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基于动态客流的高速铁路列车开行方案优化理论与方法
| 论文题名： | 基于动态客流的高速铁路列车开行方案优化理论与方法 |
| 关键词： | 高速铁路;列车调度;运营管理;动态客流 |
| 摘要： | 高速铁路旅客列车开行方案是高速铁路运输规划中平衡客流需求与铁路运输服务之间关系的关键环节，是高速客运产品质量和后续各项运输计划实施效果的有力保障。目前，国内外对开行方案的研究主要是基于给定客流的开行方案的编制，而客流需求是动态变化的，铁路运输企业如何根据实际客流，对旅客列车开行方案不断地调整和优化，使之与运输需求相匹配，提高铁路运输企业的灵活性与竞争力，成为一个迫切需要解决的重要问题。 本文研究了基于动态客流的高速铁路旅客列车开行方案优化理论与方法，建立了运营周期内基于实际客流反馈的高速铁路旅客列车开行方案编制的理论与方法。本文的主要研究内容如下: (1)分析了基于动态客流的高速铁路列车开行方案的编制机理。通过分析客流需求变化的空间分布特征与时间变化规律，提出了基于动态客流的高速铁路旅客列车开行方案的概念。在此基础上，分析了基于动态客流的高速铁路旅客列车开行方案的研究内容与编制方法。 (2)研究了基于给定客流的高速铁路列车开行方案的优化模型及算法。基于给定客流的开行方案的优化模型及算法是本文所有优化模型及算法的源泉与基础。根据开行方案问题的特点，建立了基于混合线性整数规划的开行方案综合优化模型，协同优化了列车开行区段、开行对数、等级、停站方案及客流分配等要素，证明了开行方案问题是NP-hard问题。设计了两阶段的优化方法，根据节点重要性与市场需求，将开行方案的编制分解为高等级列车的开行方案编制与低等级列车的开行方案编制两个阶段，针对两个阶段数学模型的特殊结构及列车停站方案的特点，分别设计了Benders分解算法与列生成算法的精确求解算法。 (3)建立了基于动态客流的高速铁路列车开行方案的鲁棒优化模型。当运用周期内的实际客流需求在可允许的波动范围时，假定客流需求位于一给定区间，运用鲁棒优化理论，建立了开行方案的鲁棒优化模型。当客流需求在该区间内发生波动时，开行方案鲁棒优化模型的解保持不变，并接近于最优解。证明了该问题是NP-hard问题，并运用两阶段方法求解模型。 (4)研究了基于动态客流高速铁路旅客列车开行方案的调整方法。当运用周期内的实际客流需求超过允许的波动范围时，提出与分析了基本开行方案的定义与编制方法、实施开行方案的定义与编制方法。为了保证实施开行方案尽可能不偏离基本开行方案，建立以总运营成本最小、旅客旅行成本最小及总偏离成本最小为目标的调整优化模型，证明了模型是NP-hard问题，并运用了两阶段方法求解模型。 |
| 作者： | 蒲松 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 吕红霞 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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