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随着城市内部轨道交通线网密度的不断增加,既有轨道交通线路的延长和长距离轨道交通线路的规划建设逐渐成为我国城市轨道交通的发展热点。开行快慢车是适宜长距离轨道交通线路客流特征与运营特征的方法之一,通过合理设置停站位置和数量,优化列车越行组织,能够有效提高城市轨道交通系统运营效率和服务水平。但是,相对于传统站站停的列车运行方案,编制快慢车停站方案考虑的因素更多,运营组织更为复杂。因此,研究城市轨道交通快慢车停站方案优化问题具有十分重要的理论意义与应用价值。论文的主要工作包括下面几个方面:(1)在介绍国内外典型城市轨道交通列车停站方案特点的基础上,总结分析各类型列车停站方案的优缺点,应用系统动力学对快慢车停站方案进行效益分析,为建立城市轨道交通快慢车停站方案优化模型提供了理论基础。(2)从客流特征分析出发,提出了编制全日分时段快慢车停站方案的流程与方法,并重点探讨了两个关键问题,一个是实际轨道交通线路固定越行站条件的快慢车越行方案生成方法,另一个是基于平方欧氏距离法的全日分时段快慢车停站方案合并方法。(3)研究不同起讫点乘客乘车过程中的快慢车选择行为,通过随机效益函数定量分析乘客的出行时间,引入车厢内满载率惩罚系数对车厢拥挤情况在乘客出行时间上进行适度惩罚,以此更好的描述乘客的乘车行为。在此基础上,通过Binary Logistic分析,确定不同拥挤程度下乘客时间价值,对乘客出行时间无纲量化处理。(4)在充分研究乘客出行时间的基础上,同时考虑运营企业成本,以乘客总出行时间和企业总成本最小为目标,在考虑停站要求、发车间隔要求和固定越行站要求等约束条件的基础上,建立了城市轨道交通快慢车停站方案优化模型,并设计改进遗传算法和模拟退火算法相结合的模型求解算法。(5)以L市某条城市轨道交通线路为例,应用本文提出的优化模型与算法,计算得到全日分时段快慢车停站方案及相应的越行组织方案,从降低运营复杂度和便于乘客接受的角度,将全日13类不同的停站方案合并为高峰与非高峰两类。合并前的停站优化方案与站站停停站方案相比,乘客出行时间减少20.19%;企业成本减少7.41%,合并后,两目标函数值分别减少8.89%和4.98%。