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多模式混跑的城市轨道交通快慢车开行方案优化研究
| 论文题名： | 多模式混跑的城市轨道交通快慢车开行方案优化研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;快慢车模式;运力分配;列车开行方案;多目标优化;差分进化算法 |
| 摘要： | 以市域出行为主的轨道交通线路数量急剧上升，为应对市域线路的特殊出行需求，快慢车组合运营模式被许多市域线路所使用。随着乘客出行目的多样化，传统快慢车模式越来越难以适应复杂多样的客流环境。论文针对传统快慢车模式的不足，提出一种“快-中-慢”混跑的快慢车组合运营模式，并设计了多模式混跑的快慢车运力分配及开行方案优化方法，以提高市域线路出行效率，丰富城市轨道交通运营组织理论方法。 论文界定了现有快慢车组合运营模式，并按快慢车不同的运行方式对其进行分类。分析传统快慢车模式的适用条件和运力影响因素，进一步对多种模式组合的特殊快慢车模式进行分析，提出快慢车组合运营模式现阶段存在的不足。 考虑到现有快慢车模式存在的不足，基于日本快慢车模式的启发，提出一种多模式混跑的新型快慢车组合运营模式，分析了该模式与传统快慢车的异同，并对其优缺点及适用条件进行了分析。从运行方式以及发车模式的角度对“快-中-慢”混跑模式进行分类，阐明了该模式须遵循的均衡发车原则。为了选取适合线路客流的列车运营模式，论文结合多种指标从定性与定量角度提出了不同运营模式的选择方法。 论文对线路运力分配所需的多种客流数据进行了分析，并针对性地给出了常用的数据获取及处理技术。通过改进传统快慢车模式的运力分配方法，提出一种基于组团客流的“快-中-慢”混跑模式的快慢车开行比例、开行对数计算方法。考虑到快慢车的周期化运行模式，提出一种“快-中-慢”混跑模式的发车周期计算方法，并对周期内各列车的最优发车顺序进行筛选。 基于“快-中-慢”混跑模式的运力分配方案，进一步对各列车停站方案、越站方案、发车间隔进行调整，考虑列车停站、越行、间隔时间等约束，以乘客总出行时间和企业总运营成本最小为目标构建多目标优化模型。采用线性加权法将多目标优化模型转化为单目标优化模型，设计基于遗传算法改进的差分进化算法对模型进行求解。 以广州地铁14号线为例进行模型验证，对该线路能否采用快慢车组合运营模式进行了判别，提出不同快慢车运力分配方案，并结合实际应用方案验证了论文提出的运力分配方法。进一步对不同快慢车模式下的列车开行方案进行优化，从乘客总出行时间、企业运营成本、滞留乘客等待时间等维度综合评价不同快慢车方案的优劣。结果表明“快-中-慢”混跑模式相比传统快慢车模式更适应客流不均衡的郊区线路，能够满足不同类型乘客的出行需求，提高乘客出行舒适度。 |
| 作者： | 张人杰 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 叶茂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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