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原文传递城市轨道交通车辆运用资源优化模型研究

论文题名：	城市轨道交通车辆运用资源优化模型研究
关键词：	城市轨道交通;车辆运用计划;变邻域搜索算法;模拟退火算法
摘要：	近年来，国内城市轨道交通的不断持续发展，满足了大量居民的出行需求，在缓解城市交通拥堵、促进经济发展、优化城市结构化等方面起到了重要作用。随着城市轨道交通发展逐渐步入运维阶段，城市轨道交通资金投入逐渐由前期的建设资金的投入转换为运维资金的投入，如人力资源成本、线路基础设施维护成本、车辆维护成本以及车站机电设备维护成本等。作为载运工具的城轨车辆由于价格昂贵、使用频繁、车载设备比较多，导致城轨车辆的运维成本在整个城市轨道交通运维成本中的占比居高不下。降低城轨车辆的运维成本可从管理和技术两个方面进行，管理层面主要通过制定合理的车辆运用资源计划和维修机制以降低车辆运维成本，技术层面主要通过采用新的技术手段降低车辆检修成本。　　本文从管理层面对城市轨道车辆运用资源问题进行了研究，主要包括以下内容：　　（1）城市轨道交通车辆运用计划的影响因素分析　　首先明确车辆运用计划的基本概念，然后从车辆运用方式、车辆检修规程、车辆段布局和检修能力以及列车接续方案四个方面对车辆运用计划的影响因素进行了分析；最后基于已有车辆运用计划编制的缺陷，提出两阶段求解方法，将车辆运用优化问题分解为列车运行交路优化问题和车辆指派优化问题，为后续构建模型奠定了理论基础。　　（2）城市轨道列车运行交路优化模型构建和求解算法设计　　首先根据城市轨道交通车辆运用计划的影响因素分析，以列车运行交路数量最少和列车运行交路均衡性为目标构建城市轨道交通列车运行交路优化模型；然后提出采用变邻域搜索算法对模型进行求解，并根据列车运行线的接续特点，设计邻域结构，给出算法的具体流程。　　（3）城市轨道车辆指派优化模型构建和求解算法设计　　首先以列车运行交路优化模型为基础，以承担列车运行交路的车辆数最少和车辆空车行驶里程最小作为优化目标，车辆的检修计划、车辆段的存车能力等作为约束条件，构建城市轨道交通车辆指派优化模型；然后，针对车辆指派优化模型的特点，提出采用模拟退火算法对模型进行求解，并设计模拟退火算法的初始解产生、新状态产生机制和接受新状态准则，给出算法的具体流程。　　（4）案例分析　　本文将成都市轨道交通10号线的运营情况作为数据基础，使用python编程验证模型与算法，根据实验结果验证了车辆运用计划模型的合理性。此外，本文将实验结果与已有的人工编制车辆运用计划进行对比，结果说明本文提出的车辆运用计划模型与算法相较于人工编制，减少了车辆运用数量与车辆空驶里程，提升了车辆的运行里程均衡性，提高了车辆的资源利用效率，实现了车辆的高效运营，为运营企业提供了理论依据。
作者：	万穗
专业：	交通运输工程
导师：	王宏刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022