地鐵開行方案設計
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地鐵開行方案設計
摘要：基於城市軌道交通列車開行方案最佳化的目的，本文從列車編組方式、列車開行頻率等方面對城市軌道交通列車開行方案進行了簡要分析，並從最佳化列車開行數量、編組長度、開行時段等角度，對城市軌道交通列車開行方案的最佳化方法進行了探討，希望能為城市軌道交通列車的合理開行提供參考。
關鍵詞：城市交通；軌道交通；列車開行；最佳化
城市軌道交通列車開行方案涉及列車在沿途車站停靠和發車的時刻，也是對不同部門之間的工作進行協調的基礎，是為了滿足城市交通需求，並保證列車執行的安全性。基於對旅客廣義出行費用、鐵路運營成本等方面的考量，在滿足不同時段客流需求的基礎上，為降低運營成本，需從列車開行數量、開行時段、編組方案等方面進行考慮，結合對不同時段的客流需求、出行費用等方面的考量，對列車編組方式進行明確，以此實現對城市軌道交通列車開行方案的最佳化。
1.列車開行方案的相關概念
城市軌道交通線路R=（F，M），涉及多個車站，以雙線方式執行。其中，F代表的是車站集合，從上行方向的始發站開始直至列車你轉到下行方向，可將車站標記為1，2，3，4n，即F={1,2,3,4，n}，M代表線路區段集合，M={m（v，s）|v，s∈J}。在城市軌道交通列車日常執行過程中，列車執行時段可用[T1,T2]表示。
出於對列車開行頻率及安全管理的考慮，依據車站能力、站線長度等因素，應對城市軌道交通列車應進行固定、統一的編組，並根據不同型別的列車，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其進行拆解，主要是由動車、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4組的基本編組單元列車組合構成。據此將基本編組單元列車集合定義為Q，集合範圍為Q={Qk|k=1,2,3,4K}，K是指單元列車種類的總數，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程中，不僅可對列車的車輛段進行解體和編組，也可以拆解或聯掛的方式在車站的解編線進行作業。
對於城市軌道交通列車開行方案的設計和確定，需要對列車運營時段、交通線路、列車編組方式等多方面進行考慮，以此保證城市軌道交通列車開行方案的適宜性和科學性。
2.城市軌道交通列車開行方案的最佳化方法
基於城市軌道交通列車開行方案模型的建立，需要對列車編組和開行頻率之間的影響關係進行充分考慮。由於列車編組數量及長度等都是不連續的正整數，所以據此建立的列車開行方案模型也是不連續且具有多個目標的非凸混合證書規劃，要想據此對列車開行方案最佳化演算法進行求解，難度相對較大。因此，根據對列車開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上，為實現對城市軌道交通列車開行方案的最佳化，可分三步對列車開行方案的最佳化演算法進行求解：
第一步，根據鐵路運營及乘客的初始需求，結合基本編組單元列車的相關要求，對城市軌道交通列車的編組情況進行明確，實現對客流需求、鐵路運營成本、鐵路運營能力等多方面的最佳化處理。
第二步，在將每個客流時段看作是列車開行時段的基礎上，為實現對乘客廣義出行費用、鐵路運營成本等多方面的綜合最佳化，應依據不同列車編組方案實施下鐵路運能與列車開行頻率的關係，對列車編組方案和列車開行頻率進行初步確定，並確定所需投入的列車數量。
第三步，將每個客流時段看作是列車開行時段，對列車開行時段分段合併原則進行明確，並據此對列車開行事件分段的數量及列車開行對數進行調整，以此確保列車開行方案能夠達到最佳。
2.1明確單元列車編組方式
基於既定的高水平服務頻率，在將每個客流時段看作是列車開行時段的基礎上，為確保列車運力能夠達到最佳，可依據客流需求、運營成本等因素，在滿足相應約束條件的情況下，依靠城市軌道交通列車開行方案模型，對不同編組單元列車的運能進行計算，並將不同時段的客流需求和列車運力差值作為單元列車評價指標，對列車的不同編組方式進行對比。在充分考慮各時段客流需求的基礎上，根據高、低客流時段，對不同編組方式的列車運營成本、開行數量等進行比較，以便在滿足全天候客流需求的基礎上，對單元列車編組方式進行明確，從而實現對城市軌道交通列車編組的`最佳化。
2.2列車開行方案的最佳化
基於城市軌道交通列車編組方式的確定，對於列車開行時段、開行數量等方面的計算，應依靠城市軌道交通列車開行方案模型，在充分考慮列車編組方案和列車開行數量之間的關係以及不同編組列車銜接關係的基礎上，對涵蓋列車開行對數、時段等內容的列車開行方案進行初步確定。同時，在保證服務水平基本不變的基礎上，還需對各時段列車開行數量進行考慮，確保列車開行數量最少，以便在滿足各時段客流需求的情況下，降低列車運營成本。對於前後時段列車的替換，應當遵循兩個原則：第一，替換列車與被替換列車的額定載客量差值應保持在一定範圍內；第二，被替換列車與其它關聯列車的開行數量應有一定的差異，兩輛列車自身差值和單元列車乘積之差應符合相應標準。
對於列車開行時段的數量，在保證滿足客流需求的基礎上，應儘量減少列車開行時段數量。基於此，根據列車執行實際情況以及不同時段的客流需求等因素，可對客流量較少且時段相近的編組列車進行合併，以此實現對列車開行數量的降低，實現對列車開行方案的最佳化，從而確保城市軌道交通列車開行方案能夠達到最佳。
結束語：
針對城市軌道交通客流時間的不均衡分佈問題，為實現對企業運營成本和旅客廣義出行費用的最佳化，重點分析了列車編組方式與列車開行數量、開行時段之間的關係，在明確列車編組方式的基礎上，對列車開行時段進行科學劃分，明確不同時段的列車開行數量，從而實現對城市軌道交通列車開行方案的最佳化。
參考文獻：
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