城市轨道交通列车时刻表与车底运用整合优化模型

交通运输系统工程与信息 ›› 2018, Vol. 18 ›› Issue (1): 200-206.

城市轨道交通列车时刻表与车底运用整合优化模型

姚宇^1a，朱晓宁^*1a，康柳江²，廖正文^{1a, 1b}

1. 北京交通大学 a. 交通运输学院，b. 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044； 2. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 117576，新加坡

收稿日期:2017-09-11 修回日期:2017-12-02 出版日期:2018-02-25 发布日期:2018-02-26
作者简介:姚宇(1993-)，女，甘肃兰州人，博士生.
基金资助:
国家自然科学基金重大项目/National Natural Science Foundation of China(71390332)；中央高校基本科研业务费专项资金/Fundamental Research Funds for the Central Universities (2017YJS100).

An Integrated Optimization Model of Train Timetabling and Rolling Stock Scheduling for an Urban Railway Line

YAO Yu^1a, ZHU Xiao-ning^1a, KANG Liu-jiang², LIAO Zheng-wen ^1a,1b

1a. School of Traffic and Transportation, 1b. State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. Department of Civil and Environmental Engineering, National University of Singapore, Singapore 117576, Singapore

Received:2017-09-11 Revised:2017-12-02 Online:2018-02-25 Published:2018-02-26

摘要/Abstract

摘要：

基于单条城市轨道线路，分析客流需求、列车时刻表及车底运用之间的密切联系，以运行安全、资源限制、列车容纳能力等作为主体约束，综合考虑公司运营费用和乘客出行费用，构建基于客流分布的城市轨道交通列车时刻表与车底运用整合优化模型，并采用线性处理方法，将模型转化为混合整数线性规划(MILP)模型.最后，以北京地铁亦庄线为实例，利用 ILOG CPLEX对模型进行求解.结果表明，与既有的优化方法相比，本文模型得到的列车运行计划方案能够更好地节约成本，提高车底利用效率，满足城市轨道交通乘客和运营企业双方的利益.

关键词: 城市交通, 整合优化模型, 混合整数线性规划, 列车时刻表, 车底运用

Abstract:

The interactive relationship among passenger flow demand, train timetable, and rolling stock schedule is analyzed on an urban rail corridor. Based on the operational costs of the companies and travel costs of passengers, a non- linear integrated model of timetable scheduling and rolling stock utilization is proposed, in which we also take into account the constraints of operational safety, resource limitation and train capacity. Moreover, the model is transformed into a mixed-integer linear programming model by the linearization method then solved by ILOG CPLEX. Finally, numerical experiments based on the Beijing Yi Zhuang metro line are conducted. The results show that this integrated approach can reduce the total system costs, improve the utilization efficiency of trains and meet the interests of both passengers and operators better.

Key words: urban traffic, integrated optimization model, mixed integer linear program, train timetable, rolling stock scheduling

中图分类号:

U292.4

姚宇，朱晓宁，康柳江，廖正文. 城市轨道交通列车时刻表与车底运用整合优化模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2018, 18(1): 200-206.

YAO Yu, ZHU Xiao-ning, KANG Liu-jiang, LIAO Zheng-wen. An Integrated Optimization Model of Train Timetabling and Rolling Stock Scheduling for an Urban Railway Line[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2018, 18(1): 200-206.

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