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地鐵開(kāi)行方案設(shè)計(jì)
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地鐵開(kāi)行方案設(shè)計(jì)
摘要：基于城市軌道交通列車開(kāi)行方案優(yōu)化的目的，本文從列車編組方式、列車開(kāi)行頻率等方面對(duì)城市軌道交通列車開(kāi)行方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并從優(yōu)化列車開(kāi)行數(shù)量、編組長(zhǎng)度、開(kāi)行時(shí)段等角度，對(duì)城市軌道交通列車開(kāi)行方案的優(yōu)化方法進(jìn)行了探討，希望能為城市軌道交通列車的合理開(kāi)行提供參考。
關(guān)鍵詞：城市交通；軌道交通；列車開(kāi)行；優(yōu)化
城市軌道交通列車開(kāi)行方案涉及列車在沿途車站停靠和發(fā)車的時(shí)刻，也是對(duì)不同部門之間的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)，是為了滿足城市交通需求，并保證列車運(yùn)行的安全性。基于對(duì)旅客廣義出行費(fèi)用、鐵路運(yùn)營(yíng)成本等方面的考量，在滿足不同時(shí)段客流需求的基礎(chǔ)上，為降低運(yùn)營(yíng)成本，需從列車開(kāi)行數(shù)量、開(kāi)行時(shí)段、編組方案等方面進(jìn)行考慮，結(jié)合對(duì)不同時(shí)段的客流需求、出行費(fèi)用等方面的考量，對(duì)列車編組方式進(jìn)行明確，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通列車開(kāi)行方案的優(yōu)化。
1.列車開(kāi)行方案的相關(guān)概念
城市軌道交通線路R=（F，M），涉及多個(gè)車站，以雙線方式運(yùn)行。其中，F(xiàn)代表的是車站集合，從上行方向的始發(fā)站開(kāi)始直至列車你轉(zhuǎn)到下行方向，可將車站標(biāo)記為1，2，3，4n，即F={1,2,3,4，n}，M代表線路區(qū)段集合，M={m（v，s）|v，s∈J}。在城市軌道交通列車日常運(yùn)行過(guò)程中，列車運(yùn)行時(shí)段可用[T1,T2]表示。
出于對(duì)列車開(kāi)行頻率及安全管理的考慮，依據(jù)車站能力、站線長(zhǎng)度等因素，應(yīng)對(duì)城市軌道交通列車應(yīng)進(jìn)行固定、統(tǒng)一的編組，并根據(jù)不同類型的列車，制定基本編組單元列車與組合編組列車兩種靈活編組方案。基本編組單元列車是列車編組的最小編組單元，正常情況下不需要對(duì)其進(jìn)行拆解，主要是由動(dòng)車、首尾車等組成的列車。組合編組列車主要是由兩組或兩組以上但不超過(guò)4組的基本編組單元列車組合構(gòu)成。據(jù)此將基本編組單元列車集合定義為Q，集合范圍為Q={Qk|k=1,2,3,4K}，K是指單元列車種類的總數(shù)，k代表具體的基本編組單元列車，而Qk是指單元列車的額定載客量。
在城市軌道交通列車編組過(guò)程中，不僅可對(duì)列車的`車輛段進(jìn)行解體和編組，也可以拆解或聯(lián)掛的方式在車站的解編線進(jìn)行作業(yè)。
對(duì)于城市軌道交通列車開(kāi)行方案的設(shè)計(jì)和確定，需要對(duì)列車運(yùn)營(yíng)時(shí)段、交通線路、列車編組方式等多方面進(jìn)行考慮，以此保證城市軌道交通列車開(kāi)行方案的適宜性和科學(xué)性。
2.城市軌道交通列車開(kāi)行方案的優(yōu)化方法
基于城市軌道交通列車開(kāi)行方案模型的建立，需要對(duì)列車編組和開(kāi)行頻率之間的影響關(guān)系進(jìn)行充分考慮。由于列車編組數(shù)量及長(zhǎng)度等都是不連續(xù)的正整數(shù)，所以據(jù)此建立的列車開(kāi)行方案模型也是不連續(xù)且具有多個(gè)目標(biāo)的非凸混合證書(shū)規(guī)劃，要想據(jù)此對(duì)列車開(kāi)行方案優(yōu)化算法進(jìn)行求解，難度相對(duì)較大。因此，根據(jù)對(duì)列車開(kāi)行方案造成約束的條件，在充分考慮行車組織、客流需求等因素的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通列車開(kāi)行方案的優(yōu)化，可分三步對(duì)列車開(kāi)行方案的優(yōu)化算法進(jìn)行求解：
第一步，根據(jù)鐵路運(yùn)營(yíng)及乘客的初始需求，結(jié)合基本編組單元列車的相關(guān)要求，對(duì)城市軌道交通列車的編組情況進(jìn)行明確，實(shí)現(xiàn)對(duì)客流需求、鐵路運(yùn)營(yíng)成本、鐵路運(yùn)營(yíng)能力等多方面的優(yōu)化處理。
第二步，在將每個(gè)客流時(shí)段看作是列車開(kāi)行時(shí)段的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)對(duì)乘客廣義出行費(fèi)用、鐵路運(yùn)營(yíng)成本等多方面的綜合優(yōu)化，應(yīng)依據(jù)不同列車編組方案實(shí)施下鐵路運(yùn)能與列車開(kāi)行頻率的關(guān)系，對(duì)列車編組方案和列車開(kāi)行頻率進(jìn)行初步確定，并確定所需投入的列車數(shù)量。
第三步，將每個(gè)客流時(shí)段看作是列車開(kāi)行時(shí)段，對(duì)列車開(kāi)行時(shí)段分段合并原則進(jìn)行明確，并據(jù)此對(duì)列車開(kāi)行事件分段的數(shù)量及列車開(kāi)行對(duì)數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以此確保列車開(kāi)行方案能夠達(dá)到最佳。
2.1明確單元列車編組方式
基于既定的高水平服務(wù)頻率，在將每個(gè)客流時(shí)段看作是列車開(kāi)行時(shí)段的基礎(chǔ)上，為確保列車運(yùn)力能夠達(dá)到最佳，可依據(jù)客流需求、運(yùn)營(yíng)成本等因素，在滿足相應(yīng)約束條件的情況下，依靠城市軌道交通列車開(kāi)行方案模型，對(duì)不同編組單元列車的運(yùn)能進(jìn)行計(jì)算，并將不同時(shí)段的客流需求和列車運(yùn)力差值作為單元列車評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)列車的不同編組方式進(jìn)行對(duì)比。在充分考慮各時(shí)段客流需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)高、低客流時(shí)段，對(duì)不同編組方式的列車運(yùn)營(yíng)成本、開(kāi)行數(shù)量等進(jìn)行比較，以便在滿足全天候客流需求的基礎(chǔ)上，對(duì)單元列車編組方式進(jìn)行明確，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通列車編組的優(yōu)化。
2.2列車開(kāi)行方案的優(yōu)化
基于城市軌道交通列車編組方式的確定，對(duì)于列車開(kāi)行時(shí)段、開(kāi)行數(shù)量等方面的計(jì)算，應(yīng)依靠城市軌道交通列車開(kāi)行方案模型，在充分考慮列車編組方案和列車開(kāi)行數(shù)量之間的關(guān)系以及不同編組列車銜接關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)涵蓋列車開(kāi)行對(duì)數(shù)、時(shí)段等內(nèi)容的列車開(kāi)行方案進(jìn)行初步確定。同時(shí)，在保證服務(wù)水平基本不變的基礎(chǔ)上，還需對(duì)各時(shí)段列車開(kāi)行數(shù)量進(jìn)行考慮，確保列車開(kāi)行數(shù)量最少，以便在滿足各時(shí)段客流需求的情況下，降低列車運(yùn)營(yíng)成本。對(duì)于前后時(shí)段列車的替換，應(yīng)當(dāng)遵循兩個(gè)原則：第一，替換列車與被替換列車的額定載客量差值應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)；第二，被替換列車與其它關(guān)聯(lián)列車的開(kāi)行數(shù)量應(yīng)有一定的差異，兩輛列車自身差值和單元列車乘積之差應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于列車開(kāi)行時(shí)段的數(shù)量，在保證滿足客流需求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減少列車開(kāi)行時(shí)段數(shù)量。基于此，根據(jù)列車運(yùn)行實(shí)際情況以及不同時(shí)段的客流需求等因素，可對(duì)客流量較少且時(shí)段相近的編組列車進(jìn)行合并，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)列車開(kāi)行數(shù)量的降低，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車開(kāi)行方案的優(yōu)化，從而確保城市軌道交通列車開(kāi)行方案能夠達(dá)到最佳。
結(jié)束語(yǔ)：
針對(duì)城市軌道交通客流時(shí)間的不均衡分布問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本和旅客廣義出行費(fèi)用的優(yōu)化，重點(diǎn)分析了列車編組方式與列車開(kāi)行數(shù)量、開(kāi)行時(shí)段之間的關(guān)系，在明確列車編組方式的基礎(chǔ)上，對(duì)列車開(kāi)行時(shí)段進(jìn)行科學(xué)劃分，明確不同時(shí)段的列車開(kāi)行數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通列車開(kāi)行方案的優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)：
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