基于可达性的高铁开行方案优化调整研究

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近年来,我国高铁网络建设速度加快,高铁列车开行总频次提高,区域的可达性得到很大提升。可达性不仅与物理网络结构相关,更与服务网络关系密切,用可达性作为反映旅客出行方便程度的指标,可以直接反映旅客实际体验的运输产品质量,以该指标为基础对开行方案进行优化能直观体现实际效用。研究可达性评价方法,并基于可达性优化开行方案对指导高铁运营企业具有重要的意义。论文构建了基于服务的可达性指数,对高铁可达性与旅客需求可达性匹配度进行了分析,提出了基于可达性的高铁开行方案优化理论与方法,主要研究内容如下:(1)构建基于服务的可达性指数。通过分析可达性基础理论、高铁服务网络特征及旅客出行感知特征,明确了可达性指标的组成要素和高铁可达性的概念。通过度量方法比选,选取潜力模型法从可行径路的数量、可行径路的质量以及站点特征三方面进行分析,构建了基于服务的可达性指数,据此建立了高速铁路“站-线-区-网”可达性计算模型,并分析了开行方案对可达性的影响机制。(2)高铁可达性与旅客需求可达性匹配程度的评估。根据站点对间的客流特征,基于构建的可达性指标,确定了旅客需求可达性的计算方法。根据高铁可达性与旅客需求可达性匹配程度的实质,从数量匹配度、质量匹配度和可达性指数偏离度三方面对可达性匹配程度进行评估。为方便分析决策,本文在站点层面和线网层面构建了同一度决策矩阵。(3)构建基于可达性的高铁开行方案优化模型。在分析开行方案优化的内容、原则和影响因素的基础上,创新性地以线网可达性指数偏离度最小和列车运营费用最小为优化目标构建高铁开行方案优化模型。(4)算法求解及案例分析。考虑到优化模型多目标的特征,采用带有精英策略的非支配排序遗传算法进行求解,并基于可达性匹配程度的优化策略进行算法设计。最后以京沪高铁为例进行实例验证,结果表明在优化后的开行方案下站点的可达性和可达性匹配程度都有一定程度的提高,验证了模型的有效性。
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