详情

原文传递轨道交通时刻表协同优化研究

论文题名：	轨道交通时刻表协同优化研究
关键词：	轨道交通;轨迹重构;时刻表协同优化;遗传算法
摘要：	轨道交通成网运营条件下，客流需求急剧增长，客运供需矛盾日益突出。加强客运组织尤其是对线网时刻表的协同优化调整是当前缓解供需矛盾最有效的手段。然而，现阶段时刻表优化调整面临着网络客流需求估计不准确、各线路时刻表衔接困难、优化调整精细化程度低等一系列问题，难以收到良好的效果。本文借鉴国内外相关领域研究成果，从客流需求估计、优化模型构建、求解算法设计三个方面展开研究，提出轨道交通多线路时刻表协同优化方法。　　首先，本文构建了轨道交通网络化运营条件下多路径OD对间乘客路径选择模型。在建立轨道交通路网模型的基础上，利用自动售检票（AutomaticFareCollection,AFC）系统记录的交易数据，通过数据驱动的方式估计出乘客在轨道交通内的进出站及换乘步行时间。结合现行时刻表，设计AFC交易数据与时刻表数据的匹配方案，获取每位乘客所有可能的出行时间链，并从中提取出乘客的下车出站时间差。以只匹配到唯一出行时间链的乘客为参考，拟合出各车站出站闸机所记录的乘客下车出站时间差分布情况，并以此为依据，确定其余乘客最有可能的出行路径，为时刻表优化提供准确的客流需求输入。　　其次，构建基于事件驱动的轨道交通客流交互推演模型。将轨道交通客运系统抽象为由车站、列车、乘客三个主体组成的离散交互系统。分析乘客在轨道交通内的出行过程及列车的运行规律，设计不同交互主体间的交互事件并将这些离散事件放入事件队列中，按照一定的时间顺序和逻辑顺序进行触发，以此完推演过程。该模型能够快速地重构不同时刻表方案下乘客的出行时空轨迹，为时刻表优化模型中乘客出行费用（时间成本）的计算提供支撑。　　第三，在不改变各线发车数量的前提下，根据轨道交通客流特征，提出了主干线线-郊区线两阶段优化策略。在主干线时刻表优化过程中，以各线路各列车在首发站的发车时间为决策变量，考虑列车容量约束及大小交路的实际运行情况构建协同优化模型。在主干线列车时刻表优化完成之后，考虑郊区线路与主干线的衔接情况，以最小化衔接时间为目标进行郊区线路时刻表的调整。在求解算法设计方面，考虑遗传算法潜在的并行计算属性及良好的搜索能力，设计了基于并行计算的遗传算法进行模型求解，得到当前客流模式下最优的时刻表调整方案。构建了时刻表优化效果的评价指标，从线网、线路、车站、换乘衔接等方面评价模型算法的优化效果。　　最后，以南京地铁为例，验证模型算法的有效性，结果表明，相比优化之前，主干线路乘客的平均等待时间从235s降低到了219s，郊区线路的换乘衔接状况有所改善，换乘等待时间小幅下降。
作者：	赵嘉伟
专业：	交通运输工程;交通信息工程及控制
导师：	张宁;王健
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2021