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【6h】

贯通运行条件下城市轨道交通列车开行方案优化研究

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摘要

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 城市轨道交通网络化运输组织方法研究

1.2.2列车开行方案优化研究

1.2.3研究现状总结

1.3主要研究内容及技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线

2贯通运行列车开行的必要性及可行性分析

2.1贯通运行的概念及特点

2.1.1贯通运行的概念

2.1.2贯通运行的优势

2.1.3相关术语定义

2.2开行贯通运行列车的必要性判别条件

2.2.1 客流量

2.2.2客流特征

2.3开行贯通运行列车的可行性判别条件

2.3.1工程条件

2.3.2列车发车间隔及线路通过能力

2.3.3过轨区间通过能力

2.4本章小结

3 贯通运行条件下城市轨道交通列车开行方案的优化编制

3.1 列车开行方案的编制

3.1.1列车开行方案的内容

3.1.2列车开行方案编制的步骤

3.2影响贯通运行列车开行方案优化编制的关键环节

3.2.1客流分析

3.2.2贯通运行列车合理运行线路分析

3.2.3优化目标和约束条件的设计

3.3贯通运行列车运营实践

3.3.1国外轨道交通贯通运营经验

3.3.2对国内地铁运营的启示--以北京地铁为例

3.4本章小结

4 贯通运行条件下城市轨道交通列车开行方案优化模型

4.1 列车开行方案优化模型

4.1.1问题描述与乘客乘车行为分析

4.1.2模型假设及符号说明

4.1.3目标函数

4.1.4约束条件

4.1.5数学模型

4.2模型求解结果评价指标

4.3求解算法设计

4.3.1遗传算法概述

4.3.2算法设计

4.4本章小结

5案例分析

5.1 案例概况

5.1.1线路运营现状

5.1.2开行贯通运行列车的可行性条件分析

5.2客流特征分析

5.2.1全线客流时间分布特征

5.2.2全线客流空间分布特征

5.2.2昌平线进站客流OD分布

5.3模型求解

5.3.1模型参数取值

5.3.2模型求解结果

5.4结果分析

5.4.1与线路运行现有情况对比

5.4.2贯通运行列车开行方案与单线独立运营列车开行方案对比

5.5列车开行方案灵敏度分析

5.5.1折返站位置设置的影响

5.5.2过轨区间通过能力的影响

5.5.3换乘步行时间的影响

5.5.4线路最大通过能力的影响

5.6本章小结

6总结与展望

6.1 论文的主要工作与结论

6.2研究展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集

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摘要

随着我国城市轨道交通路网规模的不断扩大,许多城市轨道交通线路已出现网络化运营特征。网络化运营中,在传统的单线独立运营模式逐渐无法适应当前线网环境的情况下,贯通运行列车可减少乘客的换乘行为,降低乘客出行时间,缓解换乘站客运组织压力。如何优化编制贯通运行列车的开行方案,使其既能满足乘客的出行需求又兼顾运营企业的经济效益,成为亟待解决的问题。
  本文综合国内外相关学者的研究成果,在充分分析贯通运行列车特点的基础上,对贯通运行条件下城市轨道交通列车开行方案的编制问题展开深入分析,研究相应的理论原则及方法措施。具体内容如下:
  首先,对列车贯通运行运输组织方式的特点进行总结。从客流特征的角度,探讨在何种条件下运营商应考虑开行贯通运行列车;从线路工程条件、列车发车间隔、线路通过能力及过轨区间通过能力等四个方面深入剖析开行贯通运行列车的约束条件。从而,确定贯通运行列车开行的必要性及可行性判别条件。
  其次,根据贯通运行列车的特点,在总结传统列车开行方案编制内容的基础上,梳理贯通运行列车开行方案优化编制的关键环节,探讨贯通运行列车开行方案优化编制的影响因素。结合国外轨道交通贯通运营经验,对北京地铁当前线网下贯通运行列车的开行环境进行分析,研究国内贯通运行列车的适用环境。
  然后,基于国内贯通运行列车的适用环境和列车开行方案优化编制的影响因素,提出贯通条件下城市轨道交通列车开行方案优化模型。模型以“乘客总出行时间最小、列车总走行公里数最小、车底运用对数最少”为优化目标。与现有列车开行方案优化模型相比,本文模型中,依据乘客OD分布和列车交路的关系,将乘客分为不同类别,且目标函数对其出行时间进行了详细刻画;约束条件中除考虑常规约束条件外,还考虑了过轨区间通过能力对贯通运行列车开行数量的限制等约束,使模型更符合实际运营情况。为评价模型求解结果,设定换乘客流总量、列车平均满载率及最大断面客流量区间的列车满载率等3个评价指标,并基于遗传算法设计求解算法。
  最后,以北京地铁昌平线—8号线的局部线网为背景设计算例,通过遗传算法对模型进行求解,并与线路运行现有情况进行对比分析,验证模型与算法的有效性。为了提高模型适用性,分别从折返站位置设置、过轨区间通过能力、乘客换乘步行时间及线路最大通过能力等四个方面对模型求解结果进行灵敏度分析,从而为贯通运行列车开行方案的实施提供建议。

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