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空铁一体化时刻协同优化研究

空铁一体化时刻协同优化研究

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作者：程鑫柯北京交通大学

学位级别：硕士

高速铁路与民航同为综合交通体系的重要组成部分,二者在现实需求、企业发展、社会效益和节能环保方面均具有合作潜力,因此,各国都积极推动空铁联运基础设施建设,但在运营管理方面尤其是时刻表制定缺乏协同组织,导致空铁联运旅客换乘效... 详细信息

高速铁路与民航同为综合交通体系的重要组成部分,二者在现实需求、企业发展、社会效益和节能环保方面均具有合作潜力,因此,各国都积极推动空铁联运基础设施建设,但在运营管理方面尤其是时刻表制定缺乏协同组织,导致空铁联运旅客换乘效率低下,联运产品吸引力低,制约着空铁联运的发展。开展高铁列车与航班的时刻协同优化研究,系统协调高铁与民航的时刻安排,对推动空铁一体化发展具有重要意义。本文首先在国内外高铁与民航合作相关研究的基础上,提出研究思路与框架,界定“两极直通”和“零米支线”合作模式。其次,阐述空铁联运的过程及基本模型,分析针对空铁联运进行列车和航班时刻调整的原则、模型与具体方法,为后续的空铁一体化时刻协同优化研究奠定基础。第三,针对“两极直通”模式,考虑高铁与民航的时刻协同机理,构建双目标时刻协同优化模型对列车时刻表进行调整,根据模型的特点选择宽容分层序列法进行求解。第四,针对“零米支线”模式,考虑列车与航班时刻资源的特点,构建时刻表优化模型,统筹协调高铁与民航的时刻安排。最后,以京广通道中石家庄正定机场的空铁联运为例,验证模型与算法的有效性。实证结果表明,对两极直通模式进行时刻协同优化后,空铁接续次数增加97次,增幅为17.7%。对零米支线模式的列车与航班时刻表协调安排能够使空铁接续次数进一步增加,增幅为34.5%,且不会对现有的列车与航班时刻表产生较大影响。灵敏度分析结果显示,针对空铁联运进行列车与航班时刻表调整时,在满足旅客换乘需求的基础上,适当增大中转旅客换乘时间窗和列车到发时刻可调整时间窗能够有效提高空铁接续次数,提升空铁一体化水平。

关键词：高速铁路民航空铁一体化时刻协同时刻表优化

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考虑空间异质需求的轨道干线与公交支线系统的时刻协同优化

考虑空间异质需求的轨道干线与公交支线系统的时刻协同优化

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作者：郭依捷西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国城市公共交通的大力发展,以及“公交优先”政策的引导,城市公共交通体系正在进一步完善,运营能力总体在不断提升,城市公共交通客运结构的变化也逐渐明显。在大中城市中,轨道交通逐渐成为出行客流占比最大的交通运输方式,常规公... 详细信息

随着我国城市公共交通的大力发展,以及“公交优先”政策的引导,城市公共交通体系正在进一步完善,运营能力总体在不断提升,城市公共交通客运结构的变化也逐渐明显。在大中城市中,轨道交通逐渐成为出行客流占比最大的交通运输方式,常规公交成为轨道交通客流集散的重要协助运输方式。为了提升公交服务质量,确保公共交通可达性,同时为乘客提供便捷的出行,通常将地面公交与轨道交通实行联合运输。现有研究中轨道交通与常规公交联合运输多为线路与站点的接驳,对于实行发车时间间隔协同的研究仍有空缺。本文以轨道干线与公交支线构成的公交走廊为研究基础,通过构造系统总成本最低的目标函数,对干线轨道站点的布置进行优化,同时对干线轨道与支线公交的发车时间间隔进行时刻协同控制。首先,选定干线轨道与支线公交构成的公交走廊作为研究基础,构建包含乘客步行费用与运营单位支出的系统总成本最小化目标函数,确定干线轨道站点密度、干线轨道和支线公交发车时间间隔为决策变量,一阶微分求导并多次迭代至平稳,得到最优干线轨道站点密度函数。通过积分端点法,对最优干线轨道密度函数进行积分,获得轨道站点的具体布设位置。之后,设定时刻协同定义式,将时刻协同倍数视为新的连续决策变量,通过一阶微分求导获得最优时刻协同倍数的解析式。将每条支线公交的位置坐标带入最优时刻协同倍数解析式,得到每条支线公交对应的协同倍数。将系统总成本部分离散化,使用一种基于正交实验的进化算法寻找全局内所有使得系统总成本最小的时刻协同倍数,获得时刻协同策略。最终,对深圳地铁11号线进行交通仿真试验,设定时间间隔与接驳节点范围,同时设定车辆输入和车辆运行时间、车辆延误、油耗、排放物等评估参数。对进行时刻协同前后的试验段进行仿真运行。通过模型的构建和实例的仿真运行,证明了本文提出的时刻协同优化方案对空间异质的多对一出行需求特征下的公交走廊运行有诸多益处:系统总成本得到有效的降低,车辆占用路网时间减少,运输效率提升,减缓公交拥堵情况的发生;乘客出行时间减少,公交服务质量提升;运营单位成本节省,运输资源高效集约;有利于构建节能环保,环境友好型城市。

关键词：干线支线公交走廊线网优化时刻协同多对一出行需求系统总成本最小化

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