【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的推進(jìn),軌道交通建設(shè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。北京、上海和廣州等大城市的城市軌道交通已率先進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代,2016年底我國(guó)已有21個(gè)城市擁有2條及其以上運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路。與此同時(shí),客流的不斷變化和時(shí)空不均衡性,增加了服務(wù)水平、運(yùn)營(yíng)安全和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益各要素之間關(guān)系的復(fù)雜性,這對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)工作提出了更高的要求。多編組運(yùn)營(yíng)是城市軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)組織的重要方法。滿(mǎn)足客流時(shí)空分布不均衡性的要求,實(shí)現(xiàn)運(yùn)能與客流需求的有效匹配是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)工作的基礎(chǔ)。因此,合理運(yùn)用城市軌道交通多編組運(yùn)輸組織技術(shù),有利于改善網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)背景下城市軌道交通列車(chē)組織,提高城市軌道交通運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)水平。本文在剖析既有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,以多編組運(yùn)輸組織技術(shù)為研究對(duì)象,調(diào)研國(guó)內(nèi)軌道交通線(xiàn)路多編組運(yùn)營(yíng)實(shí)踐,分析了多編組運(yùn)輸組織模式的影響因素;建立了多編組條件下的列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化模型、提出了基于多編組的列車(chē)滿(mǎn)載率均衡化方法以及多編組方案下的輸送能力加強(qiáng)策略。論文的主要工作及結(jié)論如下:(1)從運(yùn)營(yíng)實(shí)踐角度出發(fā),基于線(xiàn)路特征和客流特征,調(diào)研了國(guó)內(nèi)城市軌道交通線(xiàn)路多編組運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀;從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、客流分布規(guī)律、行車(chē)條件、設(shè)施設(shè)備以及運(yùn)力資源五個(gè)方面出發(fā),分析了它們對(duì)我國(guó)軌道交通多編組運(yùn)營(yíng)模式的具體影響,為深化研究多編組運(yùn)營(yíng)問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。(2)在考慮線(xiàn)路通過(guò)能力、最小發(fā)車(chē)頻率、列車(chē)滿(mǎn)載率、站臺(tái)長(zhǎng)度和車(chē)體保有量等約束的基礎(chǔ)上,以乘客出行費(fèi)用和企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本最小為目標(biāo),構(gòu)建了多編組條件下的軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于Pareto搜索和信息熵評(píng)價(jià)的兩階段算法,并通過(guò)算例驗(yàn)證了模型和算法的有效性,分析了多編組運(yùn)營(yíng)模式的適用范圍。算例分析表明,與傳統(tǒng)單一編組模式相比,針對(duì)客流不均衡系數(shù)為2.85的軌道交通線(xiàn)路,多編組運(yùn)營(yíng)模式使全日運(yùn)營(yíng)時(shí)段內(nèi)的乘客總等待時(shí)間減少16%,車(chē)公里數(shù)和運(yùn)營(yíng)車(chē)輛數(shù)均減少17%,但全日上線(xiàn)車(chē)組數(shù)增加10%。這說(shuō)明,多編組運(yùn)營(yíng)模式可以有效節(jié)省運(yùn)用車(chē)輛數(shù),提高乘客服務(wù)水平,其代價(jià)是司乘人員的稍稍增加,該運(yùn)營(yíng)模式對(duì)全日客流時(shí)間分布不均衡性較大和能力相對(duì)富裕線(xiàn)路有較好適用性。(3)針對(duì)多編組列車(chē)等間隔發(fā)車(chē)時(shí),小編組列車(chē)過(guò)度擁擠而大編組列車(chē)?yán)寐瘦^低的現(xiàn)象,構(gòu)建了考慮滿(mǎn)載率均衡性的多編組列車(chē)開(kāi)行方案雙層規(guī)劃模型,上層模型為多編組列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化模型,旨在確定大小編組列車(chē)發(fā)車(chē)頻率;下層模型為滿(mǎn)載率均衡性?xún)?yōu)化模型,旨在確定列車(chē)編組和發(fā)車(chē)間隔。根據(jù)模型特點(diǎn),設(shè)計(jì)了嵌套遺傳算法求解。算例分析表明,考慮滿(mǎn)載率均衡性時(shí),多編組均衡發(fā)車(chē)方案下的列車(chē)編組輛數(shù)不宜相差過(guò)大,非均衡發(fā)車(chē)方案則受編組輛數(shù)影響較少,可以通過(guò)調(diào)整發(fā)車(chē)間隔的方法提高列車(chē)滿(mǎn)載率的時(shí)空均衡性。(4)針對(duì)單條城市軌道交通線(xiàn)路輸送能力加強(qiáng)問(wèn)題,在線(xiàn)路通過(guò)能力一定的條件下,提出了包含車(chē)輛購(gòu)置成本、乘客出行費(fèi)用和企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的廣義費(fèi)用函數(shù)。在充分考慮最大購(gòu)置次數(shù)、最小購(gòu)置間隔以及最大購(gòu)置輛數(shù)等約束條件的基礎(chǔ)上,以車(chē)輛購(gòu)置年份和購(gòu)置數(shù)量為決策變量,以規(guī)劃期內(nèi)總廣義費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo),建立了多編組方案下的軌道交通車(chē)輛購(gòu)置策略?xún)?yōu)化模型;研究了多編組與單一編組方案下以多階段設(shè)備購(gòu)置為決策變量的軌道交通輸送能力加強(qiáng)策略。算例分析表明,在遠(yuǎn)期采用單一列車(chē)編組假設(shè)下,給定需求時(shí),初期和遠(yuǎn)期采用單一編組,近期采用多編組的方案雖然增加了司乘成本,但可獲得乘客出行費(fèi)用和列車(chē)運(yùn)行成本的顯著節(jié)省,這較初、近、遠(yuǎn)期均采用單一編組方案效益更佳。
【圖文】：

圖１－１論文技術(shù)路線(xiàn)圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ逡逑章：緒論。通過(guò)闡述本文的研宄背景和研宄意義，提出了研究目時(shí)確立了論文的研究思路和整體框架，界定了論文中涉及的重要章：國(guó)內(nèi)外研究綜述。從多編組運(yùn)輸組織模式影響因素、列車(chē)開(kāi)輸能力加強(qiáng)策略三個(gè)方面綜述了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果。在此基礎(chǔ)究的經(jīng)驗(yàn)與不足，為本文研究提供參考。逡逑章：城市軌道交通多編組模式的影響因素分析。從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、、行車(chē)條件、設(shè)施設(shè)備以及運(yùn)力資源五個(gè)方面出發(fā)，，分析多編組，并基于線(xiàn)路特征和客流特征，調(diào)研國(guó)內(nèi)軌道交通線(xiàn)路多編組運(yùn)營(yíng)化研宄多編組運(yùn)營(yíng)問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。逡逑章：多編組條件下的列車(chē)開(kāi)行方案研究。本章以單條城市軌道交時(shí)段為研究對(duì)象，在考慮全日客流時(shí)間分布不均衡的基礎(chǔ)上，以

本節(jié)以國(guó)內(nèi)發(fā)展較為成熟的北京地鐵和國(guó)外開(kāi)通運(yùn)營(yíng)較早的東京地鐵為研究逡逑對(duì)象，分析其客流增長(zhǎng)規(guī)律，為研宄多編組條件下的輸送能力加強(qiáng)策略提供依據(jù)。逡逑軌道交通線(xiàn)路年度日均客流［９７￣９８］變化趨勢(shì)如圖３－２？圖３－４所示。逡逑＿４＿１號(hào)線(xiàn)邐＿c冢擼埠畔咤魏畔擼笮訟咤義希擼浚擼負(fù)畔咤危擼擼擼保昂畔咤危擼浚擼保澈畔咤義希保福板澹卞義希保叮板澹義希玻板澹危咤澹咤危у澹劐義

本文編號(hào)：2544730