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近年来,随着城市轨道交通的日益兴起,轨道交通运输方式逐渐进入大中型城市,成为公共交通出行体系的支柱,并受到越来越多人们的青睐。但查阅相关资料案例发现,城市轨道交通的突发事件却时有发生。对于城市轨道交通来说,一旦发生突发事件将会导致线路运营中断、大量乘客滞留站台等问题出现;若乘客没有被及时疏散可能会波及整个公共交通体系,严重时还会造成难以估计的社会影响和经济损失。因此,本文将城市轨道交通突发事件条件下应急公交桥接调度优化作为研究对象,利用公交车对事故区间的滞留乘客进行桥接疏运。
对于如何快速疏散城市轨道交通突发事件条件下滞留乘客的问题,应急公交的桥接调度优化是重点和难点。本文按照城市轨道交通突发事件的成因和发生位置对其进行了分类,阐述了不同中断情况下的应急管理措施;根据事故发生时列车的位置细化整合了需要桥接的客流;明确了本文研究的是单线城市轨道交通中间普通站突发设备故障导致线路双向运营中断的事件。在考虑应急公交桥接调度的影响因素时,本文分类分析了受影响乘客,以累加原则作为计算最大断面客流的方法;为了有效利用资源,在最短时间内疏运尽可能多的滞留乘客,本文着重考虑了配车点的备用车数量和上下行滞留乘客的桥接需求,并提出应急公交的桥接调度工作分为两个步骤。第一步,从事故区间周边的配车点调派公交车。将距离事故点最近的城市轨道交通折返站作为公交车桥接的首末站(需求点),并将其作为圆心。利用反向覆盖需求法,以运营中断恢复时间为半径寻找配车点(供应点);只要在圆形内的配车点均可作为候选配车点,并利用Dijkstra算法得到所有候选配车点到达公交车桥接首末站的时间。第二步,公交车到达事故区间桥接疏运滞留乘客。因为滞留乘客数量较为庞大、城市内部的备用车辆数量有限,所以不可能一次全部桥接疏运完成。考虑到上下行滞留乘客数量的不确定,本文分析得到了4种模式的调车路线,上下行循环次数为奇数或偶数时分别对应不同的调车模式。
基于上述分析,本文构建了城市轨道交通突发事件条件下应急公交桥接调度优化的双目标整数优化模型。第一个目标是基于运输问题的从配车点调派公交车到事故区间的调车时间最小,决策变量包括从哪个配车点调派公交车,调派多少辆公交车;第二个目标是公交车在事故区间的桥接周转时间最小,决策变量为上下行公交车的数量和桥接循环次数。由于在应急调度过程中,公交车在空驶和载客两种情况下的运行成本不同,本文利用公交车空驶调车费用转换系数和公交车载客桥接费用转换系数将时间最小目标转换为费用最小目标,最终得到应急公交桥接调度费用最小的总模型。模型主要约束条件包括,最大上下行断面客流限制、公交车最大桥接周转循环次数限制、公交车最多车辆数量限制和滞留乘客最长等待时间限制。根据双目标优化问题寻找平衡最优解的特点,本文设计了符合该模型特征的遗传算法对其进行求解。
最后,本文以南昌市轨道交通1号线为例,模拟了八一广场站至丁公路北站突发线路双向运营中断的场景。制定了此场景下的应急公交桥接调度优化方案,并分析上述模型的可行性和时效性。通过调查南昌市轨道交通1号线的线路布置、折返站设计以及南昌市公交线网运营情况,对模型参数进行了标定。确定了该场景下的桥接区间为万寿宫站至彭家桥站,获取了南昌市轨道交通某一时间段内的OD客流数据以及可作为公交车配车点的公交停车场、枢纽站等信息。最后通过遗传算法优化,在公交车的调车数量、桥接循环次数和是否限制配车点的备车能力等方面均得到了令人满意的结果。
对于如何快速疏散城市轨道交通突发事件条件下滞留乘客的问题,应急公交的桥接调度优化是重点和难点。本文按照城市轨道交通突发事件的成因和发生位置对其进行了分类,阐述了不同中断情况下的应急管理措施;根据事故发生时列车的位置细化整合了需要桥接的客流;明确了本文研究的是单线城市轨道交通中间普通站突发设备故障导致线路双向运营中断的事件。在考虑应急公交桥接调度的影响因素时,本文分类分析了受影响乘客,以累加原则作为计算最大断面客流的方法;为了有效利用资源,在最短时间内疏运尽可能多的滞留乘客,本文着重考虑了配车点的备用车数量和上下行滞留乘客的桥接需求,并提出应急公交的桥接调度工作分为两个步骤。第一步,从事故区间周边的配车点调派公交车。将距离事故点最近的城市轨道交通折返站作为公交车桥接的首末站(需求点),并将其作为圆心。利用反向覆盖需求法,以运营中断恢复时间为半径寻找配车点(供应点);只要在圆形内的配车点均可作为候选配车点,并利用Dijkstra算法得到所有候选配车点到达公交车桥接首末站的时间。第二步,公交车到达事故区间桥接疏运滞留乘客。因为滞留乘客数量较为庞大、城市内部的备用车辆数量有限,所以不可能一次全部桥接疏运完成。考虑到上下行滞留乘客数量的不确定,本文分析得到了4种模式的调车路线,上下行循环次数为奇数或偶数时分别对应不同的调车模式。
基于上述分析,本文构建了城市轨道交通突发事件条件下应急公交桥接调度优化的双目标整数优化模型。第一个目标是基于运输问题的从配车点调派公交车到事故区间的调车时间最小,决策变量包括从哪个配车点调派公交车,调派多少辆公交车;第二个目标是公交车在事故区间的桥接周转时间最小,决策变量为上下行公交车的数量和桥接循环次数。由于在应急调度过程中,公交车在空驶和载客两种情况下的运行成本不同,本文利用公交车空驶调车费用转换系数和公交车载客桥接费用转换系数将时间最小目标转换为费用最小目标,最终得到应急公交桥接调度费用最小的总模型。模型主要约束条件包括,最大上下行断面客流限制、公交车最大桥接周转循环次数限制、公交车最多车辆数量限制和滞留乘客最长等待时间限制。根据双目标优化问题寻找平衡最优解的特点,本文设计了符合该模型特征的遗传算法对其进行求解。
最后,本文以南昌市轨道交通1号线为例,模拟了八一广场站至丁公路北站突发线路双向运营中断的场景。制定了此场景下的应急公交桥接调度优化方案,并分析上述模型的可行性和时效性。通过调查南昌市轨道交通1号线的线路布置、折返站设计以及南昌市公交线网运营情况,对模型参数进行了标定。确定了该场景下的桥接区间为万寿宫站至彭家桥站,获取了南昌市轨道交通某一时间段内的OD客流数据以及可作为公交车配车点的公交停车场、枢纽站等信息。最后通过遗传算法优化,在公交车的调车数量、桥接循环次数和是否限制配车点的备车能力等方面均得到了令人满意的结果。