基于客流需求驱动的城市轨道交通列车时刻表与车底衔接计划协同优化方法研究
发布时间：2021-05-22 18:38
随着我国城镇化进程加快,城市交通出行需求日渐增大,交通供需矛盾日益突出,大容量、高频率和高可靠度等特性使得城市轨道交通成为缓解供需矛盾的重要手段之一。然而,现有的调度方案主要基于专业人员的经验判断,缺少优化计算过程,从而不能有效利用系统能力并造成资源浪费。本文在认真分析国内外现有研究成果的基础上,基于客流需求的时变特征以及列车流的动态演化规律,对城市轨道交通列车时刻表与车底衔接计划协同优化方法进行了研究,主要内容如下:（1）针对基于时变客流需求的列车时刻表问题,构建了多目标非线性优化模型,并设计了有效的近似动态规划求解算法。将列车发车间隔和列车载客量作为状态变量,在系统安全约束下构建了列车运行模型及列车能耗模型。进一步,以提高列车利用率与服务质量,降低旅客等待时间与列车能耗为优化目标,建立了关于列车时刻表问题的非线性动态规划模型。为解决该优化模型存在的“维数灾难”问题,根据近似动态规划方法,将原问题转换为一个马尔科夫动态决策过程,并设计了基于值函数逼近的近似动态规划算法进行求解。算例验证表明,与遗传算法和差分进化算法相比,该算法能在较短时间内收敛至一个高质量的解。同时,本文提出的模型与...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 城市轨道交通列车时刻表优化问题研究
1.2.2 城市轨道交通列车车底运用计划研究
1.2.3 城市轨道交通客流控制策略研究
1.3 列车时刻表优化模型与算法研究思路
1.4 研究内容与技术路线
2 城市轨道交通列车运行图优化问题分析
2.1 城市轨道交通运行图及其影响因素
2.2 客流需求驱动的城市轨道交通时刻表编制框架
2.3 城市轨道交通时刻表优化算法
2.4 本章小结
3 基于客流需求驱动的列车时刻表编制模型与算法
3.1 问题背景
3.2 模型建立
3.2.1 约束条件
3.2.2 目标函数
3.2.3 优化模型
3.3 基于近似动态规划的列车时刻表优化算法
3.3.1 ADP框架
3.3.2 求解算法
3.4 数值算例
3.4.1 参数设置
3.4.2 算例1: 计算结果
3.4.3 算例2: 不同权重系数的影响
3.5 本章小结
4 列车时刻表与车底衔接计划协同优化模型及算法
4.1 问题背景
4.2 模型建立
4.2.1 约束条件
4.2.2 目标函数
4.2.3 优化模型
4.2.4 模型复杂度分析
4.3 求解算法
4.3.1 模型重构:MILP
4.3.2 拉格朗日松弛算法
4.4 数值算例
4.4.1 算例1: 客流控制策略施加前后对比
4.4.2 算例2: 敏感性分析
4.4.3 算例3: 不同权重系数的影响
4.5 本章小结
5 结论
5.1 论文主要工作
5.2 研究展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通2017年度统计和分析报告[J]. 城市轨道交通. 2018(04)
[2]基于多源数据的北京轨道交通客流特征分析[J]. 李臣,陈艳艳,刘小明,路尧. 都市快轨交通. 2017(05)
[3]北京地铁亦庄线列车节能驾驶研究[J]. 唐涛,荀径,曹芳,王义惠,宿帅. 北京交通大学学报. 2016(04)
[4]广州地铁一号线时刻表优化研究及应用[J]. 田媛媛,陈铎宗. 科技展望. 2016(20)
[5]基于节能的地铁列车时刻表优化[J]. 胡文斌,孙其升,吕建国,陈磊. 城市轨道交通研究. 2016(05)
[6]城市轨道交通网络大客流拥堵传播机理研究[J]. 李冰玉,秦孝敏. 中国安全科学学报. 2016(01)
[7]城市轨道交通车站客流模态与控制策略[J]. 李曼,王艳辉,贾利民. 东南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]基于客票数据的城市轨道交通车站客流控制决策研究[J]. 叶丽文,杨奎. 都市快轨交通. 2015(03)
[9]城市轨道交通车站联合客流控制研究[J]. 刘晓华,韩梅,陈超. 城市轨道交通研究. 2014(05)
[10]城市轨道交通车底运用计划编制优化模型求解的混合列生成算法[J]. 何必胜,宋瑞,何世伟,李晋. 中国铁道科学. 2014(01)
博士论文
[1]考虑乘客出行效率的城市轨道交通列车开行方案优化研究[D]. 朱宇婷.北京交通大学 2016
硕士论文
[1]城市轨道交通突发客流传播特性及客流控制措施研究[D]. 焦轩.北京交通大学 2016
[2]考虑线路运营特征的城市轨道交通系统能耗估算研究[D]. 马占奎.北京交通大学 2016
[3]城市轨道交通车站客流控制方案的研究[D]. 康亚舒.北京交通大学 2014
[4]城市轨道交通列车车底运用优化问题研究[D]. 杨茹.北京交通大学 2015
[5]城市轨道交通大小交路嵌套模式下车体运用优化模型和方法[D]. 刘超.北京交通大学 2012
[6]城市轨道交通列车运行交路问题研究[D]. 吕晓东.西南交通大学 2012
[7]城市轨道交通网络突发客流传播影响分析[D]. 刘小霞.北京交通大学 2011
本文编号：3201485
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 城市轨道交通列车时刻表优化问题研究
1.2.2 城市轨道交通列车车底运用计划研究
1.2.3 城市轨道交通客流控制策略研究
1.3 列车时刻表优化模型与算法研究思路
1.4 研究内容与技术路线
2 城市轨道交通列车运行图优化问题分析
2.1 城市轨道交通运行图及其影响因素
2.2 客流需求驱动的城市轨道交通时刻表编制框架
2.3 城市轨道交通时刻表优化算法
2.4 本章小结
3 基于客流需求驱动的列车时刻表编制模型与算法
3.1 问题背景
3.2 模型建立
3.2.1 约束条件
3.2.2 目标函数
3.2.3 优化模型
3.3 基于近似动态规划的列车时刻表优化算法
3.3.1 ADP框架
3.3.2 求解算法
3.4 数值算例
3.4.1 参数设置
3.4.2 算例1: 计算结果
3.4.3 算例2: 不同权重系数的影响
3.5 本章小结
4 列车时刻表与车底衔接计划协同优化模型及算法
4.1 问题背景
4.2 模型建立
4.2.1 约束条件
4.2.2 目标函数
4.2.3 优化模型
4.2.4 模型复杂度分析
4.3 求解算法
4.3.1 模型重构:MILP
4.3.2 拉格朗日松弛算法
4.4 数值算例
4.4.1 算例1: 客流控制策略施加前后对比
4.4.2 算例2: 敏感性分析
4.4.3 算例3: 不同权重系数的影响
4.5 本章小结
5 结论
5.1 论文主要工作
5.2 研究展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通2017年度统计和分析报告[J]. 城市轨道交通. 2018(04)
[2]基于多源数据的北京轨道交通客流特征分析[J]. 李臣,陈艳艳,刘小明,路尧. 都市快轨交通. 2017(05)
[3]北京地铁亦庄线列车节能驾驶研究[J]. 唐涛,荀径,曹芳,王义惠,宿帅. 北京交通大学学报. 2016(04)
[4]广州地铁一号线时刻表优化研究及应用[J]. 田媛媛,陈铎宗. 科技展望. 2016(20)
[5]基于节能的地铁列车时刻表优化[J]. 胡文斌,孙其升,吕建国,陈磊. 城市轨道交通研究. 2016(05)
[6]城市轨道交通网络大客流拥堵传播机理研究[J]. 李冰玉,秦孝敏. 中国安全科学学报. 2016(01)
[7]城市轨道交通车站客流模态与控制策略[J]. 李曼,王艳辉,贾利民. 东南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]基于客票数据的城市轨道交通车站客流控制决策研究[J]. 叶丽文,杨奎. 都市快轨交通. 2015(03)
[9]城市轨道交通车站联合客流控制研究[J]. 刘晓华,韩梅,陈超. 城市轨道交通研究. 2014(05)
[10]城市轨道交通车底运用计划编制优化模型求解的混合列生成算法[J]. 何必胜,宋瑞,何世伟,李晋. 中国铁道科学. 2014(01)
博士论文
[1]考虑乘客出行效率的城市轨道交通列车开行方案优化研究[D]. 朱宇婷.北京交通大学 2016
硕士论文
[1]城市轨道交通突发客流传播特性及客流控制措施研究[D]. 焦轩.北京交通大学 2016
[2]考虑线路运营特征的城市轨道交通系统能耗估算研究[D]. 马占奎.北京交通大学 2016
[3]城市轨道交通车站客流控制方案的研究[D]. 康亚舒.北京交通大学 2014
[4]城市轨道交通列车车底运用优化问题研究[D]. 杨茹.北京交通大学 2015
[5]城市轨道交通大小交路嵌套模式下车体运用优化模型和方法[D]. 刘超.北京交通大学 2012
[6]城市轨道交通列车运行交路问题研究[D]. 吕晓东.西南交通大学 2012
[7]城市轨道交通网络突发客流传播影响分析[D]. 刘小霞.北京交通大学 2011
本文编号：3201485
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3201485.html
