高速鐵路周期性列車開行方案的優(yōu)化研究.pdf

1、周期性運(yùn)輸組織模式已在歐洲多個國家和日本普遍采用，具有列車開行頻率高、停站規(guī)律、發(fā)車間隔均衡等特點(diǎn)，明顯改善了旅客出行效用。國內(nèi)學(xué)者對周期性列車開行方案的研究較少，多采用分階段、單要素優(yōu)化的研究方法。本文結(jié)合我國高速鐵路的運(yùn)營特點(diǎn)，提出了綜合優(yōu)化周期性列車開行方案多種關(guān)鍵要素的雙層規(guī)劃模型。上層為考慮動車組運(yùn)營成本、客流損失成本和換乘組織成本的多目標(biāo)規(guī)劃模型，生成可行的單周期列車開行方案;下層為以旅客出行效用為優(yōu)化目標(biāo)的客流分配模型，用

2、來分析客流出行選擇行為。
　　本文提出的優(yōu)化周期性列車開行方案多要素的雙層規(guī)劃模型為非線性混合整數(shù)模型，具有規(guī)模性的算法復(fù)雜度，構(gòu)建混合自適應(yīng)遺傳算法來求解。上層模型采用自適應(yīng)遺傳算法，主要用來調(diào)整列車停站方式;下層模型采用考慮列車運(yùn)輸能力約束的Frank-Wolf算法，以基于列車區(qū)段客流量的鄰域搜索方法更新列車開行頻率。下層模型以上層模型生成的可行的周期性列車開行方案為基礎(chǔ)構(gòu)建列車服務(wù)網(wǎng)，進(jìn)行客流分配;上層模型基于下層模型生成的

3、列車開行頻率進(jìn)一步更新列車開行方案，上下層相互迭代。在算法中融入了考慮種群個體相似度和個體適應(yīng)度的多樣化控制機(jī)制，以增加最優(yōu)個體的搜索空間，提高算法的收斂速度。
　　本文以京滬高鐵及相關(guān)線路構(gòu)建路網(wǎng)，首先以周期長度內(nèi)，將跨線客流歸并至本線節(jié)點(diǎn)后的客流為輸入，根據(jù)提出的多要素雙層規(guī)劃模型求解本線單周期列車開行方案;然后根據(jù)可行的跨線列車起訖點(diǎn)、列車運(yùn)行徑路和列車開行模式，從本線列車集合中選出合適的方案線作為跨線列車，生成本、跨線列車