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原文传递城市轨道交通规划线路快慢车开行方案研究--以重庆市江津线为例

论文题名：	城市轨道交通规划线路快慢车开行方案研究--以重庆市江津线为例
关键词：	城市轨道交通;运行组织;快慢车;跨线运行;开行模式
摘要：	目前我国超大、特大城市中心城区地铁网络已基本形成，随着城市的不断发展，下一阶段的建设重点逐渐转移到服务城市外围组团和周边卫星城的市域快速轨道交通上来。市域轨道交通线路一般线路较长，同时又有快速直达的需求，因此，地铁线路站站停运行模式难以满足乘客需求，快慢车运行、跨线运行等列车运行组织方式的研究提到议事日程上来。　　本文以重庆市江津线线路运行组织方式规划为工程背景，在分析影响快慢车运行模式关键因素基础上，综合考虑乘客出行成本和运营成本，分越行站确定、越行站不确定和考虑跨线运行列车三种工况，分别建立了线路快慢车运行方案优化模型，得到了不同工况下快慢车运行优化方案。研究成果为市域快速轨道交通线路快慢车运行方式规划提供了系统的理论和方法。论文主要研究工作与成果如下：　　（1）系统分析了线路快慢车运行模式的影响因素，提出了快慢车运行模式下列车最小追踪间隔和停站时间的计算方法。基于影响越行站设置因素的分析，提出了越行站位置的判定条件以及越行条件下和有跨线列车条件下线路最大通过能力的计算方法。研究了快慢车开行比例对越行站设置和线路通过能力的影响，结果表明：快慢车开行比例（慢车数：快车数）越大，虽开行的快车数量降低，但线路通过能力越高；随着快慢车开行比例增大，越行站位置先向线路两端集中，再逐渐向线路起点方向靠近。　　（2）针对线路越行站已经确定的工况，建立了越行站确定条件下的快慢车开行方案优化模型。提出了快车越行的判定条件及越行后列车时刻表调整方法。以快车停站方案和快慢车的发车频率为决策变量，列车发车频率的上下限等为约束条件，将最小化乘客总旅行时间和运用列车总数作为优化目标建立了优化模型，并设计了相应的遗传算法进行求解。通过重庆江津线的案例研究，验证了模型和算法的合理性和有效性，计算结果表明：越行站确定条件下，与站站停模式相比，快慢车模式最优方案的乘客候车时间增长了41.29%，在车时间减少了23.17%，总出行时间减少了16.75%，运用列车总数保持一致，快慢车运行模式的优势明显。　　（3）针对线路越行站设置不受限制的工况，建立了越行站不定条件下的快慢车开行方案优化模型。在越行站确定条件下快慢车开行方案优化模型的基础上，为满足越行条件下列车安全追踪间隔要求，提出了越行站位置的判定条件和确定方法。模型仍以快车停站方案和快慢车的发车频率为决策变量，并采用遗传算法进行求解。以重庆江津线为案例进行计算分析，结果表明：与站站停模式和无越行条件的快慢车模式相比，有越行条件的快慢车模式下总出行时间分别减少了17.34%、15.28%，但运用列车总数分别增加了3列、8列，综合考虑乘客出行成本和列车运营成本，有越行条件的快慢车模式效果更优。　　（4）针对市域快线与地铁线路采用“快慢车+跨线”组合开行模式，建立了“快慢车+跨线”组合开行模式的列车开行方案优化模型。在越行站不定条件下，以各交路列车发车频率、跨线快车停站方案、跨线快车折返站位置为决策变量，以最小化乘客总出行时间和列车运用总数为优化目标建立了列车开行方案优化模型，并采用枚举法基于Python语言设计了求解算法。以重庆江津线和轨道交通5号线为案例进行了计算分析，结果表明：与两条线采用站站停独立运行模式的最优开行方案相比，“快慢车+跨线”模式下最优方案的乘客候车时间增加了32.18%，总在车时间减少了4.03%，总出行时间减少了0.49%，运用列车总数减少了7.69%，总换乘时间降低了8.48%，“快慢车+跨线”模式的运行效果较优。
作者：	徐俊
专业：	道路与铁道工程
导师：	梁青槐
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2023