旅客列车开行方案优化.ppt

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1、旅客列车开行方案优化中南大学史峰2007年7月报告内容一、旅客列车开行方案优化问题二、国内外研究现状三、开行方案问题的费用分析四、开行方案的多目标优化模型五、客流分配和旅客中转换乘问题六、旅客列车开行方案的双层规划模型七、算例分析2一、旅客列车开行方案优化问题旅客列车的开行方案，包括所开行的旅客列车的开行数量、类别、运行区段和沿途停站优化旅客开行方案涉及铁路运输企业和旅客两方面因素，以一定客流量为基础，在各种客运设备的限制下，满足旅客的服务需求，使铁路企业、旅客的利益最大化3一、旅客列车开行方案优化问题

2、旅客运输组织优化面临的问题：网络规模大，客运专线使得网络更加复杂旅客的服务要求日益提高，包括中转衔接等优化方法不够完善，优化所需要的数据不完整铁路企业在服务社会的同时要求效益最大化4一、旅客列车开行方案优化问题旅客列车开行方案是旅客列车组织的重要技术文件合理的旅客列车开行方案能够综合利用铁路现有线路设施降低铁路运输组织费用满足旅客的出行需求提高铁路企业的收益5一、旅客列车开行方案优化问题（1）分析开行方案的相关收益与费用（2）建立旅客列车开行方案的多目标优化模型（3）研究旅客对给定开行方案的换乘方案选择

3、（4）建立旅客列车开行方案的评价指标体系（5）双层规划优化模型和求解方法研究体系结构6二、国内外研究现状对旅客列车的组织模式、开行原则和经济分析单文浩,叶怀珍(2000)、贾俊芳(2002)、叶怀珍等(2000)、陶诗宇,查伟雄(2005)、周立新(2000)等。编制旅客列车开行方案具有一定的指导作用。网络或多起迄点开行方案的量化研究多目标0-1规划数学模型(张拥军,任民,杜文)二部图优化模型(查伟雄，符卓)客运专线开行方案多目标双层模型(何宇强,毛保华等)断面流量的城市轨道交通开行方案优化(孙焰等)城

4、市公交“按流开车、逐条布线、优化成网”的优化方法(王炜等)。国内研究现状7二、国内外研究现状Anthony,R.N.(1965)给出了基本优化框架Hooghiemstra,J.S.(1996)论述了开行方案的地位和作用。几种典型的开行方案模型：M.T.Claessens等(荷兰)列车运行成本最小模型。CarlosMartins等支线公交网络设计的旅客和经营者的费用最小模型。MichaelR．等(1996)以直达旅客数量最大的混合整数规划模型。Yu-HernChang等以经营者的运营成本和旅客总旅行时间最

5、少的模型。Higgins,A.等对航线优化问题的双层规划模型研究趋势：直线型-〉网络化，单目标-〉多目标，孤立优化-〉综合优化问题。国外研究现状8三、客运专线开行方案的费用分析方案及费用相关参数9三、客运专线开行方案的费用分析方案及费用相关参数10三、客运专线开行方案的费用分析方案及费用相关参数11三、客运专线开行方案的费用分析方案及费用相关参数12三、客运专线开行方案的费用分析铁路费用13三、客运专线开行方案的费用分析旅客费用14四、开行方案的多目标优化模型15四、开行方案的多目标优化模型优化思路16

6、四、开行方案的多目标优化模型优化思路17四、开行方案的多目标优化模型优化思路18五、客流分配和旅客中转换乘问题客流分配开行方案的多目标规划模型对流量的约束是限制路段上的流量不超过通过这条路段的列车载客量的总和，这是较粗的，更为准确的是分别对每一趟列车进行能力约束！它可以通过客流分配来获得。更准确地，应该按每一个列车约束，也就是旅客对换乘方案的选择应该满足多类用户平衡，要求我们开展下列工作（1）构造开行列车组成的换乘网络（2）在换乘网络上进行客流分配19五、客流分配和旅客中转换乘问题换乘网络设计20五、客

7、流分配和旅客中转换乘问题换乘网络设计21五、客流分配和旅客中转换乘问题22五、客流分配和旅客中转换乘问题23五、客流分配和旅客中转换乘问题24五、客流分配和旅客中转换乘问题路径配流算法框架（AnthonyChen）初始化对每一客流OD对，生成初始路径.路径生成在当前路段阻抗下，生成OD对间的最短路经，如果该路径不在路径集中，则将其加入平衡配流在路径集内求解基于路径的交通分配问题收敛判断满足收敛条件时结束算法。25五、客流分配和旅客中转换乘问题26六、开行方案的双层规划模型旅客列车开行方案的优化模型可以用

8、一个双层规划来描述：上层规划是前面的多目标规划模型，但流量约束条件除外，流量满足下层规划，它描述给定旅客列车开行方案条件下旅客对换乘方案的选择，下层规划是一个多类用户平衡的分配问题27六、开行方案的双层规划模型上层规划28六、开行方案的双层规划模型下层规划29六、开行方案的双层规划模型算法思路采用模拟退火算法进行求解需要构造开行方案的邻域系等，构造开行方案的邻域系包括剔除和添加列车两个步骤剔除指从列车开行方案中剔除效果较差的列车添加指利用“