考虑乘务员值乘需求的地铁乘务轮班优化方法

乘务轮班计划是乘务计划的实施阶段,其质量影响乘务员对乘务计划的满意程度。既有研究多把所有乘务员作为一个整体,考虑均衡性等优化目标,本文则从值乘时间、任务类型和喜恶类型角度系统刻画乘务员的值乘需求,并将具有相近值乘需求的乘务员进行分组,构建乘务轮班计划优化模型,尽可能满足不同分组乘务员的值乘需求。进一步构建基于路径状态的网络图模型,通过禁忌序列表示轮转约束,以需求序列衡量值乘需求的满足程度,将问题转化为最大费用流问题进行求解。案例研究结果表明:提出的方法可以有效满足乘务员值乘需求,并确保不同乘务分组间需求满足程度的均衡性,求解方法具有较高的求解效率。

区域综合交通运输需求与产业结构的协整关系分析

为揭示区域综合交通运输需求与产业结构间的联系,运用协整理论,研究了客货运量与第一、二、三产业间的相互关系.结果表明:上海市综合交通客货运量分别与第二、三产业产值存在长期均衡关系;第一产业的发展不能用来解释客货运输需求的增长;传统的采用单位GDP(Gross Domestic Product)产生的货运量指标预测货运需求已不能完全适用产业发展方向;在10%置信水平下,认为货运量是第三产业产值的Granger原因,且第三产业产值是客运量的Granger原因,客运量对数关于第三产业产值对数的短期弹性为1.15,长期弹性为0.41,采用单位三产产值产生的客运量来预测客运需求是合理的;在25%置信水平下,客运量和第三产业产值互为因果关系,但客运需求对第三产业的促进作用要强于后者对前者的拉动作用,说明交通基础设施建设适度超前对引导经济发展和产业结构调整有显著作用.

新冠肺炎疫情对城市轨道交通运营的影响

新冠肺炎疫情对城市轨道交通运营造成重大影响:8个城市所有线路停运,2个城市部分线路停运,其他城市不同程度关闭车站、调整运营时间或行车间隔;2020年1月23日至2月10日全国日均客运量较去年同期下降约70%~90%,票务收入断崖式下降,而防护物资、宣传等支出性成本增加;一些项目进度总体滞后2个月,职工安全防护吃紧;疫情初期应急管理仍存在问题,应急处置新技术、新设备投入应用。恢复运营生产面临防控任务重、大客流处置、引导通勤客流回归等问题,需要加强行业指导,逐步有序恢复运营,在严格落实防控措施的同时,根据客流情况优化运输组织;对现金流、备品备件周转、停滞的大中修和更新改造项目开展风险评估,采取有效应对措施;持续开展宣传引导,毫不松懈抓好安全生产,总结应急处置经验,提升应急处置能力,更好地支撑和保障社会经济发展和人民群众出行。

考虑能源消耗的城际列车运行速度优化

在考虑能源消耗以及城际列车与公路大巴和私家车客流竞争关系的基础上,以铁路运输部门收入最大化和城际旅客出行广义费用最小化为优化目标,以运输供给、列车到发时间以及列车数为约束条件,建立连接2个中心城市的城际列车运行速度的多目标非线性优化模型,并借助Matlab软件实现基于模糊折中规划的求解算法。分析旅客时间价值和最小上座率2个参数的变化对城际列车最优运行速度的影响。算例结果表明:在考虑列车的运行能耗后,城际列车的最优运行速度随旅客时间价值的提高呈上升趋势,随最小上座率的提高呈下降趋势;在一定的经济发展水平下,列车过高的运行速度并不能减少城际旅客出行的广义费用,反而造成列车运行能耗的大量增加。

地铁应急接驳公交派车场站选择与行车计划协同优化

地铁网络发生区间故障后,广泛采用应急接驳公交维持公共交通的服务保障能力。为提高地铁应急接驳公交运行效率,减少应急公交数量和乘客时间损失,以公交备选派车场站是否被选择、派车场站的公交停放能力以及应急接驳公交快慢车方案为决策变量,建立地铁应急接驳公交派车场站选择与行车计划协同优化模型,通过线性化处理以及ε-约束法,将模型转化为单目标线性规划模型。以某地铁线网为例,通过Gurobi求解模型的帕累托最优前沿,结果表明:相比无快车模式,所提方法在不增加公交数量的情况下,可增加总发车次数,使得乘客时间损失降低4.17%;应急公交数量和乘客时间损失具有负相关性,决策者可根据实际需求权衡两个目标;公交派车场站应尽可能地均匀分散选择;增加公交派车场站数量可降低乘客时间损失,但增加派车场站数量产生的边际效益逐渐降低,实际派车场站数量可根据实际情况酌情确定。

基于灰色关联度的轨道交通能耗影响因素分析

轨道交通节能潜力较大.本文在分析行业统计数据的基础上,利用灰色相关度分析法对轨道交通系统中的城市轨道交通、客运专线以及客货共线铁路的能耗组成以及各主要影响因素的影响重要度进行定量分析.结合行业统计数据,确定分析指标并得出分析结果.研究认为:轨道交通总能耗构成分为机车运行牵引能耗和车站设施能耗两部分.机车运行牵引能耗的大小对决定客货共线铁路和客运专线铁路的能耗起较大作用;而对城市轨道交通系统能耗而言,两个因素的重要度相差不大.不同因素对轨道交通能耗的影响重要度存在差异.

基于换乘站停站时间延长的城市轨道交通末班车时刻表优化

在城市轨道交通网络中,提高末班车乘客换乘成功性对其夜间出行有重要意义.通过压缩末班车区间运行时间与非换乘站停站时间,延长换乘站停站时间,建立以换乘成功客流量最大为目标的时刻表优化模型,实现末班车双向衔接成功.将模型刻画为混合整数线性规划问题,通过对模型简化,利用CPLEX分支切割算法进行求解.最后,以武汉地铁网络为案例,验证模型的有效性.结果表明,模型可利用CPLEX快速求得精确解.末班车停站时间延长可有效提高末班车间换乘衔接成功性;在末班车收车时间可推迟情形下,推迟收车时间可进一步提升末班车换乘效果.

我国高铁列车牵引能耗影响因素作用效果的模拟分析

以我国某条高铁线路上运行的CRH-3型动车组为例,采用计算机辅助模拟的方法,定量分析单位旅客运输列车牵引能耗(单耗)与列车最高目标速度、停站间距、座位公里利用率之间的关系.研究发现:由于列车最高目标速度提高而产生的单耗增加的幅度远高于列车最高目标速度的提高幅度;在最高目标速度一定的条件下,列车的单耗随列车停站间距的缩短而增大,且该趋势随列车最高目标速度的增大而越发明显;当列车的座位公里利用率小于50%时,单耗随座位公里利用率的增大而明显降低.基于分析结论,本文最后提出了旨在降低我国高铁列车牵引能耗的若干技术性建议.

城市轨道交通换乘节点与网络运行效率关系研究

换乘节点是城市轨道交通不同线路间转乘的必经场所,对城市轨道交通系统运行有重要影响.本文基于复杂网络理论,将平均路径长度、网络局部效率和网络全局效率作为网络运行效率的评价指标,研究了换乘节点比例、换乘节点衔接线路数及换乘节点分布与网络运行效率的变化关系.研究表明,网络平均路径长度随换乘节点比例、换乘节点衔接线路数增加呈幂函数降低;网络局部效率随换乘节点比例增加呈指数下降,网络全局效率随换乘节点比例增加呈对数增加且换乘效率越高,增长越明显;换乘节点衔接线路数的增加会降低网络局部效率,增加网络全局效率;换乘节点在各线路分布越均匀,网络全局效率越高.

考虑追踪安全的地铁快慢车协同操纵节能优化

研究考虑追踪间隔要求和再生能利用的快慢车线路地铁列车协同操纵节能优化问题.首先,基于滚动优化思想将列车协同操纵全局优化问题分解为一系列的子问题,即每一列车进入下一区间前由中央控制器根据同一供电分区内其他列车的操纵方案和列车重量等实时运营信息,计算出站列车在下一区间的操纵方案.为延长牵引制动重叠时间、提高再生能利用,各列车尤其是快车允许途中二次牵引加速以配合其他列车进站制动.基于上述研究思路,本文以列车净能耗为目标构建了快慢车线路列车协同操纵节能优化模型,并设计了混合遗传算法进行求解.案例分析结果表明,与不考虑其他列车操纵的个体最优节能操纵方法相比,本文提出的协同操纵方法可节能3%以上,算法满足实时优化对计算效率的要求.

老年人日常出行的出发时刻选择研究

利用比例风险模型,构建了老年人出行出发时刻选择模型,并利用北京市第三次全市居民出行调查数据,对模型进行了回归分析.回归结果表明:老年人个人和家庭属性、出行属性、采用的交通方式等12个特征变量对老年人出发时刻的选择有不同程度的影响;12.5%和24.1%的老年人选择在7:00以前和10:00以后出行;69.5%的老年人选择8:00之前出行进行休闲锻炼,以休闲健身为出行目的的老年人的出发时刻相对较早.

基于情景分析的城市轨道交通应急指挥系统功能需求研究

城市轨道交通运营突发事件可能对列车运行和客运组织造成干扰,需要应急指挥系统进行综合调度指挥和应急处置.突发事件具有不确定性,建设应急指挥系统是一项复杂决策,功能需求分析是决策的重要依据,要求功能描述清晰、一致和完整.本文采用情景分析法对突发事件的情景构建、应对任务和功能需求进行了描述,提出了确定应急指挥系统功能需求的策略.并以列车信号系统故障为例进行了分析,给出了功能需求描述和实现功能需求的数据和技术要求.结果表明,利用情景分析法对应急指挥系统进行功能需求分析是有效的,可以较好地解决需求分析不确定性和完整性问题.

基于滚动优化的地铁列车节能运行协同控制方法

针对地铁列车节能运行问题,提出基于滚动优化的列车协同控制方法,将系统整体最优问题分解为基于时间推进的局部优化问题。考虑列车每次停站时同一供电分区内其它列车的操纵方案,实时计算下一站间运行净能耗最小的操纵方案。在计算操纵方案时,对传统的列车4阶段操纵策略进行改进,允许列车在运行途中进行2次牵引,减小列车牵引能耗并提高再生能的利用率。结果表明:相比列车基于传统4阶段的个体最优控制策略,采用本文提出的列车协同控制方法在不同发车间隔下均可提高再生能利用率并节约列车运行净能耗,平均节能率达8.37%。

基于自适应Agent的地铁站台乘客集散仿真研究

作为提高地铁运行效率与服务水平的基础研究,地铁乘客集散仿真应综合考虑建筑环境、设施配置、运输组织三方面对乘客集散效率的影响.本文构建了乘客自适应Agent模型,从环境感知、行为决策、动作执行三方面建立基于神经元模型的环境拥挤感知模型,考虑拥挤的运动行为启发规则、运动状态离散更新规则.在构建乘客微观行为动力学模型的基础上,以典型的地铁岛式站台乘客集散为研究对象,建立地铁站台乘客集散仿真模型.仿真结果表明,在地铁站台建筑空间环境和设施设备配置确定的情况下,乘降客流需求和列车发车间隔对地铁站台最大乘客数及乘客集散效率影响显著.

城市立交桥下空间资源利用的方法研究

通过对北京典型立交桥下空间资源利用的调研发现,桥下空间利用主要存在调头车道设置不合理等四类问题.针对不同的问题,在遵循"桥下空间利用交通优先、交通利用公交换乘优先"的原则上提出了相应的优化措施.以北京三环路上的万柳桥为例展开实证研究,研究表明:调整信号能使两个方向的机动车平均排队长度分别减少69.6%和76.3%,平均延误分别减少67.9%和58.7%,改变车道功能能使一个方向的机动车平均排队长度减少60.1%,平均延误减少49.5%.

北京与东京轨道交通1小时通勤圈研究——基于高德地图和东京出行路径规划数据

为比较轨道交通多网融合背景下北京和东京轨道交通出行服务便捷性,利用高德地图路线规划数据以及东京轨道交通出行路径规划数据,构造带权有向图模型,结合深度优先搜索算法获取北京和东京都市区轨道交通站点1h内可达的空间范围,并计算最小和最大通勤距离。研究发现,以国贸站、中关村站、丰台东大街站和东京站为例,按直线距离计算,北京和东京都市区轨道交通1小时通勤圈覆盖范围分别为14~52km和31~57km,分别位于15~30km和30~50km等距圈。北京与东京的地铁旅行速度均为33km/h左右,主要差距在于东京都市区广泛采用JR或私铁通勤,旅行速度可达60km/h,还可与地铁直通运营减少换乘时间;而尽管北京大兴机场线可达到较远的出行距离,但受车站设置和票价限制,承担的通勤客流有限。为此,在制定轨道交通发展战略时,除通勤时间覆盖率指标外,还应将通勤距离作为一项定量指标,从时间与空间两个维度评价服务便捷性。

城市轨道交通网络行车服务功能需求分析研究

为更好满足乘客出行体验和发挥网络化运营效益,阐述了单线叠加型网络和需求指导型网络的形成过程与主要特征,分析了单线叠加型网络行车服务方面的主要问题和成因。从乘客出行服务和企业效益2个方面,提出城市轨道交通线网行车服务功能需求框架,从脆弱性、匹配性、安全性、灵活性、可靠度和互用性6个方面探讨实现途径。最后,以成都地铁线网为进行分析,为城市轨道交通网络化行车服务功能提供研究支撑。

基于时刻表协调的同台换乘聚集人数计算模型

从时刻表协调的角度,建立了不同到站间隔下地铁同台换乘站聚集人数的计算模型,并且采用Anylogic软件对乘客的实际集散行为进行仿真.仿真结果与模型计算得到的站台最大聚集人数相近,验证了模型的有效性.算例结果表明:在两方向列车发车间隔相同的情况下,同台换乘站的最大聚集人数随着两方向列车到站间隔时间的增加而减少.在算例的假设条件下,当两线路列车同时到站时,站台聚集人数最多;在此基础上,两线路列车的到站间隔时间每增加30 s,站台的最大聚集人数减少一定人数;当到站间隔时间达到150 s时,站台最大聚集人数降至最低.

基于路径诱导的高负荷路网微循环组织研究

路径诱导是区域交通微循环组织的重要手段之一。以路网诱导的交通流效用最大为目标,兼顾高低不同负荷的车流有效规划路径上的信息诱导板数量,并利用遗传算法对模型进行了求解,得到了信息板的优化设置位置;结合中关村西区实例,首先规划了高低不同负荷的车流有效路径,并计算得到信息板设置的优化位置,然后利用VISSIM仿真,比较了路网的改善效果。仿真表明:改善后,中关村区域主干道的交通负荷降低,区域的交通旅行时间减少19.3%,延误减少38.6%,而区域内部的次干道和支路利用率增加,达到了微循环组织利用支路分担主干道交通压力的目的。

城市轨道交通地下线车站选址与平面线形优化

基于已知的线路起终点和研究区域内人口分布情况,研究城市轨道交通地下线平面设计方案。以轨道交通车站的布设数量、位置及线路平面线形为决策变量,考虑实际地理条件、站间距、换乘预留及线路平面设计等约束,建立城市轨道交通地下线平面优化模型,实现客流吸引量最大,以及包括建设投资、运营支出和环境影响在内的线路综合成本最小。设计基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与A*算法的混合启发式算法求解模型。选取国内某城市地铁线路为研究对象,结果表明,算法可求得模型帕累托前沿,提供不同客流吸引量下线路综合成本最低的解决方案。此外,与实际平面设计方案相比,帕累托最优方案能够在不降低客流吸引量情况下减小约4.4%的线路综合成本。