《隨機客流條件下城市軌道交通列車時刻表最佳化研究》是依託北京交通大學，由孫緒彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：隨機客流條件下城市軌道交通列車時刻表最佳化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫緒彬
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
城市軌道交通是解決大城市道路擁堵的重要手段，如何提高乘客滿意度、降低列車運行成本是決定我國城市軌道交通發展的關鍵。本項目將考慮城市軌道交通客流隨機性與時空分布非均衡的特點，開展高峰和非尖峰時段列車時刻表最佳化方法研究。本項目的主要研究內容包括：基於實際客流數據提取客流隨機分布特徵，建立尖峰時段和非尖峰時段候車和車載等客流隨機動態模型，其中尖峰時段客流隨機動態模型將引入0-1狀態變數，以表達列車尖峰時段的列車是否滿載的狀態；以客流隨機動態模型、列車間隔動態模型和其他列車運行約束為時刻表最佳化的約束條件，以乘客旅行時間和列車運行成本為最佳化指標建立列車時刻表隨機最佳化模型；最終通過分層最佳化方法實現隨機最佳化模型的求解，上層負責下層各子問題的總體協調，下層對隨機最佳化子問題進行求解。本項目的研究為制定符合客流特徵的城市軌道交通列車時刻表提供理論支持，以實現城市軌道交通客流和列車流的協同最佳化。
結題摘要
我國的城市軌道交通中客流不斷增加，乘客作為列車運輸的主體，其隨機分布特性對於時刻表的最佳化有至關重要的作用。如何制定適應隨機客流分布下城市軌道交通列車的時刻表，實現列車運行與乘客滿意度的協調最佳化是目前城市軌道交通亟待解決的問題。本項目建立了隨機客流條件下列車時刻表的多目標最佳化模型，並通過拉格朗日對偶方法及改進遺傳算法求解得到最佳化時刻表。本項目的研究對於城市軌道交通列車流和客流的最佳化匹配具有現實指導意義。本項目具體研究內容包括： （1） 建立了不同時段列車流間隔模型和隨機客流模型。根據列車流動態運行規律建立了列車時間間隔模型，通過現場採集客流數據和AFC(自動售檢票系統)數據建立了隨機客流模型。 （2） 建立了城市軌道交通高峰和非尖峰時段列車時刻表最佳化模型。首先基於列車停站時間模型建立時刻表最佳化模型，採用拉格朗日對偶方法實現了模型的求解，實現了列車停站時間和車站客流的最佳化匹配。 （3） 考慮了客流的隨機特性，建立了客流OD隨機矩陣，使得時刻表最佳化問題成為隨機最佳化問題。最佳化指標包括乘客候車時間、列車能耗和列車均衡性等指標。通過改進遺傳算法對時刻表最佳化模型進行了求解，實現了時刻表的多目標最佳化。 （4） 建立了列車運行半實物仿真系統，完成了捷運列車時刻表最佳化方案驗證。在半實物仿真系統上設計了計算實驗方案，驗證了列車時刻表最佳化方案的可行性。計算實驗所用的客流數據來自於捷運AFC數據和現場調研數據。 基於以上研究內容發表論文10篇，其中SCI論文4篇，EI論文4篇，申請專利10項，其中2項已授權。本項目組正積極推廣本項目所研究的方法和系統，以提高捷運乘客滿意度和運營效率。
