城市轨道交通列车运行图编制理论和方法的研究

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1、国内图书分类号：U121国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文城市轨道交通列车运行图编制理论与方法研究年姓专二零一三年九月八日一令一二，平儿月八口ClassifiedIndex：廿嬲U位lU．D．C：SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationTHEORYANDMETHODOFTRAⅢWORKINGDIAGRAMDEGIGNⅢGOFU哂出ANRAILTRANSITGrade：2009Candidate：WangYuanyuanAcademicDegre

2、eAppliedfor：Ph．DSpecialty：TrafficandTransportationPlanningandManagementSupervisor：NiShaoquanSep．8，2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于

3、1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密d，适用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：土毖日期：沙73r年夕月夕日指导老师签醐：彬西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1、分析了大小交路模式下乘客出行成本的计算

4、方法(见3．3．2)；构建了关于大小交路模式下行车计划优化编制的双目标混合整数非线性模型(见3．3．4)；对折返点、小交路区段客流比重进行灵敏度分析，结果表明：小交路折返站的选取对成本影响显著，且小交路区段客流比重越高，开行大小交路模式越有利于降低成本(见3．5．3)。2、构建了关于共线交路列车运行图编制的双层规划模型，实现了列车运行图与车底交路计划的一体化编制(见4．5)；对优化目标进行分解，设计了一种递阶优化的方法(见4．6．2)，主要包括：(1)列车停站时间生成算法(2)车底交路计划编制算法(3)基于禁忌搜

5、索算法确定列车运行顺序(4)基于列车运行顺序编制列车运行图。3、设计了网络中线路换乘衔接方案的生成算法(见5．4．3)，以最小化乘客总换乘等待时间为目标，构建了单一换乘衔接对协调优化模型(见5．4．4)，在此基础上构建了“换乘衔接对．线路换乘衔接方案”的二级衔接协调综合优化模型(见5．4．5)。学位论文作者签名：王掺选日期．川年7月(7日西南交通大学博士研究生学位论文第l页捅要列车运行图是轨道交通运输工作的生产计划，其编制质量的高低直接影响运输组织的效率和安全。与国有铁路列车运行图的编制相比，城市轨道交通运行图的

6、编制具有其自身的复杂性。近年来，我国城市轨道交通网络大规模建设，上海、北京、广州等城市已逐步进入网络化运营阶段，在城市轨道交通网络建设过程中，部分线路的结构形式和客流特征也变得越来越复杂，列车运行交路从单一交路模式逐步发展为复杂交路模式，为运行图的编制工作带来了新的挑战。本文充分借鉴和参考以往的研究成果，综合运用轨道交通运输组织、最优化理论、系统工程等学科的相关理论，对城市轨道交通运行图编制相关问题进行了深入研究。本文的研究内容主要包括以下几个方面：(1)分析了城市轨道交通列车运行图的特征、要素、编制数据以及编制

7、原则等相关基础理论，为运行图编制模型的构建奠下了基础；(2)对多目标优化方法、禁忌搜索算法以及大系统优化方法等优化理论和方法进行了归纳和总结，为运行图编制模型的求解奠下了基础；(3)行车计划是编制列车运行图的基础资料，是城市轨道交通运输组织的基础。大小交路模式列车开行方案规定各时间段内各交路上开行列车对数。以最小化乘客出行成本和企业运营成本为优化目标，以乘客需求、线路通过能力为约束，构建了关于大小交路模式行车计划优化编制的双目标混合整数非线性模型，采用理想点法将以上模型转化为单目标模型；大小交路模式下乘客出行成本

8、的计算是构建模型的难点，从乘客在途时间成本和等待时间成本两方面，细致地分析了大小交路模式下乘客出行成本的计算方法；对折返站的选取、小交路区段客流比重作了灵敏度分析，得出了折返站对成本的影响趋势，以及小交路区段客流比重对列车开行对数、大小交路列车开行比例以及企业运营成本的影响趋势。(4)共线交路列车运行图编制的实质是处理各子交路上列车与车站、列车与区间、列车与列车、以及共线