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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第30卷,第4期中国铁道科学Vol130No142009年7月CHINARAILWAYSCIENCEJuly,2009文章编号:100124632(2009)0420102206旅客列车停站设置方案优化邓连波,史峰,周文梁(中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075)摘要:旅客列车停站设置的影响因素主要有客流换乘需求、列车停站等级、列车指定停靠车站、车站接发列车能力、停站数量对旅行速度的影响和列车最大停站数量。分析停站设置和客流换乘选择之间的博弈关系,将基于停站方案的多类用户均衡客流分配模型作为下层规划模型,将旅客
2、广义出行费用最小和列车停靠站数量限制作为上层规划模型的目标函数,构建旅客列车停站设置方案优化双层规划模型。通过分析停站方案变动引起的目标函数变化,构造解的邻域,设计基于模拟退火的求解算法。对由某客运专线和既有铁路组成的混合网络测算结果表明:列车平均停靠3168站,列车直通客流比例平均为65124%;客流直达比例为65123%,人均换乘次数为0144次;旅客出行费用较初始停站方案下降了35147%。运算结果合理,具有较好的优化质量,旅客的出行费用显著下降。关键词:旅客列车;停站方案;客流换乘;用户平衡;模拟退火算法中图分类号:U29311文献标识码:A停站方案优化是旅客列车开行方案
3、中1个重要的优化问题。它是在列车径路、类别、编组辆数、1旅客列车停站优化问题的相关概念开行频率确定后,根据客流需求和列车协调配合情[1,2]况确定各列车的停站序列。列车停站方案可以铁路旅客运输网络N=(A,E),其中A={1,较精确地描述开行方案的旅客换乘状况,因而它的2,⋯,n}为车站集,E为路段集,路段e∈E的里程确定是评价和比较旅客列车开行方案运营状况优劣为d(e),网络上可开行l种类别的旅客列车。的基础。国内外专家多是结合列车开行方案问题对旅客列车开行方案Ω={T=(PT,uT,bT,[3211]停站设置进行研究,而对停站方案优化的专门rT)},其中PT,uT,bT,rT
4、分别表示列车T的径路、研究较少。文献[3]和文献[5]考虑到客流换乘类别、编组辆数和开行频率,其中uT=1,⋯,l。选择对停站设置的影响,依据开行方案上列车客流
5、PT
6、,‖PT‖分别为列车旅行距离和旅行时间。情况确定停站方案。但尚未有研究考虑到停站设置旅客列车停站方案Q={QT
7、T∈Ω},列车T和客流换乘选择之间的相互影响关系。的停靠站序列QT是其径路车站集合PT的子集,即旅客列车开行方案的停站设置需要根据客流换QTAPT(1)乘需求情况确定,停站方案确定后客流的换乘选择记
8、QT
9、为列车T的停站数量。列车径路也可以也会发生相应的改变,停站方案和客流换乘是1个用停靠站序列表示,由相
10、邻停靠站之间的径路拼接相互影响的过程。因此,本文在对停站设置的影响唯一确定。记T(i,j)为列车T从停站i至停站j的因素进行量化分析的基础上,全面考虑停站方案和运行区段,其径路为PT(i,j)。若e∈PT(i,j),简记为客流换乘选择的博弈关系,将基于停站方案的客流e∈T(i,j);若e∈PT,简记为e∈T。对于列车T分配模型作为下层规划、停站方案设置模型作为上的停靠站序列QT=(i1,i2,⋯,ik,ik+1,⋯,im),层规划,建立旅客列车停站设置方案优化双层规划可唯一确定列车T的径路PT=P(i1,i2)∥⋯∥模型,并设计相应的求解方法。P(ik,ik+1)∥⋯∥P(im-
11、1,im),其中P(ik,ik+1)为收稿日期:2008206215;修订日期:2009204211基金项目:国家自然科学基金资助项目(70771116);轨道交通控制与安全国家重点实验室(北京交通大学)开放课题项目(SKL2007K001)作者简介:邓连波(1977—),男,辽宁昌图人,副教授,博士。转载中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第4期旅客列车停站设置方案优化103列车从停站ik至停站ik+1之间的运行径路;反过来,d(e)也可在列车径路PT中选择列车停靠站,确定停靠e∈∑PTv(uT,e)βT(
12、QT
13、)=(5)d(e)站序列QT。
14、QT
15、
16、s+∑e∈Pv(uT,e)T(6)最大停站数量的限制。列车停站数量与列2停站设置因素分析车等级有关。高等级列车停站距离间隔比较长,停站数量较少;低等级列车停站距离间隔比较短,停停站设置需要根据客流需求、车站能力、列车站数量较多。列车最大停站数量MT需结合径路上等级、径路长度及列车间的协调配合情况综合确车站集合QT,列车种类uT,列车径路长度
17、PT
18、定。因此,影响停站设置的因素主要有以下方面。[5]的具体情况给定,则停站数量
19、QT
20、应满足(1)客流换乘需求。停站设置需要根据客流需
21、
