預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)鐵路將逐步形成由客運(yùn)專線、城際鐵路和既有提速線路相配套的、總里程約5萬(wàn)km的鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。制定面向整個(gè)鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的旅客列車開行方案,需要確定列車的始發(fā)站、終到站、列車類別、列車定員、運(yùn)行徑路、停站序列、開行數(shù)量等要素,是一類基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模組合優(yōu)化問(wèn)題。 本文將車站其劃分為集結(jié)站或非集結(jié)站,將網(wǎng)絡(luò)中的客流按給定規(guī)則向集結(jié)站集結(jié)；設(shè)計(jì)了帶有隨機(jī)客流OD和柔性約束的旅客列車開行方案機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃模型和算法；研究了網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)能力限制區(qū)段等特殊情況下的運(yùn)輸組織方法；采用初步開發(fā)的旅客列車開行方案決策支持系統(tǒng)對(duì)一個(gè)自構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了算例分析與方案比較。 論文的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面： (1)鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的抽象描述 在深入分析鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中車站、線路、客流、列車、徑路等因素的基礎(chǔ)上,考慮車站在網(wǎng)絡(luò)中的地位、作用等因素,將車站劃分為集結(jié)站與非集結(jié)站,并將網(wǎng)絡(luò)中的客流按給定規(guī)則向集結(jié)站集結(jié),從而為旅客列車開行方案的優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件。 (2)鐵路旅客列車開行方案優(yōu)化模型 兼顧鐵路、旅客以及其他各方利益,以極大化鐵路企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、極小化旅客出行成本等為優(yōu)化目標(biāo),以通過(guò)能力約束、列車運(yùn)用約束、服務(wù)水平約束等為約束條件,建立了旅客列車開行方案優(yōu)化的確定性多目標(biāo)硬約束模型；將目標(biāo)函數(shù)和軟約束轉(zhuǎn)換為目標(biāo)約束,根據(jù)旅客列車開行方案多目標(biāo)多屬性群決策問(wèn)題中目標(biāo)優(yōu)先級(jí)與權(quán)重的確定方法,通過(guò)引入優(yōu)先因子、正負(fù)偏差量及權(quán)重,建立了旅客列車開行方案優(yōu)化的確定性目標(biāo)規(guī)劃模型；進(jìn)一步以路網(wǎng)中站間OD流量作為隨機(jī)參數(shù),在一定的置信水平下,建立了旅客列車開行方案優(yōu)化的機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃模型。 (3)鐵路旅客列車開行方案優(yōu)化算法 考慮站間客流OD的隨機(jī)性,對(duì)機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃模型設(shè)計(jì)了基于隨機(jī)模擬的遺傳算法,主要包括：基因的自然數(shù)編／解碼、基于客流OD隨機(jī)分布的初始種群生成、基于序的評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算、遺傳算子設(shè)計(jì),并采用了自適應(yīng)的交叉、變異算子保證種群多樣性,避免算法早熟現(xiàn)象的產(chǎn)生。 (4)特殊情況下的運(yùn)輸組織方法 分析車站能力、區(qū)間能力等約束條件未能嚴(yán)格滿足情況下的運(yùn)輸組織方法,重點(diǎn)研究通過(guò)能力限制區(qū)段的運(yùn)輸組織方法。闡述了通過(guò)能力限制區(qū)段的基本理論,針對(duì)提速線路、客運(yùn)專線或城際客運(yùn)專線三種線路的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了成組追蹤法、分時(shí)段運(yùn)行法以及重聯(lián)運(yùn)行法等多種運(yùn)輸組織方法,解決了求解旅客列車開行方案目標(biāo)規(guī)劃模型時(shí)出現(xiàn)正偏差給運(yùn)輸組織帶來(lái)的困難,從而使求出的旅客列車開行方案在運(yùn)輸組織上具有可行性。 (5)算例分析與方案比較 采用初步開發(fā)的鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)旅客列車開行方案決策支持系統(tǒng),基于一個(gè)自構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了算例分析與方案比較。結(jié)果表明,所建立的優(yōu)化模型對(duì)鐵路旅客列車開行方案決策問(wèn)題的描述更加全面,而設(shè)計(jì)的優(yōu)化算法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)生成合理的旅客列車開行方案,驗(yàn)證了本文有關(guān)模型和算法的有效性和實(shí)用性。 旅客列車開行方案優(yōu)化研究是鐵路旅客運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。論文緊扣鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中不同車站與客流的重要程度的差異性,描述了客流在網(wǎng)絡(luò)中的輸送機(jī)理,設(shè)計(jì)了旅客列車開行方案的機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃模型與算法,研究了特殊情況下的運(yùn)輸組織方法。論文提出的理論與方法形成了一個(gè)相對(duì)完整的理論體系,不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)鐵路旅客列車開行方案的決策優(yōu)化具有實(shí)際意義,同時(shí)對(duì)豐富我國(guó)鐵路旅客運(yùn)輸組織理論也具有重要參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：U293.1
【部分圖文】：

和as.。分別表示a:和a:的預(yù)期值。一般地，有如下結(jié)論:(1)設(shè)客流數(shù)學(xué)期望為刀.，刀2，均方差滿足氏/戶，二幾/刀2，對(duì)于相同的列車定員為Y，若尸，>產(chǎn)。，則a:與a:的關(guān)系見(jiàn)圖2一7(尸，一22500，聲2一2250，Y=670)�？梢�(jiàn)，當(dāng)?shù)遁^大時(shí)，曲線向右上方偏移且相對(duì)平滑，即隨機(jī)客流OD的數(shù)學(xué)期望值增大時(shí)，as與a:的負(fù)相關(guān)關(guān)系較小，此時(shí)旅客留剩率與列車上座率的矛盾會(huì)得到緩解。~聲=22500

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本文編號(hào)：2818777