基于虚拟编组技术的城市轨道交通列车延误跳停调整研究

针对城市轨道交通突发列车延误问题,为恢复正常行车秩序和保障总体乘客出行效率,提出基于虚拟编组技术的列车跳停调整方法。首先,分析虚拟编组技术下的列车运输组织模式,总结虚拟编组技术支持下的列车跳停调整优势,以乘客总旅行时间最小为目标构建延误条件下的列车跳停调整模型。然后,采用遗传算法对模型进行求解。最后,通过算例分析将传统跳停调整策略和基于虚拟编组技术的跳停调整策略进行对比。结果表明,在列车延误条件下,基于虚拟编组技术的跳停调整方案相较于传统跳停调整方案能减少15.64%的乘客总旅行时间,保障乘客的出行体验,提高总体乘客的出行效率。基于虚拟编组技术的跳停调整方案可为城市轨道交通列车延误问题提供新的方法性借鉴。     

考虑乘客服务水平的城市轨道交通平峰期节能运行图研究

为实现城市轨道交通的节能降耗，降低运营成本，提出基于平峰时段客流特征和行车组织特点的城市轨道交通平峰节能运行图优化模型。在平峰时段，通过压缩客流量较小车站的停站时间，将富余停站时间用于列车区间运行，在保证整体列车运行周期不变的同时，实现降低列车牵引能耗的目标。建立考虑乘客服务水平的城市轨道交通平峰期节能运行图优化模型，并设计遗传算法对模型进行求解。以深圳地铁7号线上行方向为例，结果表明上行方向区间牵引总能耗整体减少87.35 kW·h，节能效率达到19.44%。研究表明在不影响乘客正常乘降列车的情况下，提出的考虑乘客服务水平的平峰节能运行图模型调整列车区间运营时间，具有显著的节能减排效果。     

可变编组条件下的城市轨道交通大小交路优化研究

城市轨道交通断面客流具有时间和空间上的波动性,应根据断面客流差异采取大小交路的运营模式。以乘客等待时间、车辆走行公里和列车运行时间最小化为目标,在列车编组可变前提下构建多目标优化模型,优化大小交路开行方案,以线性加权法将多目标优化模型转化为单目标优化模型,并以受控随机搜索算法求解。通过实例验证了模型的有效性,结果说明开行大小交路是断面客流不均衡条件下城市轨道交通运输组织的有效模式,采用大交路大编组、小交路小编组的模式能有效平衡乘客等待时间与城市轨道交通运营企业效益。     

城市轨道交通列车节能运行研究

<正>列车运行能耗受线路条件、编组方案以及操纵策略影响较大。为了更准确地研究列车节能运行问题,研究列车在运行过程,分析线路条件、编组方案及操作策略对列车运行能耗的影响,提出基于操纵序列的节能优化方法,采用人工蜂群算法进行节能优化,并通过Matlab进行仿真验证。研究发现,本文所采取的方法能达到降低列车节能运行的目的,对其他交通工具的节能运行具有较好的参考意义和价值。引言随着城市轨道交通建设和运营规模不断扩大的同时,总体能耗呈逐年增长趋势。截至2020年,城市轨道交通运营里程已达7969.7公里,所用的总电能耗达到172.4亿千瓦时,     

大小编组模式下城际铁路列车开行方案优化研究

城际铁路建成后，需要经过长时间客流培育。在客流量较小的运营初期采用大小编组的列车开行方案，一方面可以降低运输企业运营成本，另一方面可以缩短行车间隔、提升客运服务水平。以开行跨线列车的城际铁路线网为研究对象，以各运行交路编组方案和发车对数为决策变量，以乘客出行成本和企业运营成本为优化目标，构建列车开行方案优化模型，并使用熵权法开展方案评价，最终得出大小编组模式下城际铁路列车开行方案优化结论。该模型通过输入某都市圈线网OD客流及各交路基本情况等数据，经案例分析得出：大编组列车与小编组列车开行对数保持平均对于乘客出行成本的下降具有显著的优化效果；少量开行小编组列车是平衡乘客出行成本与企业运营成本的最优选择。     

高速铁路可变编组列车开行计划优化

目前,我国高速铁路列车一般采用固定编组形式,动车组运用效率较低,而未来可变编组列车投入使用后,运营组织方式将发生很大变化,需要优化列车开行计划以充分发挥可变编组列车的优势。研究可变编组列车在各技术区段的编组内容和组合拆解计划,以动车组开行成本最小和组合拆解作业时间最短为优化目标,构建可变编组列车开行计划优化模型,设计分支定界算法求解。以京沪高速铁路进行案例分析,结果表明:相比同等条件下固定编组模式,优化的可变编组列车开行计划可以提高列车客座利用率。     

突发大客流在城市轨道交通网络中的传播机理

根据突发大客流在城市轨道交通车站的作业性质和特点,将城市轨道交通网络中的车站分为发生站、换乘站和中间站。在此基础上,通过站台候车区的乘客密度、到达列车的剩余载客能力、站台候车乘客数和乘客上车效率等因素,构建站台候车区乘客密度影响模型和列车运行延误时间模型,并总结出突发大客流在城市轨道交通网络中的传播机理。从车站服务水平和列车运行影响两个方面对突发大客流传播的影响因素及相应的调整措施进行分析。     

市域铁路列车运行组织探讨

近年来,我国现有的城市轨道交通系统逐渐难以满足城区与市郊之间的出行需求,市域铁路成为城市群轨道交通发展的新方向,但我国尚缺乏成熟的市域铁路不同等级列车运行组织模式。在分析国内外市域铁路运行组织及不同等级列车开行现状基础上,提出市域铁路开行不同等级列车的运输组织优化方案,优化市域铁路列车等级设置原则、开行方案、换乘模式,以北京城市副中心线(良乡—乔庄东)为例,提出副中心线运行组织优化建议,为实现都市圈城市轨道交通一体化,促进中心城市与周边城市协调发展提供支撑。     

重庆市轨道交通较新线运输组织方案的探讨

随着城市发展需要，重庆市计划修建较场口－新山村17．41km城市轨道交通为群众出行提供方便的乘车条件，根据沿线客流预测，对线路运输组织方案和列车编组方案进行优化设计，经过对“4－6－8”，“6－8”，“4－8”不同编组方案配车数量和经济指标量化比较，认为采用4辆和8辆编组列车混合运行，既能满足高峰期运能需要，又能提高列车运用效率，减少运营支出，为最优方案，并结合客流分布特点，建议采取大，小运行交路套跑的组织方式。     

城市轨道交通列车节能操纵策略研究

为有效降低城市轨道交通列车运行能耗,优化操纵策略,以城市轨道交通列车动力学模型为基础,分别构建四阶段操纵策略能耗模型和惰行控制操纵策略能耗模型,并采用粒子群算法求解模型。选用4动2托的A型列车为研究对象,对平坡道、长区间起伏坡道、短区间起伏坡道、长大上坡道、长大下坡道5种不同坡道进行案例设计,分析2种操纵策略下列车牵引能耗、再生制动储能和总能耗的差异,仿真得到相应的速度距离曲线。结果表明,四阶段操纵策略总体上优于惰行控制操纵策略,结合实际线路情况,协同使用2种策略,有助于达到更好的节能优化效果。     

基于时空协同优化的多目标城市轨道交通延误恢复研究

针对城市轨道交通延误引起滞留旅客较多和短期运力不足的情况，提出同时采用车站限流措施和灵活跳停策略的列车延误调整方法。通过构建多目标线性规划模型，对延误列车运行图进行优化调整，将优化目标分为延误旅客总人数最小化和线路延误总时间最小化2部分，同时引入跳停决策变量，考虑跳停对计算线路总延误时间的影响，精确调整线路延误列车运行时间。多目标线性规划模型既有效缓解因滞留旅客过多造成的站台拥挤，又快速恢复因某趟列车延误造成的大面积晚点。最后通过实际算例对模型进行验证，计算结果表明该模型相较于传统的运行时刻调整策略可有效缓解站台滞留旅客的拥挤情况，缩短线路总延误时间，快速恢复城市轨道交通系统的正常运营。     

基于多交路运行的同种制式轨道交通跨线组织研究

随着城市轨道交通投入的线路逐渐增多,轨道交通运营管理方式由单线运营向网络化运营方向转变,为实现网络化运营背景下城市轨道交通列车的优化组织,在阐述轨道交通线路客流特点的基础上,对城市轨道交通多交路运行组织方式的通过能力进行分析,提出轨道交通路网中同种制式下多种交路跨线运行组织方式,对研究轨道交通网络化协调控制,提高轨道交通列车运行的通过能力,实现轨道列车跨线运行具有一定的指导意义。     

城市轨道交通线网列车运行图协同编制系统功能研究

线网列车运行图协同编制是城市轨道交通网络化运营组织的核心问题,其编图质量直接影响系统服务水平。现有列车运行图编制系统多是针对单一线路,缺乏对城市轨道交通网络化运营的适应性。通过分析国内外线网列车运行图编制系统的功能特征,结合我国协同、智慧的城市轨道交通发展理念,探讨城市轨道交通成网条件下列车运行图编制的实际功能需求,并对数据管理、自动编图与调整、应急运行图编制、运行图协同接续优化、列车群运行仿真、线网运输计划评估以及乘客行程规划等关键功能进行设计,实现全网范围内各线路列车运行图的智能化编制、各线路间的运力协调和合理高效运输,有效满足运营单位与乘客的实际需求,为成网线路列车运行图编制系统的开发提供平台和工具。     

城市轨道交通相邻多车站动态协同限流研究

为应对城市轨道交通车站高峰期客流压力,限流已经成为常态应对措施,而经常采用的限流策略大多针对单个车站,缺少对相邻多个车站的协同考虑。基于客流在车站间的传播效应,以乘客总延误时间最小为目标,以站台及列车能力为约束条件,构建城市轨道交通相邻多车站协同限流决策模型,同时为实现实时动态控制,引入滚动时域控制方法,优化多车站动态协同限流流程。以北京地铁8号线为例,经过相邻若干车站运营数据进行限流策略计算。结果表明,该模型限流可以在不造成车站服务人数损失的同时,将乘客总延误时间降低21%。     

基于换乘协调的城市轨道交通列车开行方案优化

针对目前我国城市轨道交通列车开行方案对于线路之间的换乘协调问题考虑较少存在的问题,结合城市轨道交通旅客换乘的特点,构建换乘机理模型,并以车站换乘旅客平均等待时间最短作为目标函数,设计优化模型对列车开行方案进行优化。通过算例分析,说明优化效果较为明显,对于地铁等城市轨道交通运营有一定的参考价值。     

城市轨道交通客流实时分布算法研究

为及时向乘客提供出行信息,以及向城市交通运营管理部门提供调度信息,在概述城市轨道交通客流量研究现状的基础上,阐述城市轨道交通线路客流实时分布的影响因素,分析动态进站客流特征的数学本质及影响因素之间的因果关系,进而构建站台客流量与列车客流量的实时交互模型,通过设计客流分布实时算法,对城市轨道交通运行过程中客流实时分布状况进行计算,并通过实例验证算法的可行性。     

基于满意度分析的高速铁路列车运行调整优化研究

为了研究高速铁路列车在恶劣天气影响下导致区段临时限速情景下的列车运行调整问题,文中选择总晚点时间和晚点列数2个指标,分别转化为列车延误满意度和正点率满意度,建立线性满意度、梯形满意度和传统多目标线性加权模型,通过改变列车到发时刻、运行径路、次序等实现高效、准点的列车运行调整。最后设计一个限速场景,运用软件求解,通过改变总晚点时间和晚点列数的权重,得到模型的帕累托解,结果表明满意度模型的帕累托解优于线性加权模型。此外,算例验证了梯形满意度线性加权模型从计算时间上优于传统多目标线性加权模型,提出的满意优化模型可以辅助调度员在发布限速命令后尽快获得满意的调度方案。     

突发事件下高速铁路列车运行调整研究

列车运行调整属于大规模的组合优化问题,其约束条件多,求解复杂,而突发事件下运行调整难度进一步加大。基于高速铁路采用的准移动闭塞制式,综合考虑列车区间运行时间、发车时间、停站时间、车站到发线数量以及追踪间隔时间等约束,以所有列车的总延误时间最小为目标,建立突发事件下的列车运行调整优化模型,利用具有动态变化惯性权重的粒子群算法求解模型。分析表明:突发事件下的列车运行调整优化模型及算法可以满足突发事件下高速铁路列车运行调整的时效性要求;动态变化惯性权重的粒子群算法具备较快的收敛速度与较强的局部挖掘能力。     

基于双重优化的高速列车节能运行研究

为了降低高速列车运行能耗,首先构建多质点列车模型,从而提高能耗计算的精准度,在此基础上,通过牵引计算,建立满足时间与限速约束条件的列车操纵模型,提出基于遗传算法的双重优化控制方法。第1重优化结合遗传算法得到离散子区间线路的列车运行最小能耗基础速度曲线;第2重优化是在基础速度曲线平稳运行阶段再次利用遗传算法搜索操纵工况转换点的最优位置,利用牵引—惰行模式进一步降低能耗。以合肥—蚌埠站间线路为例,利用MATLAB进行仿真,仿真结果表明,在满足列车准时到站的前提下,通过双重优化后的运行速度曲线能够使列车运行能耗降低15.53%。     

基于模糊神经网络的列车运行调整模型

在分析列车运行调整的基础上,以列车经各调整区段总的调整时间最少为优化目标,建立运行调整的优化模型,并进一步提出一种基于模糊神经网络的,更简单、易行的列车运行调整模型用于对晚点列车的运行调整.