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原文传递城市轨道交通网络化行车组织优化相关问题研究

论文题名：	城市轨道交通网络化行车组织优化相关问题研究
关键词：	城市轨道交通;网络化进程;行车组织;遗传算法;非支配排序进化算法
摘要：	在我国城市轨道交通事业飞速发展的形势下，城市轨道交通的网络化是一种必然的发展趋势。网络化是一个逐渐形成的过程。在轨道交通网络化发展的不同阶段，其所涌现出来的问题也各不相同。从线网的规划设计、建设到运营，每一步都涉及到网络化相关的理念。随着投入运营的线路逐渐增多，网络化的行车组织越来越重要，同时也越来越复杂。根据客流特征，合理安排行车，既有利于提高乘客的出行服务水平，减少出行时间，提高乘车舒适度，又能有效降低企业的运营成本，降低车站客流压力，提高运营效率。这对于我国城市轨道交通可持续发展具有十分重要的意义。为此，本文在以下几个方面，展开分析研究，提出相应的解决方案，建立优化模型，设计相关优化算法，并利用matlab平台进行仿真分析，具体如下: 　　1.从整体上对城市轨道交通网络化的理念进行阐述。分析网络化的内涵及意义。论述了网络化行车组织优化的相关理论，研究了求解整数规划问题的优化算法:遗传算法和多目标进化算法。　　2.针对网络化条件下的客流需求复杂性，对线路行车组织的多样化问题展开分析，特别针对大小交路运营组织方案进行了深入研究。通过建立最优车组开行方案模型，确定了大小交路方案的各参数取值，包括:大小交路的行车间隔及运行周期，小交路的折返站选址，列车在中间站的折返时间及运用车组数等。模型考虑了大小交路行车的相互影响问题，在满足行车安全性及线路客流需求的前提下，采用以大交路的行车间隔调整小交路的行车间隔及行车周期的思想，描述了各参数之间的制约关系。以成都地铁2号线为背景，利用模型进行测算，研究结果表明所建模型能够达到优化效果; 　　3.研究了平峰时段网络化时刻表换乘协调优化问题。将换乘站内的行车组织协调与换乘站之间的行车组织协调结合起来，分别建立了单换乘站列车到发时刻接续优化模型和网络化时刻表换乘协调优化模型。在协调过程中，采用图论的方法对网络中各换乘站进行权重分配，使协调优化结果更加有效。设计了基于保优策略的遗传算法和多目标非支配排序进化算法，分别求解单换乘站优化模型和路网优化模型。经验证，模型及算法能够有效减小乘客在换乘站的换乘候车时间; 　　4.研究了高峰时段换乘站内的客流优化问题。将平峰时段列车运行衔接性协调的思想应用于高峰时段，通过分析换乘站各站台候车客流的组成因素，得出各运行方向换乘站台内客流量随时间的变化规律。建立以时段内换乘站总候车客流量的最大值最小为目标的优化模型。在模型建立过程中考虑乘客无法登上所遇到的第1列列车的情况。设计了针对模型的保优遗传算法。经验证，换乘站内合理的列车运行衔接协调能够有效降低高峰时段的最大候车人数; 　　5.综合分析高峰时段换乘站候车站台内客流的优化方案。针对运力协调方案，根据线路列车周期运行的特点，建立递推关系，得出列车到达换乘站台时的候车人数、实际乘车人数及站台剩余人数等参数的关系模型。在此基础上，采用优化的方法对线路之间的运力进行协调，运用蒙特卡洛模拟的方法，进行模型求解。通过设计基本参数，进行案例分析，得出行车间隔及列车容量的协调方案。
作者：	白广争
专业：	交通信息工程及控制
导师：	郭进
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文