本文選題：城市軌道交通　切入點(diǎn)：大小交路　出處：《北京交通大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的推進(jìn),北京、上海和廣州等大城市的城市軌道交通已率先進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營時(shí)代,其他各城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)化格局正在逐步形成。與此同時(shí),客流的持續(xù)增長(zhǎng),各方對(duì)服務(wù)水平、運(yùn)營安全和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)注,促使我國城市軌道交通運(yùn)營管理方式正在由單線運(yùn)營向網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的方向轉(zhuǎn)變。多交路運(yùn)營組織是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營組織的重要組成部分,而其中的大小交路運(yùn)營方式也是目前我國城市軌道交通使用最為廣泛的一種運(yùn)營組織方式。因此,研究城市軌道交通大小交路列車開行方案的優(yōu)化編制,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營背景下城市軌道交通列車的優(yōu)化組織,對(duì)提高城市軌道交通運(yùn)營效率和服務(wù)水平具有十分重要的意義。本文在剖析現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了影響城市軌道交通大小交路列車開行方案編制的關(guān)鍵因素,分析了我國城市軌道交通開行大小交路的線路情況及其客流特征;并分別以城市軌道交通直徑線和放射線為研究對(duì)象,提出了城市軌道交通大小交路列車開行方案優(yōu)化方法和列車時(shí)刻表優(yōu)化方法。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)結(jié)合既有文獻(xiàn),從客流需求、行車條件和運(yùn)力資源三個(gè)方面出發(fā),系統(tǒng)分析了影響城市軌道交通大小交路列車開行方案編制的因素;統(tǒng)計(jì)并分析了我國城市軌道交通實(shí)施大小交路運(yùn)營組織模式的線路情況及其客流特征。結(jié)果表明,大小交路運(yùn)營線路中長(zhǎng)度超過35km的線路數(shù)占線路總數(shù)的91.3%,斷面客流不均衡系數(shù)介于1.80～2.99。(2)以城市軌道交通直徑線為研究對(duì)象,在分析大小交路運(yùn)營特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,考慮線路通過能力、最小發(fā)車頻率、列車滿載率和站臺(tái)長(zhǎng)度等約束條件,以乘客等待時(shí)間、車輛走行公里和列車運(yùn)行時(shí)間最小為目標(biāo),以小交路列車折返站位置、大小交路列車的發(fā)車頻率及編組輛數(shù)為決策變量,構(gòu)建了城市軌道交通大小交路列車開行方案優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點(diǎn),采用線性加權(quán)和法、懲罰函數(shù)法,將原多目標(biāo)約束問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)無約束優(yōu)化問題,并設(shè)計(jì)了求解模型的受控隨機(jī)搜索算法。通過算例驗(yàn)證了模型和算法的有效性,對(duì)小交路發(fā)車頻率、折返站位置等進(jìn)行了靈敏度分析。結(jié)果表明,開行大小交路不僅可以降低企業(yè)運(yùn)營成本,減少車輛運(yùn)用數(shù);小交路長(zhǎng)度越短對(duì)乘客越不利,且不能使企業(yè)成本節(jié)省越多。(3)以城市軌道交通大小交路列車運(yùn)行圖為基礎(chǔ),給出了均勻發(fā)車和非均勻發(fā)車兩種情形下小交路區(qū)段乘客的平均等待時(shí)間計(jì)算方法。通過客流分析,給出了大、小交路列車客流分擔(dān)比例的計(jì)算方法。在分析列車編組、發(fā)車間隔對(duì)列車滿載率影響的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了考慮列車滿載率均衡性的大小交路列車開行方案雙層規(guī)劃模型。上層模型為開行方案優(yōu)化模型,采用遺傳受控隨機(jī)搜索算法求解,旨在確定最優(yōu)的小交路折返站和列車發(fā)車頻率。下層模型為滿載率均衡性優(yōu)化模型,采用枚舉法求解,旨在確定最優(yōu)的列車編組方案和發(fā)車間隔,使得列車滿載率均衡程度最大。以某城市軌道交通線路為例,驗(yàn)證了模型和算法的有效性。研究結(jié)果表明,采用"大交路大編組、小交路小編組"的編組方案可以提高大、小交路列車滿載率的均衡性,降低企業(yè)運(yùn)營成本。選擇合理的小交路長(zhǎng)度,不僅可以保證大、小交路列車滿載率的均衡性,而且可以實(shí)現(xiàn)乘客和企業(yè)雙方利益最大化。(4)以城市軌道交通放射線為研究對(duì)象,考慮客流的時(shí)變特性,以乘客等待時(shí)間、列車運(yùn)行時(shí)間和車輛走行公里最小為目標(biāo),以發(fā)車間隔、列車滿載率及其均衡性、最大可用車底數(shù)為約束,構(gòu)建了城市軌道交通大小交路列車時(shí)刻表優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點(diǎn),建立了計(jì)算機(jī)仿真模型,并將其與遺傳算法相結(jié)合,提出了基于計(jì)算機(jī)仿真和遺傳算法的求解方法。研究結(jié)果表明,優(yōu)化后的時(shí)刻表可以使運(yùn)力與客流需求更加匹配,有效緩解了高峰期乘客擁擠狀況。在企業(yè)運(yùn)營成本相等的情況下,優(yōu)化后的乘客等待時(shí)間較優(yōu)化前減少了 1266.2小時(shí),降幅達(dá)16.5%。
[Abstract]:With the advance of the network process of urban rail transit in China , the urban rail transit in Beijing , Shanghai and Guangzhou has taken the lead in the network operation era , and the network pattern of rail transit in other cities is gradually formed . ( 2 ) Based on the analysis of the characteristics of urban rail transit , the method of calculating the average waiting time of the passenger in small cross - route trains is established based on the analysis of the characteristics of traffic capacity , minimum departure frequency , full load rate of train and length of train . The results show that the model and algorithm are optimized by using the method of linear weighted sum method and penalty function . ( 4 ) Taking urban rail traffic as the research object , considering the time - varying characteristics of passenger flow , taking the minimum of passenger waiting time , train running time and vehicle running distance as the target , establishing a computer simulation model based on the characteristics of the model , establishing a computer simulation model , and combining it with the genetic algorithm . The results show that the optimized time scale can make the transportation force and the passenger flow demand more matched and effectively alleviate the passenger crowded condition in the peak period . In the case of equal operation cost of the enterprise , the optimized passenger waiting time is reduced by 126.2 hours before the optimization , and the reduction is 16.5 % .

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U292

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 史芮嘉;城市軌道交通系統(tǒng)輸送能力利用率測(cè)算及優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：1727423