考虑快慢车的城轨跨线运营开行方案与时刻表优化

跨线运营是城市轨道交通网络化运营的重要方向,跨线与快慢车组合运营可降低乘客出行时间。本文考虑跨线与快慢车组合模式,构建事件活动图刻画列车运行和乘客出行过程;考虑列车安全运行间隔和列车载客能力等约束,建立以乘客出行时间和列车走行成本最小化为目标的开行方案与时刻表综合优化模型,决策列车运行交路、停站方案、开行频率及各车次在各站的到发时刻;并针对综合优化模型,设计定制的变邻域搜索算法。案例结果表明,在组合模式下,列车走行成本增加了3%,换乘人次降低了82.5%,总乘客和跨线乘客的平均出行时间分别减少了1.3 min和5.3 min,乘客出行效益有明显提升;跨线与快慢车组合模式小幅增加了无需换乘乘客的出行时间,但大幅降低了跨线乘客的出行时间;换乘站换乘走行时间越长,宜开行的跨线列车频率越大,跨线运营降低乘客出行时间的效果越显著。

面向客流的市域与城轨贯通运营下快慢车开行方案优化

为顺应当前市域铁路与城轨线路贯通运营的发展趋势,基于市域与城市轨道交通线路终点对接的衔接形式,市域铁路开行快慢车,城轨开行站站停列车的运营模式,通过路径客流分配,对贯通运营条件下列车开行方案进行优化.以乘客出行成本及企业运营成本最小化为目标,考虑客流出行需求、线路通过能力等约束构建双目标非线性整数规划模型,并设计遗传算法进行求解.结合重庆轨道交通5号线与江跳线,从市域与城轨本线及跨线客流出行时间、列车停站及运行成本两方面,对换乘、贯通运营及快慢车等不同运营模式组合下列车开行方案进行对比分析,验证模型的有效性.研究结果表明:较换乘衔接模式,市域铁路与城市轨道交通贯通运营条件下开行快慢车的运营模式下的乘客出行时间降低了2.92%,企业总运营成本降低了4.88%;该模式适用于跨线出行需求较大的线路,满足跨线乘客从郊区至中心城区的快速出行需求.研究成果可以从运输组织层面为市域铁路与城市轨道交通的高效融合提供理论支持.

城市轨道交通快慢车运行延误调整方案仿真评价模型

[目的]制定合理的列车运行延误调整方案,是保证城市轨道交通线路运营安全、可靠的重点工作之一。对于开行快慢车的城市轨道交通线路,需要研究列车运行延误后乘客的选择列车行为,并分析快慢车越行对乘客出行选择的影响。[方法]对快慢车线路运行过程中乘客的留乘现象及乘客选择列车行为进行了分析,设计了符合乘客上下车规则和乘客选择列车行为的仿真算法,构建了快慢车运行延误调整方案仿真评价模型。考虑快慢车的始发时间、顺序,以及越行的车次、站点,制定了不同的列车运行延误调整方案。对上海轨道交通16号线原有的计划方案、4个延误调整方案下乘客的出行过程进行了仿真,并对4个延误调整方案进行了综合评价。[结果及结论]该仿真评价模型具有有效性和可靠性,既可为城市轨道交通运营企业评价列车开行方案提供仿真手段,也可为乘客服务水平提升、列车运能利用率提高、列车开行方案优化等提供依据。

市域快轨快慢车模式越行节省时间研究

不同于地铁制式,市域快轨是轨道交通建设为满足通勤化、大运量、快速度需求发展到一定阶段产生的新型式,其快慢车运营模式势在必行。为此,在既有研究的基础上,综合考虑运营模式、越行速度、越行站站型、道岔型号等因素,对市域快轨快慢车运营模式下的越行节省时间计算方法展开研究,形成计算方法。以国内某市域快轨为基础建立仿真模型,通过OpenTrack仿真技术验证理论计算结果,得到如下结论:当越行速度介于60~120km/h之间时,追踪模式下快车跳站运营,每跳一站相比慢车停站的节省时间(含慢车停站时间)介于37~55s;越行模式下快车越行运营,每越行一站相比慢车停站的节省时间(含慢车停站时间)介于69~87s。与仿真结果相比,理论计算平均误差不超过3%。研究成果可为市域快轨快慢车运营时间效益分析提供参考。

城市轨道交通快慢车越行站点设置方法研究

随着城市轨道交通的不断发展,快慢车运输组织模式逐渐成为提升旅客出行效率、实现快速直达服务的重要策略。目前越行站的位置与数量设定多依赖于运行图铺画过程,工作效率及分析精度相对较低。为解决该问题,文章从越行产生的场景出发,提出快车与慢车初始发车间隔、慢车之间的初始发车间隔,以及越行站工程代价是影响越行站位置的主要因素,并据此总结制定越行站设置规则,设计基于发车间隔关系动态枚举的越行站位置和数量的求解算法。通过构建验证案例求解得到9种可行方案,验证理论方法的有效性和实用性,对解决城市轨道交通工程的越行站设置问题具有重要的指导意义。

成都地铁18号线行车组织模式分析

成都地铁18号线是通往远郊的市域轨道交通线路,采用传统行车组织模式会导致远郊出行时间超过通勤时限要求,因而需要研究既能吸引客流又能提供旅行速度的行车组织方案。从成都地铁18号线的功能定位出发,提出2种行车组织模式的应对方案,即快慢车模式(服务相同线路不同出行目标的需求)和跨线运营模式(服务不同线路相同出行目标的需求),以构建一线多功能的快线系统,实现线网效率的最大化。此外,还提出了跨线运营的主要技术要求、行车组织模式的概念,以及应对功能复杂、客流需求差异化的行车组织模式。

重庆市域(郊)铁路互联互通运输组织研究

为满足轨道交通四网融合发展要求、充分发挥轨道交通网络整体效益,依托起承上启下作用的市域(郊)铁路开展互联互通设计已成应用热点。文章以重庆“一干多支”架构下的市域(郊)铁路网为依托,在深入分析线路条件、客流特征及其功能需求基础上,构建“外快内慢、灵活编组、互联互通”的运输组织方案。系统研究互联互通模式下交路形式、编组方案、运营模式及互联互通节点配线,首次提出灵活编组模式系统能力计算方法、实现“∞”型交路形态的单岛四线配线形式和适配快慢车模式的车站规模差异化方案,在保障运营服务水平的同时有效降低工程投资,相关研究可有效指导后续市域(郊)铁路设计。

考虑碳排放成本的铁路集装箱快递班列开行方案

针对我国目前快递公路运输方式占比过高,而导致的道路交通需求过大、运输成本、碳排放过高等问题,研究了“双碳”目标下铁路集装箱快递班列方案。考虑运输距离、快递量、快递网点数量、物流产业占GDP比重等因素,运用熵权法确定集装箱快递班列始发站和到达站。根据公路直达运输和调运至铁路车站2种形式,构建包括始发站、调运站和到达站的铁路集装箱快递班列运输网络。为确定集装箱快递运输直达方案、调运方案及采用的运输方式,建立了铁路集装箱快递班列开行方案的整数规划模型。为确定集装箱快递班列合理的列车编组数量及铁路经济运距,该模型以运输成本、调运成本和碳排放成本最小为目标,不仅综合了快递运量、时间约束以及列车开行条件等因素,而且考虑了快递货物的调运流程。此外,该模型还引入了碳排放系数、碳交易价格等要素,以计算碳排放成本。以长三角地区快递货流集散为例进行了实证分析,结果表明:铁路集装箱快递班列开行方案以直达运输为主,调运方式为辅;运输方式按照载货量及铁路经济运距划分铁路运输为主,公路运输为辅;列车合理编组范围为25~40辆,且列车编组数量过高和过低均不具有优势;设定铁路运输速度120 km/h的条件下,铁路经济运距以400 km为宜;科学设计时间窗约束亦能优化铁路集装箱快递班列开行方案。与现行公路运输相比,本研究所得方案的运输成本和碳排放成本均明显降低,运输时效性亦能够得到保证。

考虑客流空间分配的城轨市郊线快慢车开行比例优化

为实现城轨市郊线运能与客流最大限度的匹配,提升轨道交通服务水平,首先构建了路段广义费用函数,基于Beckmann交通平衡模型分配方法,建立乘客换乘方式选择的客流分配模型;其次,以单位时间路段客流分配矩阵为样本点,采用有序聚类分割算法,根据乘客空间分布特征,将快慢车选择相近时段划分为同一运营时段,建立快慢车开行比例及停站优化模型,实现线路上所提供的运能与客流需求最大限度的匹配;最后,通过算例分析比较优化前后快慢车开行数量和比例及停站次数,验证该优化模型的有效性。研究结果表明,综合考虑乘客时间和空间分布规律的快慢车开行方案优化模型,不仅能够减少线路全日停车次数,而且在满足乘客出行需求提升服务水平的同时降低企业运营成本。

中欧班列开行方案动态优化研究

目前,中欧班列开始从“增量”向“提质”转型,优化货源结构、开发回程货源等成为重点发展方向。中欧班列口岸拥堵严重,货物停装、途中滞留时有发生,使得中欧班列开行数量供不应求。因此,研究提出将有限的运力资源释放给运营效益高的中欧班列,并使其均衡到达口岸以缓解口岸拥堵。以中欧班列开行的综合运营效益最优为目标,考虑口岸每日通行能力、班列编组数量等约束构建中欧班列开行方案动态优化模型。结果表明,运营效益最大化的开行方案与运输收益最大化的开行方案相比,运营质量更高,中欧班列开行质量有了明显提升,研究可为中欧班列开行方案的制定提供参考,从而为中欧班列的健康稳定、可持续发展奠定基础。

都市圈市域快线多网融合列控系统

随着都市圈经济发展成熟,市域快线已逐渐成为构建都市圈轨道交通的重要制式之一。为进一步优化都市圈轨道交通运营管理、科学配置资源、节约通勤时间,研究不同制式列控系统之间贯通运营势在必行。通过分析当前国内外轨道交通融合发展现状,对比国内干线铁路CTCS(中国列车控制系统)列控系统与城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)列控系统在系统架构、功能逻辑、信息流向等方面的技术差异性,结合多网融合列控系统设计需求,提出适用于市域快线的多网融合列控系统。

北京地铁大兴机场线客流特征分析与行车组织方案研究

北京地铁大兴机场线是为大兴机场旅客服务的机场轨道交通专线。基于大兴机场线的线路特点、客流类型、乘客乘车特征,以及线路客流与机场航空客流的关系,重点分析了该线客流OD(起讫点)客运量的时空分布特点。结合该线列车的特点,提出将断面座席满载率作为评价该线行车组织方案的重要指标。基于客流分布特征制定了该线的混合编组行车组织方案,探索了开行大站车的可行性。

单机运行引起轨道电路之间不匹配的研究

轨道电路是一种用于反应列车占用并传递列车运行控制信息的重要设备。在改建普速铁路的过程中出现由于单机运行速度过高、设备反应延时、继电器动作延时等原因引起的轨道电路之间的不匹配问题。提出一种使用电容电阻构成的缓吸电路或设备替换的方法,以解决这种不匹配问题,并在改建京广线荣家湾站的轨道电路中进行现场应用,证明了该方法可以有效解决轨道电路的不匹配和由不匹配引起的联锁无法正常解锁、漏解锁、联锁反应轨道有车无占用等问题。

大站快车开行比例对市域(郊)列车高峰小时能力的影响研究

市域(郊)铁路主要布局在经济发达、人口聚集的中心城市,联通城区与郊区及周边城镇组团,主要满足通勤客流需求,高峰时段需要提供公交化运营服务。通过阐述大站快车概念及产品定位,分析市域(郊)铁路开行大站快车的必要性,剖析列车高峰小时能力构成要素,研究考虑采用CTCS-2+ATO+自动折返列控技术,基本可以实现20对/h的折返能力,在此基础上,结合客流特征,确定大站快车的开行方案。在采用快慢车共线运输组织模式下,通过铺画高峰小时运行图,分析车站具备越行条件和不具备越行条件2种方案,在保证大站快车均衡铺画的前提下,研究能力范围内大站快车可开行的最大对数。以北京枢纽东北环市郊铁路为例,对研究成果进行验证,为研究市域(郊)铁路开行大站快车提供参考。

无越行线市域快线的快慢车组织探讨——以深圳14号线为例

针对连接城市中心区和郊区的城市轨道交通线路运行时间长、发车频率低等问题,从行车组织灵活性方面,研究市域线组织快慢车模式的可行性和有效性。分析城市轨道交通市域线快慢车运营组织的特征,总结国内外典型线路的先进经验,以深圳地铁14号线为例,提出考虑乘客等待时间和列车发车间隔均衡性的优化方案,从时间角度探讨无越行线市域快线的大站快车组织方案的效果,为14号线列车运行图的优化调整提供参考。

日本筑波快线快慢车行车组织特点及启示

日本筑波快线作为东京都市圈市郊铁路新建通车最晚、运用新技术最多的线路,其规划设计和运营管理方式值得国内借鉴。本文从行车组织角度,首先在分析日本筑波快线规划背景和运营情况的基础上,研究其不同车站、不同圈层、不同性质、不同时段、不同方向客流分布特征及其对应的行车组织策略;然后为探究快慢车行车组织模式下的工程方案和工程规模,分析筑波快线全线配线的设置特点和不同型式配线对应的运营功能,并探讨筑波快线乘客界面处理的相关举措。最后,结合国内轨道交通的发展需求,从快慢车开行原则,快车服务对象、开行时段、开行种类和对数,避让站布置原则,复杂行车组织方案的运行图编制等方面提出促进我国市域(郊)铁路发展的经验启示。

轨道交通市域快线快慢车运营模式方案研究

针对轨道交通市域快线在超大城市中大客流组团间的功能需求,以深圳轨道交通市域快线为例,从快慢车运营模式、车站布设形式、工程可行性和工程投资四个方面,分析研究适合该线路的快慢车运营模式,并根据线路实际条件提出单向三线快慢车运营模式。

市域快线在快慢车运营模式下线路设计研究

针对轨道交通市域快线快慢车运营模式下快、慢列车运行速度不一致问题,论文以设计速度120 km/h的深圳地铁20号线为例,对线路平面设计进行了研究,分析了市域快线在快慢运营模式下的车站形式及区间平面曲线设置问题,特别是越行站两端设置平面曲线时,平面曲线与车站的距离对平面曲线半径、超高以及快车速度的影响,基于研究成果,提出了对120 km/h的市域快线在快慢车运营模式下的线路设计思考。

城市轨道交通市郊线列车开行方案分析

郊区客流的持续增长使城市轨道交通市郊线路列车行车组织问题逐渐凸显,文中基于城市轨道交通市郊线路客流分布的时间及空间特点,以乘客出行需求得到最大满足、城市轨道交通企业运营成本最低为目标分析了单一大交路慢车、大小交路组合、快慢车组合、大小交路+快慢车组合四种不同的列车开行方案,寻求最大限度满足乘客出行需求与降低企业运营成本之间博弈的平衡点。分析结果表明:高峰时段采用大小交路+快慢车的运营模式、低峰时段采用快慢车的运营模式可以最大限度地满足乘客的出行需求并降低企业的运营成本。研究成果对城市轨道交通市郊线路列车开行方案的规划设计具有一定的指导作用。

市域线快慢车组合运营模式研究与实践

市域线快慢车模式在国内尚无设计标准。结合国外运营线路的经验,对广州快慢车运营模式进行研究,探讨快慢车运营模式的关键技术标准,并对广州地铁14号线快慢车运营模式的主要设计方案进行介绍。