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考虑旅客换乘的高速铁路列车运行调整研究

铁道学报 2022年第2期44卷 8-15页

作者：张璞赵鹏乔珂温鹏程北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京100044

当列车运行受到干扰时,快速有效地调整偏离计划的列车,使其尽快恢复正常运行是铁路运输组织的重要内容。高速铁路列车的晚点会导致部分换乘旅客无法正常换乘,通过描述这部分旅客和列车在换乘站的耦合关系,建立最小化列车总晚点时间和换... 详细信息

当列车运行受到干扰时,快速有效地调整偏离计划的列车,使其尽快恢复正常运行是铁路运输组织的重要内容。高速铁路列车的晚点会导致部分换乘旅客无法正常换乘,通过描述这部分旅客和列车在换乘站的耦合关系,建立最小化列车总晚点时间和换乘失败旅客数量的多目标混合整数线性规划模型,并使用ε约束法对多目标进行转化,采用标准求解器GUROBI 9.1.1求解。以京沪和胶济两条线路上部分区段构成的网络为例,验证模型的可行性和有效性。结果表明:该方法适用于不同干扰场景并能够快速获得一组综合考虑高速铁路列车行车秩序恢复和保证旅客换乘的近似Pareto最优调整方案,可供调度人员根据实际情况进行选择,辅助决策。

关键词：高速铁路运行调整换乘接续列车延误

延误条件下综合多种策略的城轨列车运行调整优化

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吉林大学学报（工学版） 2021年第5期51卷 1664-1672页

作者：户佐安夏一鸣蔡佳薛锋西南交通大学交通运输与物流学院成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都611756

为制定在晚点恢复和缓解乘客滞留两方面更高效的列车运行调整方案,提出包括赶点、扣车、跳停策略及实行动态停站时间在内的列车运行一体化调整方法,结合列车实际运行情况设立运行和调整约束,以乘客总旅行时间最小为目标建立模型,并设计... 详细信息

为制定在晚点恢复和缓解乘客滞留两方面更高效的列车运行调整方案,提出包括赶点、扣车、跳停策略及实行动态停站时间在内的列车运行一体化调整方法,结合列车实际运行情况设立运行和调整约束,以乘客总旅行时间最小为目标建立模型,并设计嵌套式遗传算法进行求解。案例结果表明:本文方法相比常规调整方法在各种情形下均能使受延误直接影响的列车提前完成晚点恢复,可有效缓解因延误造成的乘客候车时间过长或乘客滞留情况。

关键词：交通运输规划与管理列车延误运行调整嵌套式遗传算法

应对通过能力下降的地铁列车运行协同调整优化方法

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铁道学报 2023年第5期45卷 12-20页

作者：张翕然安爱民陈绍宽杨安安陈哲轩王卓北京交通大学交通运输部综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所北京100081 北京交通大学中国综合交通研究中心北京100044 北京市智慧交通发展中心北京100161

在地铁网络化运营条件下,突发事件影响列车运行并导致线网内乘客的出行时间显著增加。为应对单个线路区间通过能力下降的问题,采用小交路折返、暂停运行和上线运行3种策略调整故障线路时刻表,并利用缓冲时间协同调整与故障线路直接相连... 详细信息

在地铁网络化运营条件下,突发事件影响列车运行并导致线网内乘客的出行时间显著增加。为应对单个线路区间通过能力下降的问题,采用小交路折返、暂停运行和上线运行3种策略调整故障线路时刻表,并利用缓冲时间协同调整与故障线路直接相连的其他线路。考虑列车运行安全、配线占用、车底接续等约束,构建以最小化乘客出行时间为目标的列车运行协同调整优化模型;根据策略选择方案和调整后的时刻表构建时空网络,更新乘客的路径选择;结合量子粒子群算法、时刻表推算算法和改进的Floyd算法求解模型。以某市地铁部分线网为例,结果表明:列车运行协同调整明显减少故障发生后乘客的出行时间,提高线网换乘效率,缓解故障线路换乘站的客流压力;故障发生在靠近线路中部的区间时,线网有较强的抗风险能力。

关键词：城市轨道交通运行调整协同调整量子粒子群算法乘客路径

高速列车运行调整与运行控制一体化双目标优化模型与算法

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交通运输系统工程与信息 2020年第6期20卷 163-169页

作者：龙思慧孟令云王义惠栾晓洁张鹏北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 苏黎世联邦理工学院运输规划与系统研究系瑞士苏黎世8093 卡斯柯信号有限公司国铁运输指挥系统开发部上海200071

列车实时运行调整与运行控制是实现高速列车准点节能运行的两个重要方面.本文构建高速列车运行调整与运行控制一体化优化模型,以降低列车总延误时间与运行能耗为目标,同时优化列车速度距离与时间距离曲线.与以往研究将列车运行调整与运... 详细信息

列车实时运行调整与运行控制是实现高速列车准点节能运行的两个重要方面.本文构建高速列车运行调整与运行控制一体化优化模型,以降低列车总延误时间与运行能耗为目标,同时优化列车速度距离与时间距离曲线.与以往研究将列车运行调整与运行控制独立优化不同,本文基于列车牵引计算,通过锁闭时间理论将列车运行调整与控制的解空间进行耦合,根据列车运行速度、制动性能、信号系统的清空与开放时间、轨道区段/闭塞分区的长度等因素,精细化计算列车占用不同轨道区段/闭塞分区的时间,动态确定列车区间运行时分与追踪间隔.为求解复杂的非线性模型,设计分段近似法将非线性约束进行重构,从而将非线性优化模型转变为混合整数规划模型.通过算例计算,给出双目标问题的帕累托解集,与单目标优化方法对比,本文方法可以减少总能耗2.46%,降低运行总延误7.33%.

关键词：铁路运输一体优化双目标优化运行调整运行控制

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基于多叉树的延误高速列车运行优化调整方法

交通运输系统工程与信息 2019年第2期19卷 130-136页

作者：李晓娟闫振英韩宝明内蒙古大学交通学院呼和浩特010070 北京交通大学交通运输学院北京100044

高速列车高密度的运行模式,使列车运行对延误的敏感度非常高.因此,延误高速列车运行调整成为一个重要的研究问题.本文基于高速铁路列车运行特点,建立了高速铁路列车运行关系模型.在此基础上随机添加列车延误,设计区间加速、按图行车、... 详细信息

高速列车高密度的运行模式,使列车运行对延误的敏感度非常高.因此,延误高速列车运行调整成为一个重要的研究问题.本文基于高速铁路列车运行特点,建立了高速铁路列车运行关系模型.在此基础上随机添加列车延误,设计区间加速、按图行车、减少停站时间、减少越行、增加越行、按最小间隔时间顺延及按延误时间运行等7种列车运行调整方法.以各列车在各车站的总延误时间最小为优化目标,建立延误高速列车运行优化调整模型,并设计了基于分阶段多叉树的延误高速列车运行优化调整算法以实现延误后列车运行的调整,从而得到最优调整方案及列车在各车站的延误总时间.最后以京沪高速铁路实际运行图作为案例进行计算分析,证明该模型和算法的有效性和可行性.

关键词：铁路运输高速列车多叉树延误运行调整

有轨电车双向运营中断下考虑客流分布的运行调整研究

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有轨电车双向运营中断下考虑客流分布的运行调整研究

作者：刘泓茗中国铁道科学研究院

学位级别：硕士

面对日益增长的旅客出行需求,各种不确定因素造成有轨电车的双向运营中断,会导致运营线路面临秩序混乱、旅客滞留、调度决策困难等问题,严重制约其高效、安全、准时的运营优势。针对有轨电车突发双向运行中断,如何合理运用线路配置资源... 详细信息

面对日益增长的旅客出行需求,各种不确定因素造成有轨电车的双向运营中断,会导致运营线路面临秩序混乱、旅客滞留、调度决策困难等问题,严重制约其高效、安全、准时的运营优势。针对有轨电车突发双向运行中断,如何合理运用线路配置资源,结合交路运行方案提出合理的运行计划调整方案,并根据线路客流时空分布情况灵活选择运行调整计划成为本文的研究重点。本文以广州黄埔有轨电车二号线为研究背景,对其在双向运营中断情况下的运行组织调整、客流分布研究、客流评估以及运行调度决策开展了以下几方面工作:首先,对线路配置资源和运营环境进行分析,确定车次运行状态调整方法。对广州黄埔有轨电车二号线线路条件、客流分布特征、交路运行情况展开研究,确定有轨电车在当前运营环境下发生双向运营中断后的实际影响。为降低中断影响,提出了改变中断区间上下行相邻车站车次运行状态的调整方法,包括利用渡线开行小交路车次、在折返站扣停车次及取消运行车次。车次运行状态调整方法的确定,为双向运营中断情况下有轨电车运行图调整的研究奠定基础。其次,以改变中断区间上下行相邻车站车次运行状态为调整方法,结合线路基础数据和不同时空条件下的客流分布,求解出具体的运行调整方案。以有轨电车运行线路上的车站、折返渡线等线路配置信息、计划运行时刻表为基础,结合有轨电车的相关安全约束,展开调整方案研究。针对双向运营中断情况,以最小化线路总延误时间与被取消有轨电车车次数为优化目标建立有轨电车运行调整模型,实现运行组织方案与时刻表协同调整。同时,为灵活应对不同客流时空分布情况下的双向运营中断,通过对运行计划调整后的线路客流分布进行刻画,进一步分析评估运行调整策略的客流服务水平,根据评估结果选择客流延误水平最低的运行调整计划,以最小化旅客总旅行时间为目标建立有轨电车运行调整策略的客流评估模型与评估框架。最后,以广州黄埔有轨电车二号线在高峰时段双向运营中断为算例,结合线路基础数据、计划运行时刻表、线路实际运载能力、客流OD等数据进行仿真,采用遗传算法和禁忌表搜索对模型进行求解。结果表明,有轨电车双向运营中断下的运行调整模型可以明显减少总延误时间,为有轨电车双向运营中断调整研究提供依据。同时,通过客流评估模型筛选出的运行调整策略,相较于未利用评估模型的运行调整策略,可有效降低客流高峰时段双向运营中断下的旅客总旅行时间,精准且快捷的对多趟有轨电车进行运行计划调整。相关算法及运行调整方案的研究,可降低对调度员主观决策的依赖,提高有轨电车调度指挥效率,对广州黄埔有轨电车二号线的日常运营具有实际指导意义。图36幅,表15个,参考文献57篇。

关键词：有轨电车双向运营中断大小交路运行调整客流分布遗传算法

路网条件下高速铁路列车运行调整与节能控制协同优化

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路网条件下高速铁路列车运行调整与节能控制协同优化

作者：马阳阳兰州交通大学

学位级别：硕士

铁路作为我国居民的主要出行方式,其营业里程和旅客异质性需求的逐年增加,对运输组织工作提出了更高的要求。当列车运行发生晚点时,如何在考虑节能的条件下进行运行调整,恢复列车的运行秩序是一个急需解决的问题。在相关理论的基础上,... 详细信息

铁路作为我国居民的主要出行方式,其营业里程和旅客异质性需求的逐年增加,对运输组织工作提出了更高的要求。当列车运行发生晚点时,如何在考虑节能的条件下进行运行调整,恢复列车的运行秩序是一个急需解决的问题。在相关理论的基础上,本文对路网条件下高速铁路列车运行调整与节能控制协同优化方法进行研究,建立了列车运行调整与节能控制的协同优化模型,并设计了相应的求解算法。研究内容如下:（1）列车运行调整与运行控制理论分析。在既有研究的基础上,围绕高速列车运行调整和列车运行控制的相关理论,对高速列车运行调整与节能控制的联系与冲突、协同优化研究的可行性进行了分析,分析得出:列车运行调整为列车区间运行控制指定车站的到发时间;列车区间运行控制方案为运行调整方案指明了具体实施过程中的列车牵引方案,二者相互影响、相互制约。（2）建立路网条件下的高速列车运行调整与节能控制协同优化模型。以列车加权总晚点时间最短为优化目标,建立列车运行调整模型。采用基于区间限速的列车工况确定策略确定列车区间运行工况,以列车区间运行能耗最小为优化目标,以列车运行距离、时间和列车限速等为约束条件,建立高速列车节能优化数学模型。采用单位能耗时间价值系数将列车节能控制模型目标函数的单位转化为分钟,最后通过线性加权将双目标转化为单目标优化模型,实现协调优化的目的。（3）算法设计。根据文中建立的模型,从协同优化的角度出发,设计了相应的优化算法。针对列车运行调整模型,设计了改进的人工蜂群算法;针对列车节能优化模型,设计了改进的和声算法。协同优化算法在一定程度上能够解决算法收敛速度慢、容易陷入局部最优解的缺点。针对列车运行调整规模过大而导致算法求解速度慢甚至求解不出满意解的问题,提出了路网划分策略,将单个路网划分为多个路网,分多次求解的方案。（4）算例分析。文中采用京沪高速铁路和胶济铁路形成的铁路网对模型和算法进行验证。将列车运行调整和节能控制模型的优化结果与以晚点时间最少为优化目标的求解结果进行对比,发现前者能耗显著降低,实现了在恢复列车运行秩序的前提下尽可能节能的目标。最后,采用本文设计的列车安全追踪距离模型与算法验证了协同优化方案的可行性。

关键词：高速列车运行调整节能控制协同优化人工蜂群算法和声算法

基于虚拟编组技术的中断下城市轨道交通列车运行调整研究

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基于虚拟编组技术的中断下城市轨道交通列车运行调整研究

作者：高菡北京交通大学

学位级别：硕士

城市轨道交通作为支撑大城市发展的骨干运输方式,其突发事件的影响程度较为恶劣,突发事件下的列车运行调整愈发重要。现有调整方案主要针对固定线路、固定编组条件,存在诸多限制。在总量匹配方面,受限于列车控制和信号系统技术条件,最... 详细信息

城市轨道交通作为支撑大城市发展的骨干运输方式,其突发事件的影响程度较为恶劣,突发事件下的列车运行调整愈发重要。现有调整方案主要针对固定线路、固定编组条件,存在诸多限制。在总量匹配方面,受限于列车控制和信号系统技术条件,最小列车追踪间隔难以继续压缩。在结构匹配方面,固定的编组模式无法及时适应突发事件下线网客流时空波动变化,对于突发事件的调整力度有限;而多编组、可变编组模式受编组作业地点等条件限制,作业时间较长,易造成运力利用率的不足。虚拟编组技术的发展为解决上述问题提供了新途径。虚拟编组列车通过共享线路资源的方式来缩短列车追踪间隔,提升通过能力;通过松弛作业地点的方式实时动态编组来适应动态客流时空分布,配置运力资源。这使得应用虚拟编组技术的调整策略将更为灵活,为运行调整方案提供了新的选项。论文选取区间双向中断为突发事件场景,试图利用虚拟编组技术,提出具体调整方案,期望在提升调整的灵活性和时效性的同时,解决中断后客流的时空不均衡性问题,实现运输效益与服务质量的双赢。具体工作如下:(1)虚拟编组技术应用于列车运行调整问题的理论研究。改进虚拟编组技术下追踪间隔计算方法,验证虚拟编组缩短追踪间隔、提高线路通过能力的优势;定性分析虚拟编组对于时空不均衡客流的适用性,进而提出虚拟编组针对于中断场景下的灵活调整策略:中断线路采用两端小交路运行,衔接线路采用虚拟重联的方式解决绕行客流带来的时空不均衡问题。最后标定虚拟编组技术下列车运行的关键参数,重新建立虚拟编组模式下列车运行的制约关系,指出虚拟编组技术应用于运行调整问题的可行性。(2)客流重分配研究。基于改进后的MNL模型求解常态下的客流分配结果,设计客流推演规则获取中断发生时刻的乘客时空位置,划分乘客类别以分析各类乘客中断后的选择行为,计算中断后的客流重分布情况,然后从断面客流量和换乘站客流量指标入手,剖析中断后客流的空间不均衡性和时间不均衡性规律,指出能够灵活适应客流不均衡特性的虚拟编组调整策略的必要性。(3)虚拟编组技术下的列车运行调整模型及案例分析。基于调整策略和客流分配结果,构建以乘客总出行时间最小为优化目标的列车运行调整模型,根据参数计算结果更新虚拟编组相关的约束条件,制定区间重联和车站重联方式下列车运行规则,采用CPLEX求解器求解小算例甄选出区间重联或车站重联与可变停站时间和可变区间运行时间相结合的调整策略。以双向中断为研究场景,以截取的局部路网作为研究对象,以改进遗传算法求解案例的具体调整方案,对比衔接线路分别采用固定编组、区间重联以及车站重联的虚拟编组调整策略的优化效果。结果表明,基于虚拟编组的组合调整策略能够更好地解决绕行乘客的滞留问题,降低乘客的总出行时间,验证了本文基于虚拟编组的列车运行调整方案决策方法的有效性,指出虚拟编组技术应用于列车运行调整问题的优越性、灵活性和时效性。本文共有图46幅,表33个,参考文献80篇。

关键词：城市轨道交通虚拟编组运行调整运营中断客流重分配

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城轨车站大客流条件下列车运行调整

深圳大学学报（理工版） 2020年第6期37卷 617-622页

作者：周菁楠李伟罗钦深圳市规划国土发展研究中心广东深圳518040 深圳技术大学城市交通与物流学院广东深圳518118

为快速疏散城轨大客流下的车站集聚客流,提出调整部分列车停站方案的行车调整方法,通过跳停大客流车站的前序车站以保留列车的载客能力,实现线路上发生大客流时的乘客快速疏散.以乘客平均等待周期最短为优化目标,建立线路突发大客流列... 详细信息

为快速疏散城轨大客流下的车站集聚客流,提出调整部分列车停站方案的行车调整方法,通过跳停大客流车站的前序车站以保留列车的载客能力,实现线路上发生大客流时的乘客快速疏散.以乘客平均等待周期最短为优化目标,建立线路突发大客流列车合理停站调整优化模型,并设计遗传算法进行求解,实现快速合理安排列车停站方案.以中国深圳市地铁后海站发生大客流的情况进行案例分析,验证所提出模型能够达到均衡乘客等待周期的目的,提高轨道交通车站的疏散效率,从而保证轨道交通系统的正常运营秩序.

关键词：交通运输工程城市轨道交通大客流运行调整列车跳停遗传算法