车装载容量及货物的延迟时限对输送方案的选择起重要作用。     

全面调整运输生产力布局充分释放铁路运输生产力

铁路原有的运输生产力布局不适应内涵挖潜、提高运力资源使用效率的要求,不适应建设现代化检修基地、提高设备质量的要求,不适应运输企业减员增效、提高劳动生产率的要求,不适应建设发达铁路网、实现铁路跨越式发展的要求。近年来,铁路生产力水平发展较快,为运输生产力布局调整创造了更加成熟的条件。运输生产力布局调整分为规划方案与全面推进、优化完善与深化微调两阶段向前推进,取得了显著成效。目前正在进一步优化新增资源的生产力布局,做好既有运力资源的优化配置,完善站段、车间的制度管理,整合生产作业流程,不断提高站段和车间的管理创新能力。运输生产力布局调整使资源配置得到优化,解决了运输生产站段规模小、数量多和主要干线分割严重,作业区段短的问题,为铁路局直接管理站段和实施内涵扩大再生产创造了条件。     

提高榆次站运输能力的对策

榆次站位于石太、太焦、同蒲、太中银4条铁路干线的交汇处,通过分析榆次站运输组织现状,指出存在的问题,提出合理分配编组站工作量,调整列车编组计划;优化机车交路,提高机车使用效率;优化列检人员配置,合理调整作业流程;优化调度指挥,合理调整列车运行计划;加快设备技术改造,适应增量运输形势等措施,有效提高榆次站的运输能力。     

兰州铁路枢纽客运系统再研究

结合兰州铁路枢纽相关路网调整,根据枢纽客运布局及相关线路情况,对枢纽内客站站场能力、枢纽线路区间通过能力、跨线客车径路等方面进行检算或检查,得出兰州西站站场规模、枢纽线路区间通过能力均能适应路网调整的需要,但存在既有兰州站客运设施不能满足兰新第二双线2014年年底引入的需要、兰州经中川至张掖铁路无法跨线至宝兰客运专线等问题,并针对问题提出解决方案及建议。     

南京地铁宁高线LTE系统综合业务承载方案

宁高城际禄高段为南京地铁首条采用LTE系统实现车地无线通信系统的线路,也是全国首条在120 km/h高速下采用该技术综合承载信号CBTC、PIS、车载CCTV、车辆状态信息等业务的线路。分析宁高城际禄高段LTE车地无线通信系统综合业务承载技术方案,对LTE综合承载业务、无线资源配置情况及宁高线LTE系统网络架构进行论述;并从系统网络优化、区段运行、干扰风险、网络单点可靠性及综合承载网络性能5个方面对应用方案进行测试,有效验证LTE综合业务承载的合理性与适用性。宁高城际禄高段所积累的经验可供同类工程参考借鉴。     

沿江高速铁路引入合肥枢纽的关键问题

规划年度(2030年)合肥枢纽将形成衔接9个方向、13条线路的大型放射状枢纽.但随着沿江高速铁路建设的提前,沿江高速铁路与既有沪蓉铁路在枢纽内共通道能力是否满足需求、枢纽的客运系统布局和客运站分工是否合理、引入车站站型方案是否最优是面临的关键问题.本文根据研究年度(近期2035年、远期2045年)的枢纽客运量及车流特点,结合既有沪蓉铁路的功能定位及分工调整,对枢纽内主要客运站和区段能力进行分析,对引入车站站型进行研究.通过定量和定性分析,从契合城市总体规划、运输组织的便捷性、线路平面条件、工程实施难易度、工程建设条件、投资等多方面综合比选,优化了枢纽的客运系统布局和客运站分工,确定了合理的枢纽引入方案.     

虹桥综合交通枢纽城市轨道交通方案研究

根据规划,上海虹桥综合交通枢纽将建成高速铁路、普通铁路、高速磁浮、城市轨道交通、公交出租、长途客运、航空港等多种交通方式紧密衔接、便捷换乘的现代化大型综合交通枢纽。在深入分析虹桥综合交通枢纽城市轨道交通的服务对象、服务功能、服务总量和区域开发服务需求的基础上,对虹桥综合交通枢纽的城市轨道交通局部网络调整方案和城市轨道交通线路总体方案进行了研究,提出了合理优化的推荐方案。