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高速铁路周期性列车接续方案综合优化模型与算法
| 论文题名： | 高速铁路周期性列车接续方案综合优化模型与算法 |
| 关键词： | 高速铁路;周期性列车接续方案;编制流程;圈周期模型;圈基搜索 |
| 摘要： | 近年来我国高速铁路路网规模不断扩大、客流需求的数量和质量日益提升，以规律停站、便捷换乘、旅客便于记忆为特点的周期性列车运行图得到了我国铁路运营管理部门的关注。周期性列车接续方案是周期性列车运行图的重要内容，对于保证旅客高质量换乘具有十分重要的意义，适应我国高速铁路实际情况的列车接续方案优化理论和方法还亟待完善。 本论文结合我国高速铁路运营现状，研究了周期性列车接续方案的综合优化问题，主要工作如下: (1)列车接续方案编制关键问题分析。在明确周期性列车接续方案定义和单一接续关系基本要素的基础上，分析了接续列车组合模式、接续地点布局、接续冲突的成因与消解三个周期性列车接续方案编制的关键问题。诠释了周期性列车接续方案与列车开行方案及运行图的区别与联系。在此基础上，分析了国内外既有周期性列车接续方案的编制流程。 (2)高铁列车接续方案综合优化模型构建。以最大化接续方案服务换乘客流量和最小化接续数量为目标函数，考虑了换乘客流服务质量、车站换乘能力、单列车接续数量、枢纽接续能力以及接续地点选取约束，建立了列车接续方案备选集优化模型(M1)。基于圈周期模型（Cycle Periodicity Formulation，CPF），建立了以最大化换乘客流实现量、最小化列车区间运行和停站冗余时间以及最大化接续时间可靠性为优化目标的周期性列车接续方案生成模型(M2)。在以上模型的基础上提出了基于信息交互策略的列车接续方案综合优化流程。 (3)基于贪婪策略的圈基搜索算法。在分析模型结构的基础上指出模型M2的构建与求解是影响模型求解效率的关键。基于圈基理论，分析了几类圈对应的圈变化范围，指出区间圈、停站圈、安全圈是三类优质圈。以尽可能将三类优质圈纳入圈基为目标，提出了基于贪婪策略的圈基搜索方法。 (4)案例研究。以京沪高铁以及其主要衔接线路为案例，运用C＃和Cplex混合编程求解上述问题，编制了周期性列车接续方案，并在此基础上生成了京沪高速铁路周期性列车运行图，验证了模型的可行性及算法的高效性。 |
| 作者： | 李天琦 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 聂磊 |
| 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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