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地鐵開(kāi)行方案設計
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地鐵開(kāi)行方案設計
摘要：基于城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化的目的，本文從列車(chē)編組方式、列車(chē)開(kāi)行頻率等方面對城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并從優(yōu)化列車(chē)開(kāi)行數量、編組長(cháng)度、開(kāi)行時(shí)段等角度，對城市軌道交通列車(chē)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(chē)的合理開(kāi)行提供參考。
關(guān)鍵詞：城市交通；軌道交通；列車(chē)開(kāi)行；優(yōu)化
城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案涉及列車(chē)在沿途車(chē)站�？亢桶l(fā)車(chē)的時(shí)刻，也是對不同部門(mén)之間的工作進(jìn)行協(xié)調的基礎，是為了滿(mǎn)足城市交通需求，并保證列車(chē)運行的安全性�；趯β每蛷V義出行費用、鐵路運營(yíng)成本等方面的考量，在滿(mǎn)足不同時(shí)段客流需求的基礎上，為降低運營(yíng)成本，需從列車(chē)開(kāi)行數量、開(kāi)行時(shí)段、編組方案等方面進(jìn)行考慮，結合對不同時(shí)段的客流需求、出行費用等方面的考量，對列車(chē)編組方式進(jìn)行明確，以此實(shí)現對城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化。
1.列車(chē)開(kāi)行方案的相關(guān)概念
城市軌道交通線(xiàn)路R=（F，M），涉及多個(gè)車(chē)站，以雙線(xiàn)方式運行。其中，F代表的是車(chē)站集合，從上行方向的始發(fā)站開(kāi)始直至列車(chē)你轉到下行方向，可將車(chē)站標記為1，2，3，4n，即F={1,2,3,4，n}，M代表線(xiàn)路區段集合，M={m（v，s）|v，s∈J}。在城市軌道交通列車(chē)日常運行過(guò)程中，列車(chē)運行時(shí)段可用[T1,T2]表示。
出于對列車(chē)開(kāi)行頻率及安全管理的考慮，依據車(chē)站能力、站線(xiàn)長(cháng)度等因素，應對城市軌道交通列車(chē)應進(jìn)行固定、統一的編組，并根據不同類(lèi)型的列車(chē)，制定基本編組單元列車(chē)與組合編組列車(chē)兩種靈活編組方案�；揪幗M單元列車(chē)是列車(chē)編組的最小編組單元，正常情況下不需要對其進(jìn)行拆解，主要是由動(dòng)車(chē)、首尾車(chē)等組成的列車(chē)。組合編組列車(chē)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(chē)組合構成。據此將基本編組單元列車(chē)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(chē)種類(lèi)的總數，k代表具體的基本編組單元列車(chē)，而Qk是指單元列車(chē)的額定載客量。
在城市軌道交通列車(chē)編組過(guò)程中，不僅可對列車(chē)的`車(chē)輛段進(jìn)行解體和編組，也可以拆解或聯(lián)掛的方式在車(chē)站的解編線(xiàn)進(jìn)行作業(yè)。
對于城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的設計和確定，需要對列車(chē)運營(yíng)時(shí)段、交通線(xiàn)路、列車(chē)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(chē)開(kāi)行方案的適宜性和科學(xué)性。
2.城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化方法
基于城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案模型的建立，需要對列車(chē)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(chē)編組數量及長(cháng)度等都是不連續的正整數，所以據此建立的列車(chē)開(kāi)行方案模型也是不連續且具有多個(gè)目標的非凸混合證書(shū)規劃，要想據此對列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化算法進(jìn)行求解，難度相對較大。因此，根據對列車(chē)開(kāi)行方案造成約束的條件，在充分考慮行車(chē)組織、客流需求等因素的基礎上，為實(shí)現對城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化，可分三步對列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化算法進(jìn)行求解：
第一步，根據鐵路運營(yíng)及乘客的初始需求，結合基本編組單元列車(chē)的相關(guān)要求，對城市軌道交通列車(chē)的編組情況進(jìn)行明確，實(shí)現對客流需求、鐵路運營(yíng)成本、鐵路運營(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(chē)開(kāi)行時(shí)段的基礎上，為實(shí)現對乘客廣義出行費用、鐵路運營(yíng)成本等多方面的綜合優(yōu)化，應依據不同列車(chē)編組方案實(shí)施下鐵路運能與列車(chē)開(kāi)行頻率的關(guān)系，對列車(chē)編組方案和列車(chē)開(kāi)行頻率進(jìn)行初步確定，并確定所需投入的列車(chē)數量。
第三步，將每個(gè)客流時(shí)段看作是列車(chē)開(kāi)行時(shí)段，對列車(chē)開(kāi)行時(shí)段分段合并原則進(jìn)行明確，并據此對列車(chē)開(kāi)行事件分段的數量及列車(chē)開(kāi)行對數進(jìn)行調整，以此確保列車(chē)開(kāi)行方案能夠達到最佳。
2.1明確單元列車(chē)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(chē)開(kāi)行時(shí)段的基礎上，為確保列車(chē)運力能夠達到最佳，可依據客流需求、運營(yíng)成本等因素，在滿(mǎn)足相應約束條件的情況下，依靠城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案模型，對不同編組單元列車(chē)的運能進(jìn)行計算，并將不同時(shí)段的客流需求和列車(chē)運力差值作為單元列車(chē)評價(jià)指標，對列車(chē)的不同編組方式進(jìn)行對比。在充分考慮各時(shí)段客流需求的基礎上，根據高、低客流時(shí)段，對不同編組方式的列車(chē)運營(yíng)成本、開(kāi)行數量等進(jìn)行比較，以便在滿(mǎn)足全天候客流需求的基礎上，對單元列車(chē)編組方式進(jìn)行明確，從而實(shí)現對城市軌道交通列車(chē)編組的優(yōu)化。
2.2列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化
基于城市軌道交通列車(chē)編組方式的確定，對于列車(chē)開(kāi)行時(shí)段、開(kāi)行數量等方面的計算，應依靠城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案模型，在充分考慮列車(chē)編組方案和列車(chē)開(kāi)行數量之間的關(guān)系以及不同編組列車(chē)銜接關(guān)系的基礎上，對涵蓋列車(chē)開(kāi)行對數、時(shí)段等內容的列車(chē)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上，還需對各時(shí)段列車(chē)開(kāi)行數量進(jìn)行考慮，確保列車(chē)開(kāi)行數量最少，以便在滿(mǎn)足各時(shí)段客流需求的情況下，降低列車(chē)運營(yíng)成本。對于前后時(shí)段列車(chē)的替換，應當遵循兩個(gè)原則：第一，替換列車(chē)與被替換列車(chē)的額定載客量差值應保持在一定范圍內；第二，被替換列車(chē)與其它關(guān)聯(lián)列車(chē)的開(kāi)行數量應有一定的差異，兩輛列車(chē)自身差值和單元列車(chē)乘積之差應符合相應標準。
對于列車(chē)開(kāi)行時(shí)段的數量，在保證滿(mǎn)足客流需求的基礎上，應盡量減少列車(chē)開(kāi)行時(shí)段數量�；诖�，根據列車(chē)運行實(shí)際情況以及不同時(shí)段的客流需求等因素，可對客流量較少且時(shí)段相近的編組列車(chē)進(jìn)行合并，以此實(shí)現對列車(chē)開(kāi)行數量的降低，實(shí)現對列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化，從而確保城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案能夠達到最佳。
結束語(yǔ)：
針對城市軌道交通客流時(shí)間的不均衡分布問(wèn)題，為實(shí)現對企業(yè)運營(yíng)成本和旅客廣義出行費用的優(yōu)化，重點(diǎn)分析了列車(chē)編組方式與列車(chē)開(kāi)行數量、開(kāi)行時(shí)段之間的關(guān)系，在明確列車(chē)編組方式的基礎上，對列車(chē)開(kāi)行時(shí)段進(jìn)行科學(xué)劃分，明確不同時(shí)段的列車(chē)開(kāi)行數量，從而實(shí)現對城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的優(yōu)化。
參考文獻：
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