混合交路模式下城市轨道交通交路计划与时刻表综合优化研究

混合交路模式由于运力利用效率高、客流辐射范围广的特点,对提升城市轨道交通运营组织管理水平具有重要意义。针对既有研究普遍基于不同交路列车的发车频率存在倍数关系,或设定单位时段内(往往为1 h及以上)列车的发车间隔一致,难以解决运力供给与时变客流需求间矛盾的问题,提出一种混合交路模式下城市轨道交通交路计划与时刻表综合优化方案,即按照乘客行为的差异性确定分时段客流OD需求,构建混合交路模式下交路计划及时刻表综合优化模型,并设计分层优化算法,以实例验证优化后线路的满载率最大值下降0.397,满载率均衡度下降15.5%,满载率大于0.8区间的优化效果为100%,有助于提升运输能力对时变客流的适应性,实现高品质的快捷运输服务。

应对通过能力下降的地铁列车运行协同调整优化方法

在地铁网络化运营条件下,突发事件影响列车运行并导致线网内乘客的出行时间显著增加。为应对单个线路区间通过能力下降的问题,采用小交路折返、暂停运行和上线运行3种策略调整故障线路时刻表,并利用缓冲时间协同调整与故障线路直接相连的其他线路。考虑列车运行安全、配线占用、车底接续等约束,构建以最小化乘客出行时间为目标的列车运行协同调整优化模型;根据策略选择方案和调整后的时刻表构建时空网络,更新乘客的路径选择;结合量子粒子群算法、时刻表推算算法和改进的Floyd算法求解模型。以某市地铁部分线网为例,结果表明:列车运行协同调整明显减少故障发生后乘客的出行时间,提高线网换乘效率,缓解故障线路换乘站的客流压力;故障发生在靠近线路中部的区间时,线网有较强的抗风险能力。

基于时刻表的民航联程路径算法设计实现

最近几年,全球民航业飞速发展,航线网络变得日益复杂与庞大;与此同时,随着生活节奏的加快,人们的时间观念也越来越强。因此,在设计联程搜索算法时,尤其要考虑时刻表的重要性,这样才能够满足旅客的时间要求,才能体现基于时刻表的联程搜索算法的重要意义。基于此,提出了一种基于时刻表的策略以优化现有的联程路径推荐算法。该策略首先根据航班时刻表信息构建航线网络,其次根据旅客的出行时间要求对航线网络进行精简,最后在修整的网络中运行联程路径推荐算法并计算出可能满足旅客需求的多条路径。

城轨线路车底空驶出场路径与时刻表综合优化

探讨城轨线路运营时段前车底空驶出场路径与时刻表综合优化问题,给定运营时段内运行图和车底交路,路径问题指派运营时段初列车需要车底的配属车场及其运营时段前从车场到列车始发站的出场路径,时刻表问题确定车底在其选择路径上途经车场、中间站和折返站的到发时刻。通过网络抽象提前生成所有列车的可行车底出场路径,以车底出场总空驶距离和总空驶时间最小为目标,考虑车场和车站能力,构建混合整数线性规划模型。为避免车底在途不必要停站,设计两阶段算法,对出场方案进行二次优化。采用大规模实际案例验证所提出方法的可行性和有效性。

考虑动态客流需求和大小交路模式的城市轨道交通列车开行方案优化

分析乘客出行需求的时间、空间分布特征,采用4参数Logistic函数对累计客流曲线分段拟合,推导各车站在任意时间段内客流需求量的计算公式。考虑客流需求的动态特征和大小交路模式下列车发车间隔时间的特点,以减少乘客平均等待时间、提高列车平均满载率以及减少列车总走行公里数为优化目标,建立列车开行方案的多目标混合整数非线性优化模型;利用改进的NSGA-Ⅱ对模型求解,并根据模型特征设计特殊结构的编码方式。以西安地铁2号线的实际运营数据为例,对轨道交通列车开行方案进行优化。结果表明:根据动态客流需求设计非固定间隔时间的列车发车时刻表,适时采用大小列车交路运行模式得到的列车开行优化方案,可有效满足乘客和运营企业双方的利益需求。

计算机编制城市轨道交通共线交路列车运行图

分析了城市轨道交通的网络结构和客流特征条件下的共线交路形式,重点研究了共线交路列车运行图底图结构设计、车底套跑与非套跑的运用方式、列车运行间隔的合理匹配、列车首末班车与换乘节点衔接方案的优化、车场的有效利用以及列车延误的影响等问题,对共线交路列车运行图的铺画流程和方法进行了探讨.

考虑客流时变需求的大小交路列车时刻表优化模型

以城市轨道交通放射线为研究对象,考虑客流时变需求和高峰期乘客滞留现象,以乘客等待时间、列车运行时间和车辆走行公里最小为目标,以发车间隔、列车满载率及其均衡性、发车比例为约束,构建了城市轨道交通大小交路列车时刻表优化模型.运用离散事件系统建模方法,建立基于乘客活动和列车运行过程的动态仿真模型,并将其与遗传算法相结合,提出了计算机仿真的遗传算法进行求解.算例结果表明,优化后的时刻表可以使运力与客流需求更加匹配,有效降低了高峰期乘客拥挤程度,并提高了各次列车满载率的均衡性.在企业运营成本相等的情况下,优化后的乘客等待时间减少了1 266.2 h,降幅达16.5%.

城轨线路运营时段前车底空驶出场路径优化

城市轨道交通线路运营时段初许多列车需由从车场始发的车底来担当,由此,运营时段前许多车底集中从车场出发,通过直达或折返路径直接空驶至担当列车的始发站。本文探讨具有多交路、多车场和多车型的车底运用问题,为运营时段初各列车所需的车底指派配属车场和对应的空驶出场路径。以总空驶距离最小为目标,考虑车场检修和出车能力以及折返站能力等限制,构建混合整数线性规划模型。该模型的规模只随车场、折返站和列车的数量呈多项式增长,采用商业优化软件便可快速求解大规模问题。计算结果表明,该优化方法在解的质量上优于现场的经验方法,且通过开放未启用的折返站或延长车场的可用出车时间有望进一步缩短车底的总空驶距离。

城市轨道交通共线交路运行图的优化与编制

传统铺画城市轨道交通共线交路运行图中考虑的因素较简单,针对其不能满足不断壮大的城市轨道交通网络的问题,先运用顺序推点法计算出列车在各站的到发时刻,然后分析为满足一条线路上的客流特征组织列车开行两种或两种以上交路的必要性,并根据折返站的容车能力以及折返时间等现场因素,提出适合于实际问题的模型与算法。实例铺图结果表明,相对于传统的车底交路勾画模型与算法,该模型与算法可明显减少车底在各折返站的总停留时间,从而最大限度地减少车底的运用数量。

基于随机需求的公交运营设计优化模型及算法

运用机会约束规划方法,研究随机需求条件下公交运营设计的优化问题。首先将公交运行情况抽象到三维网络中,通过设定车辆满载率和乘客平均等待时间两类与公交服务相关的机会约束,构造了公交时刻表设计与车辆运用综合优化的机会约束规划模型,考虑在一定的公交服务置信水平条件下的公交企业经济效益最大化问题,利用公交运营的特点和公交车辆运行的时空网络结构图进行启发式分解算法设计,给出基于蒙特卡洛模拟技术的机会约束规划检验办法,子算法中嵌入网络单纯型算法以提高求解效率。通过对北京某公交线路实际运营数据试验,对模型和算法的有效性进行验证,分析揭示出在不同乘客平均等待时间条件下车辆满载率和目标效益的关系,结果表明提出的模型与算法对改进公交运营管理质量能提供较好的辅助决策支持。

运营区间双向中断下城市轨道交通列车运行调整

针对运营区间双向中断下的城市轨道交通列车运行调整问题,提出了在中断区间两侧利用渡线开行小交路的开行方案.考虑中断线路及与之衔接的其他线路,以减少乘客总等待时间为优化目标,构建涵盖中断阶段和恢复阶段的网络列车时刻表协同调整模型,并采用遗传算法进行求解.以国内某城市地铁局部线路的实际运营数据为例,对运营区间双向中断下城市轨道交通列车运行进行调整.结果表明:小交路调整策略能较好地保证城市轨道交通在运营中断下的服务水平,与单线列车时刻表调整相比,所提出的网络列车时刻表协同调整模型可使超出列车容量的乘客总人数减少15.0%,乘客总等待时间减少3.9%,能够更好地应对运营中断事件,提高运营效率.

多交路共线运行的城市轨道交通车辆运用优化

基于共线交路的四种基本形式,建立了车底独立与套跑运用条件下的多目标非线性混合整数规划优化模型.开发了一个车底运用优化工具,并通过实例验证了该模型的实用性与有效性.结果表明:车底运用数量与共线段行车间隔、不同交路列车的开行比例、共线段及非共线段运行时分、折返站的折返时间标准及车底的运用方式(独立或套跑运用)等因素关系密切.最后给出了该模型在城市轨道交通列车运行图编制系统中的实际应用效果.

编纂中国特色行政法典的基本理念与路径选择

通过编纂行政法典促进依法行政,建设法治政府,已经为越来越多的学者所认同。但应当如何编纂、编纂成什么样等问题还处于探讨阶段,需要革新传统行政法观念,形成理论共识。尽快编纂体现新时代良法善治精神的中国特色行政法典需要改变行政法没有统一法典的传统观念,在主要问题上形成基本共识,选择“行政法总法典+分法典”模式,制定好战略方针,规划好编纂路线,明确时间表,积极有效稳步推进。

基于多维网络的增开列车条件下高速铁路列车运行图调整

研究增开列车条件下高速铁路列车运行图的调整问题,并综合考虑列车车站进路的影响。通过构建Time-Station-Track三维时空扩展网络,刻画列车对铁路时空资源的占用。将原多目标优化问题转化为求解列车占用网络弧段最小费用单目标问题,并构建基于Time-Station-Track网络的0-1整数规划模型。针对模型特点,设计拉格朗日松弛算法,将问题进一步分解为求解单列车网络最短路径子问题,由于问题被松弛后求得的解可能不可行。因此,提出基于列车优先序列的启发式策略对对偶解进行可行化。最后以宝兰客运专线为例,验证模型的正确性和算法的可行性。

主存高效的公交网络路径规划索引

在公交时间表下给定起始和目标站点,路径规划查询返回一组到达时间早和换乘次数少的帕雷托最优路径.现有的索引方法需要大量运行时内存.本文提出主存空间高效的索引方法(a-)PAINT.(a-)PAINT对每个站点v预计算一组标签,使得对于从站点s到站点d的查询可以通过匹配s和d相关的标签高效地生成查询结果的一条路径.PAINT对任意查询返回最优路径.a-PAINT只需要很小的预处理开销,但可能返回多一趟换乘的次优路径.用真实的公交时间表与模拟查询测试,PAINT具有合理的预处理开销.a-PAINT需要更少量的预处理开销,在大规模公交网络下准确率达90%.

面向微服务架构的列车调度管理系统设计

为更好地适应现代有轨电车统一集中平台的列车调度管理系统建设,降低运维成本,提高运维效率,采用面向微服务架构的软件组建及开发方式,应用高性能通信协议、冗余消息队列和嵌入式集成框架等技术,设计了具有系统进路模式、轨旁监控、车载监控和时刻表/运行图等功能的模块。同时搭配基于“点-线”模型的线路拓扑数据库,打造出能与其他弱电系统更灵活集成的综合自动化平台。已在北京冬奥会崇礼有轨电车项目得到良好应用,后续将扩展面向全生命周期的应用。

城轨线路全日车底空驶出入场路径及时刻表综合优化

城轨线路车底在出入场时需在其车场与其担当车底交路始发/终到站间空驶,优化全日车底空驶出入场方案(含始发和终到车场,出入场路径和时刻表)对降低车底空驶距离和时间,节省运营成本具有重要作用.本文针对具有多车场和多折返站的城轨线路,基于广义集合划分构建大规模0-1线性规划模型,综合优化担当给定车底交路所需车底的空驶出入场方案.结合模型特点,设计行列生成算法高效求解模型.对某布置复杂且繁忙城轨线路开展实例分析,验证算法有效性和实用性.结果表明,所提出算法可在合理时间(2小时)内获得紧致下界和接近最优解(相对误差小于1%),且在求解质量和计算时间上均优于现场经验方法.

多交路共线运行的城市轨道交通时刻表优化

城市轨道交通行车组织多样化背景下,多交路共线运行模式逐渐得到规划者与运营者的青睐。然而,普遍采用的均匀发车间隔时刻表难以解决恒定运力供给与时变客流需求间的矛盾,也未发挥出多交路共线运行模式的优势。为提升城市轨道交通服务水平,本文分析时刻表优化的关键因素,利用分时段客流OD数据,调整列车到发间隔,构建多交路共线运行线路的时刻表优化模型,并采用CPLEX求解。算例研究中,选取两层交路的城市轨道交通Y型线进行优化,满载率大于0.6的运行区间数量及满载率均衡性分别优化96.8%和41.4%,验证了模型的有效性。