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面向旅客出行需求的高速铁路列车运行图编制模型与算法
| 论文题名： | 面向旅客出行需求的高速铁路列车运行图编制模型与算法 |
| 关键词： | 高速铁路;列车运行图;编制模型;编制算法;旅客出行需求 |
| 摘要： | 随着社会经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，人们对出行服务的质量也提出了更高的要求。高速铁路由于具有速度快、安全性好、正点率高等特点而备受广大出行者的青睐。列车运行图作为列车运行计划的核心内容，对于列车运行组织的优化起着重要的作用，研究面向旅客出行需求的高速铁路列车运行图编制模型与算法，对于提高旅客服务水平，改善运行图编制质量，优化运输组织具有重要的现实意义。本文的研究内容可以概括为以下几个部分: (1)介绍了论文的研究背景和意义，对该领域国内外的研究现状进行分析总结，明确了面向旅客出行需求的高速铁路列车运行图编制问题的理论意义和应用价值。 (2)对旅客需求和列车运行图的基础理论进行介绍，分析了旅客的出行需求特征和换乘行为，并将高速铁路列车运行图与既有线列车运行图进行比较，最后，从列车开行方案与运行图之间的不一致性以及运行图与旅客出行需求之间的关联性两方面对面向旅客出行需求的列车运行图编制问题的必要性进行分析。 (3)结合列车运行图的时空特性，从网络流的角度出发，以旅客的总旅行时间最短为目标建立基于时空网络的列车运行图编制模型(P1)，并针对该模型存在的问题提出了基于时空状态网络的列车运行图编制建模思路，通过对旅客运输状态的描述，构建考虑旅客出行需求的高速铁路列车运行时空状态网络，并分析了时空状态转换的必要条件，建立了基于时空状态网络的列车运行图编制模型(P2)，最后对两个模型的特点进行总结。 (4)通过对LP算法和LR算法进行对比分析，结合模型特点，本文采用拉格朗日松弛算法对模型进行求解，通过将原问题中的复杂约束松弛到目标函数中，得到问题的下界解，并将其作为启发信息运用拉格朗日启发式算法求得上界解，通过不断缩小上下界之间的间隔改善可行解的质量，最后，本文对拉格朗日算法的求解流程作了介绍。 (5)以京沪高速铁路为例，分析京沪高铁客流在时间和空间上的变化规律，基于12306收集到的客票数据对面向旅客出行需求的列车运行图编制模型进行验证，从算法效果和求解结果两个方面对本文所提出的模型算法进行分析，并将模型P1和模型P2得到的结果与现有的时刻表进行对比，最终结果表明本文所提出的模型和算法在求解大规模的运行图编制问题中取得了很好的效果。 |
| 作者： | 陈苒 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 孟令云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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