考虑均衡服务和停站协同的城际铁路周期运行图优化

作     者：周文梁 闫璐云 

作者机构：中南大学交通运输工程学院 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(71871226) 中国国家铁路集团有限公司系统性重大课题(P2023X011) 湖南省自然科学基金(2022JJ30057) 

主　　题：城际铁路 周期运行图 OD服务均衡 停站协同 启发式算法 

摘      要：城际铁路作为城市群中旅客出行的骨干，对促进城市群内城市之间人员往来和各生产要素流动具有重要意义。周期列车运行图使得列车等时间间隔运行、具有周期规律性，能够为居民提供更便捷的出行服务。为了通过均衡各OD服务列车发车和降低列车旅行时长来提高旅客出行效率，进而提高城际铁路旅客服务水平，在构建周期时间-空间网络的基础上，以最小化列车总旅行时间和OD列车服务均衡性为目标，考虑OD最小服务列车数量约束、列车最大旅行时长约束等，建立考虑停站的城际铁路周期列车运行图优化的多目标整数规划非线性模型，进而设计了一种基于有向图弧权优化的启发式算法对模型进行求解。算法为了体现不同列车对相同有向弧使用成本的差异性，提出了一种基于列车的差异化弧权体系，实现相同有向弧为不同列车设置不同惩罚权值，以引导不同列车选择不同运行路径。最后以京津城际铁路周期运行图编制为例，对比分析了单目标优化时间、单目标优化OD服务均衡、固定列车停站优化和考虑列车停站优化多种情形下的优化结果，相比初始运行图而言，各优化结果分别提高了列车旅行时间和OD列车服务均衡性7%、36%、32%及38%的整体效益。研究结果可为城际铁路运营管理部门进一步优化周期列车运行图和提高旅客服务质量提供参考。