基于網(wǎng)絡演化的高速鐵路網(wǎng)列車開行方案研究.pdf

1、隨著中國高速鐵路建設里程和規(guī)模的快速增長，高速鐵路已經(jīng)網(wǎng)絡化運營，其對客流的吸引力明顯增強。由于路網(wǎng)各條線路相互影響關系復雜，其動態(tài)性和組織關聯(lián)性也更強，在這種條件下，面向單條線路或局部簡單路網(wǎng)的傳統(tǒng)開行方案編制方法，已經(jīng)無法適應當前高速鐵路的快速發(fā)展。本文從全局效率最高、運輸組織策略可靠性等角度出發(fā)，研究大規(guī)模路網(wǎng)條件下的開行方案編制與優(yōu)化問題，在建立高速鐵路服務網(wǎng)與開行方案映射關系的基礎上，提出了基于網(wǎng)絡演化的高速鐵路網(wǎng)列車開行方案

2、編制與優(yōu)化一體化研究思路。主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　首先，本文基于復雜網(wǎng)絡理論，從網(wǎng)絡拓撲連接和運輸服務功能兩個層面出發(fā)，建立了高速鐵路地理網(wǎng)、車流網(wǎng)、服務網(wǎng)以及客流網(wǎng)四種網(wǎng)絡模型。分別分析了不同網(wǎng)絡模型的特性，說明現(xiàn)階段中國高速鐵路地理網(wǎng)仍具有樹狀網(wǎng)絡的特點，高速鐵路車流網(wǎng)的度分布符合指數(shù)分布規(guī)律，高速鐵路服務網(wǎng)車站強度與度之間存在顯著的冪律關系，且具有較高的聚集性和較小的平均路徑長度，體現(xiàn)出其無標度和小世界的網(wǎng)絡特性。

3、并且結合不同網(wǎng)絡模型的本質特性，建立了服務網(wǎng)與列車開行方案的映射關系，闡明了利用復雜網(wǎng)絡研究路網(wǎng)條件下的列車開行方案的可行性。
　　然后，分析了高速鐵路網(wǎng)絡演化機理，探討了網(wǎng)絡化開行方案編制問題中運輸企業(yè)與旅客需求的博弈關系，并建立了競合作用關系條件下的高速鐵路服務網(wǎng)演化模型。該演化模型可以分為四個部分，第一步根據(jù)高速鐵路地理網(wǎng)及OD客流需求，求解群落集合，也即是路網(wǎng)中的備選運行區(qū)段集合。第二步設計基于鐵路運輸企業(yè)及旅客雙方效益的

4、演化規(guī)則，在滿足客流需求的條件下，利用車站關聯(lián)度優(yōu)先連接機制生成服務網(wǎng)。第三步根據(jù)服務網(wǎng)與開行方案的映射關系，將生成的服務網(wǎng)轉化為路網(wǎng)條件下的列車開行方案。第四步，結合高速鐵路服務網(wǎng)的綜合權重，從網(wǎng)絡效率、旅客換乘便捷性等角度出發(fā)，提出了開行方案網(wǎng)絡化綜合評價指標，擴展了傳統(tǒng)開行方案評價指標，并根據(jù)評價指標提出了相應的調(diào)整策略，進而生成優(yōu)化的開行方案。
　　最后，以中國高速鐵路網(wǎng)絡為基礎進行了實例驗證，結果表明本文生成的開行方案能