客运专线列车开行方案课件.ppt

主要内容,高速铁路列车开行方案的编制,列车开行方案的影响因素,我国高速铁路列车开行方案,关于列车开行方案,国外高速铁路列车开行方案,高速铁路列车开行方案的优化,亟待解决的问题,旅客列车开行方案以客运量为基础，以客流性质、特点和规律为依据，科学合理地安排包括旅客列车开行等级、种类、起迄点、数量、径由线路、编组内容、停站方案、列车客座能力利用、车底运用等内容，体现从客流到列车流的组织方案。,关于列车开行方案,高速铁路旅客列车开行方案的作用和意义是高速铁路列车运行图的基础是动车组运用计划编制的基础是高速铁路列车生产计划的先导列车生产计划系统及其层次列车开行方案与动车组运用计划的关系,关于列车开行方案,关于列车开行方案,列车运行图动车组运用计划列车开行方案动车组运用计划列车运行图列车开行方案动车组运用计划,关于列车开行方案,是高速铁路客流的输送计划是高速铁路的客运产品规划方案需求服务质量竞争是高速铁路旅客运输组织的核心问题,关于列车开行方案,高速铁路旅客列车开行方案的内容列车运行特性核心内容列车的运行区段列车的始发站终到站经由线路途中停站方案旅行时间线路通过能力列车开行费用列车性质列车等级A类、B类列车种类数量,关于列车开行方案,设备利用情况列车编组内容列车定员车底运用情况客座能力利用其他客流OD的预测及分析开行方案制定的前提和基础；列车运行图的编制方案的具体实施车底运用停站时间运行时间,关于列车开行方案,日本高速铁路新干线自成体系全高速-换乘的运输组织模式与既有线的衔接修建小型新干线既有线改造标准轨改造新建三轨；开行“翼型”列车,国外高速铁路列车开行方案,开发“希望号”、“光号”、“回声号”三种运输产品“回声号”：通勤旅客运行距离短，站站停车“希望号”：便捷、快速、停站少，最多停6站“光号”：停站次数界于二者之间，一般为8-12个根据客流结构，进行客流层次划分，结合运量预测结果，确定三种产品的合理比例。制定多种列车停站方案全程不开行途中不停站的直达列车东海道新干线（1997年）60种不同停站方案东北、上越、长野新干线上列车停站方案都在30种以上东京博多方向“希望号”：24列/d，全程14列/d，均停6站；其他列车停14站“光号”：131列/d，停214站“回声号”：95列/d，运行距离短，站站停,国外高速铁路列车开行方案,列车开行特点长编组、多定员欧洲一般不超过1000人/列，日本一般为1300人/列高密度、列车服务频率高发车时间规律、固定停站时间短,25列/h,国外高速铁路列车开行方案,列车开行数量,国外高速铁路列车开行方案,山阳、东海道新干线（下行）2004年10月25日,国外高速铁路列车开行方案,以15秒为单位（个别线路区段最小精度为5秒）,国外高速铁路列车开行方案,法国TGV新建高速线与既有路网兼容高速列车下既有线运行的运输组织模式大大延伸了高速列车的服务范围1540km高速铁路TGV服务范围达到6000多km,国外高速铁路列车开行方案,开行的列车种类多国内各城市间列车IC（InterCity）连接国内大城市，相当于快车DE国营铁路列车，相当于慢车国际列车TEE（TrainsEuropeExpress）欧洲国际快车，连接各国际城市IIC（InternationalInterCity）国际主要城市间特快车TGV法国高速列车慢车及郊区车Nahverkehr简称N，为远郊列车Eilzug简称E，为普通快车D-Schnellzug简称D，为特快列车,国外高速铁路列车开行方案,高密度2004年，日均开行665列其中周一至周五日均开行600列周末日均开行750列巴黎北线高峰期最小追踪间隔时间3min，其它线4min高峰期列车连续追踪时，最多连续追踪4列运输能力比较富余地中海线，每日开行高速列车只有65对小编组,国外高速铁路列车开行方案,减少列车中转、提高直达比例里尔与里昂、马赛以及蔚蓝海岸间不停靠巴黎巴黎与马赛、蒙彼利埃以及蔚蓝海岸间不停靠里昂巴黎与布鲁塞尔间的Thalys不停里尔开往斯特拉斯堡的列车高速列车服务城市数量受到限制，优化高速列车的停站方案，保证旅客的通达性有6列不停站列车开往马赛，而有11列停站列车服务于阿维尼翁和埃克斯-普罗旺斯。有8列开往波尔多中途不停站，而有14列停站列车服务于普瓦提埃、昂古莱姆以及其它小城。有9列从巴黎至伦敦的欧洲之星列车不停站，另有8列停站列车服务于里尔、加莱或阿什福德。,国外高速铁路列车开行方案,TGV承担巴黎与各省市之间，以及省间主要部分的运量主要O/D使用固定节拍式的时刻表对列车运行图和车站换乘的简化并且便于乘客记忆列车运行图不具有灵活性，时刻表调整和改进有困难考虑每周和季节性客流的变化不同时期开行不同编组的列车每年分4个时期制定开行方案，每个方案以周为循环注重运用科学的手段和方法制定列车开行方案后面详细介绍,国外高速铁路列车开行方案,列车间良好的接续以里昂Part-Dieu 站为例每日开行 450 趟客运列车（高速列车110 列、长距离普速客车30列以及区域间客车300多列）。无论出发还是到达，所有列车都考虑换乘接续。车站日客运量近10 万人（周高峰日为12 万人，季节性高峰日为15 万人），其中30%为换乘旅客。若两车间的换乘时间为10min左右，对列车准点率要求很高。如有大量换乘（同一车次的）旅客，则可将换乘列车安排在同一站台。,国外高速铁路列车开行方案,德国ICE分时段客货列车混合运行的运输组织模式新建、改造成段修建高速铁路，未构成网通过大城市间城际特快ICE列车，实现普速线与高速线跨线运输,国外高速铁路列车开行方案,长途列车ICE高速列车IC城间快速列车EC欧洲城间特快列车CNL城间夜间列车D长途直达快车THA特价列车EN欧洲夜间列车IRE地区间特快列车短途列车RE地区特快列车RB地区普通旅客列车SBahn城市快速列车市郊轻轨列车，最高时速达到100 km/h13个城市有SBahn，主要大客运站都与SBahn车站相联,国外高速铁路列车开行方案,统一编制高速列车和区域列车的开行方案较好的换乘性构成德国铁路的重要特点以高速的ICE为骨干，通过ICE与ICE间的换乘，形成主要城市间快速通达通过ICE与IC、EC间的换乘，实现主要城市与次级城市间快速通达通过以上列车与短途列车的换乘实现所有路网连接的城市、乡村的快速通达高速列车普遍采取停站较多，主要城市都停的停站设置模式使用一整套的固定节拍时刻表,国外高速铁路列车开行方案,意大利高速列车意大利欧洲之星最高速度250kmhETR450型、ETR460型、ETR480型摆式列车最高速度300kmhETR500型高速城际列车采用0.5h或1h节拍运输方式每天开行15列高速列车，间隔时间为1h，其中7列车终到那不勒斯。另开行5列城际(IC)列车，停靠各中间站。高速列车以160kmh速度下既有线行驶,国外高速铁路列车开行方案,西班牙AVE高、中速列车共线，客货混运的运输组织模式。长短途AVE高速列车Talgo摆式车体跨线列车（速度为160200公里/小时）少量快运货物列车（速度为140公里/小时）。Talgo列车标准轨/宽轨跨线运行。科尔多瓦马拉加塞维利亚加的斯塞维利亚韦尔瓦总长484km，均为单线。,国外高速铁路列车开行方案,高速旅客列车AVE长途列车在马德里塞维利亚高速线直达运行；AVE穿梭列车在马德里、里阿尔城、科尔多瓦、塞维利亚间循环开行；Talgo 200摆式列车通过既有线向南部马拉加和加的斯延伸运行。Euromed列车在经过改进的、沿地中海海岸线的巴塞罗那巴伦西亚宽轨铁路运行。,国外高速铁路列车开行方案,国外高速铁路列车开行方案,国外高速铁路列车开行方案的特点既有线列车种类多、高速铁路列车种类较少列车密度大适应客流的波动性采用固定节拍式发车德国、意大利和瑞士使用一整套固定节拍时刻表在法国，主要O/D使用固定节拍列车编组灵活多列重联开行翼型列车以中长途列车为主,国外高速铁路列车开行方案,列车接续良好大多数高速车站都与普速线共用,为旅客提供便利的换乘条件法国、德国和日本，换乘工作是工作重点之一 在主要O/D线路上开行不停站列车9列欧洲之星列车不停站,Thalys列车(巴黎布鲁塞尔)不在里尔停站2列开往塞维利亚的列车中途不停科尔多瓦11列服务于巴塞罗那的列车不停站所有在大宫和仙台间开行的希望号列车都不在中途停站,国外高速铁路列车开行方案,高速列车下线运行，延伸运输服务短途客运是为了服务市中心既有车站长途客运是为了服务于离高速线路较远的城市连接两条独立的高速线路（德国、意大利等）4列专门服务于巴黎/里昂线的直达列车延伸到了圣埃蒂安5列专门服务于巴黎/波尔多线的列车延伸至图卢兹10列服务于巴黎/布鲁塞尔的列车延伸到了安特卫普、阿姆斯特丹或科隆法国东部线高铁列车延伸至德国法兰克福和慕尼黑西班牙将高铁列车服务延伸至巴亚多利德意大利将罗马波伦亚的高速列车服务延伸至威尼斯日本东京大阪之间开行36 列延伸至西日本的希望号高速列车。高速列车下线运行时，会造成一定的普速线运营难度,国外高速铁路列车开行方案,我国高速铁路列车开行方案,既有线列车开行特点中国铁路客运的瓶颈路网规模扩张缓慢，基础设备短缺，地区发展不均衡客货共线运行，运能矛盾严重运能严重匮乏，主要干线上旅客快车普遍超员全国铁路开行的客车每天提供的坐席有242万个，而日均实际运量达到290 多万人次，客运高峰时，每天达到420 多万人次普速列车、市郊列车普遍虚糜，运能浪费客运技术装备、运营管理、服务质量落后,我国高速铁路列车开行方案,满足不同层次的客运需求欠缺需求层次超员旅客经济需求层次少花钱，满足基本生理需求满足需求层次对服务质量有较高要求享受需求层次旅游享受 北京-郑州区段的旅客列车,我国高速铁路列车开行方案,丰富的客运产品普通列车动车组、直达特快、特快、快速、普快、普客动车组、直达、特快列车的部分组织开行夕发朝至列车特定列车民工专列：为春运大量民工需求而开行的临时普通旅客列车学生专列：为学生寒暑假期间返乡返校高峰开行的临时旅客列车旅游专列：与旅行社合作的不对外公开售票的专用列车直通专列：为特定活动组织开行的直通列车直达专列：为某一特殊目的在某一时段开行的直达列车城际专列：提供短途客运服务，实现城际铁路公交化球迷专列：足球俱乐部组织球迷观看比赛的列车奥运专列：重点突出奥运宣传，服务项目围绕奥运主题,我国高速铁路列车开行方案,四大客运产品板块城际快速客车 开行416列公交化的动车组城际快速客车中心城市间快速客车 开行86列主要中心城市间的动车组快速客车夕发朝至和一站直达的特快旅客列车一站直达特快旅客列车26对夕发朝至列车数量337列普通列车空调客车占全部客车对数的61.8%列车编组定员方案灵活中长途列车编组定员最大化短途城际列车小编组、开行频率最大化列车编组辆数的多少与客流量相匹配,我国高速铁路列车开行方案,合理确定运行区段实现中长途直达客流最大化快速列车或动车组列车主要解决大中城市间的旅客运输，普通旅客列车主要解决中小站的旅客运输。客流只要具备直通条件，列车就可以开多长，实现中长途直达客流最大化减少旅客中转换乘次数为列车技术作业及乘务人员提供便利条件为客车车底运用和检修提供便利条件,我国高速铁路列车开行方案,我国高速铁路列车开行方案,列车停站方案协调配合除一站直达列车之外的其他等级列车基本都要设置中途停站方案不同等级列车根据车站等级设置不同停站，相互补充配合，覆盖各级车站不同路局的列车停站侧重设置在本局管辖的范围管内普通慢车具有站站停的特点,我国高速铁路列车开行方案,北京郑州部分列车停站方案,我国高速铁路列车开行方案,京津城际列车开行方案日客流波动具有一定的规律，高峰时段明显。动车组运行速度高。始发终到站基本全部相同，只是停站方案不同。采用直达和站站停两种列车。,我国高速铁路列车开行方案,采用公交化列车追踪运行方式，小编组，高密度。采用动车组8节或2列重联16节的编组，每列动车组定员为600或1200人基本每小时都有动车组列车开行。,我国高速铁路列车开行方案,我国高速铁路列车开行方案,京沪高速铁路列车开行方案列车编组高速短编组列车编组8辆，列车定员600人，最高运行速度350km/h高速长编组列车编组16辆，列车定员1200人，最高运行速度350km/h；250km/h列车编组16辆，列车定员1200人，最高运行速度250km/h；高速卧铺车编组16辆，列车定员600人，最高运行速度350km/h250km/h卧铺车编组16辆，列车定员900人，最高运行速度250km/h,我国高速铁路列车开行方案,列车种类本线列车（B类）一站直达高速列车B1类在两个枢纽站间运行时，采用高速短编组跨一个以上枢纽站运行，采用高速长编组本线大站停高速列车B2类采用高速长编组运行本线交错停站高速列车B3类采用高速长编组运行本线站站停高速列车B4类只在相邻两个枢纽站间运行采用高速长编组,我国高速铁路列车开行方案,跨线列车（K类）跨线高速列车K1类采用高速长编组列车运行主要输送不同客运专线间跨线客流主要输送部分客运专线与既有线间跨线客流普通跨线列车K2类采用200km/h列车运行主要输送客运专线与既有线间客流“夕发朝至”列车（X类）不停站直达X1类有少量停站X2类采用高速卧铺车或200km/h卧铺车编组,我国高速铁路列车开行方案,我国高速铁路列车开行方案,我国高速铁路列车开行方案,列车总数为276对，密度高未作动车组数量分析未作车站能力分析未对跨线列车及夕发朝至列车运行图同一铺画跨线列车与本线列车比例大致为4:6,我国高速铁路列车开行方案,客流条件客流性质以及重点服务对象情况等；运输组织条件线路条件（线路及车站能力、线路技术等级）、列车条件（编成辆数、列车定员）行车组织方式经济条件旅客旅行成本消耗保本上座率铁路部门效益,旅客列车开行方案影响因素,客流客流量客流性质客流径路出行目的铁路部门的收益 企业效益运营成本运营收入票价、定员、上座率市场效益社会效益,列车定员线路能力最大端面客流密度列车编成能力车站能力到发线、咽喉、追踪列车停站方案换乘线路能力维修天窗列车种类列车停站方案,旅客列车开行方案影响因素,旅客的旅行成本票价时间消耗运行时间列车等级停站时间停站方案候车时间服务频率换乘时间列车接续：时间、类型服务频率额外消耗,旅客列车开行方案影响因素,高速铁路旅客列车开行方案编制的基本原则既有线旅客列车开行方案的编制法国高速铁路旅客列车开行方案的编制高速铁路旅客列车开行方案的形成过程,高速铁路旅客列车开行方案的编制,高速铁路旅客列车开行方案编制的基本原则按流开车是确定开行方案首要的和基本的原则制定旅客列车开行方案的依据是客流客流构成的三要素（性质、流量、流向）是确定列车开行的基本条件。方便旅客旅行，尽可能减少旅客的换乘次数与在途时间城市的性质、规模和作用是编制和调整列车开行方案的基点综合考虑设备能力并经济合理地使用车底，充分发挥运载工具的运输能力充分发挥铁路运输固定设备的利用率等提高列车开行的经济效益和社会效益基本原则：以客流为依据，城市（车站）为基点，充分利用设备资源能力，努力提高旅客列车开行方案的经济效益和社会效益。,高速铁路旅客列车开行方案的编制,既有线旅客列车开行方案的编制目前，在实际工作中，我国既有线旅客列车开行方案的确定过程基本处于手工处理阶段。以现行运行图中开行的直通旅客列车为基础，根据预测得到的计划客流OD，确定加开的、慢改快、快改特快、短变长的旅客列车，综合形成一个新的旅客列车开行方案。,高速铁路旅客列车开行方案的编制,高速铁路旅客列车开行方案的编制方法与传统方法不同传统列车开行方案的编制方法强调均衡；高速铁路列车开行方案的编制更强调高峰期。传统旅客列车开行方案不存在本线和跨线列车开行方案的协调问题。高速铁路旅客列车开行方案的基本思想是在“以流定线”的基础上，尽可能多的“引流上线”，即在满足基本预测客流的基础上，优化列车开行方案，使之符合旅客运输需求，进一步诱增更多的客流。,高速铁路旅客列车开行方案的编制,法国高速铁路旅客列车开行方案的编制确定重要的OD指每条自身客流量大到至少需要一小时发一列车的OD（即，每天约发出15个车次）为重要的OD确定开行不停站直达列车（必然满员）任何中途停站没有意义 对于提高载客率都不起作用 会延长旅行时间 都会降低线路通过能力 都会增加延长动车组的运用成本 出现下述情况可以设置停站 提升中途停站相关OD的等级 必须依赖直达列车提供服务的中途站，要保证大部分列车不停车将原有重要OD的延伸到其它地区 不会对重要OD产生负面影响（旅行时间保持不变）为次要OD线提供直达服务，避免换乘 通过增加额外乘客量加强专线服务,高速铁路旅客列车开行方案的编制,检查延伸直达或专线列车时，动车组数量是否足够；设计其它OD间的组合运输 随着OD组合的增多，提高重要OD间的发车频率当重要OD的发车数量达到2025列/d时，不再提高发车频率不会再吸引更多的旅客；对线路通过能力将产生负面影响。优先考虑提高列车的定员，如进行重联作业或增加车组自身的定员。组合数个OD，为次要OD提供长途运输服务 组合后可能几个OD间运量均出现了增长将几个OD组合，形成长距离列车对于无法通达的OD，根据运量，酌情安排停站会降低线路通过能力,高速铁路旅客列车开行方案的编制,确定客流密度不连续区段区间列车的开行，以协调运输能力与客流需求，避免虚糜；相关车站的股道设计也应与这一目的相配套。在无法或没有必要提供旅客直通运输时，逐案设计、编制换乘办法。设计时需注意的几点：重视运量预测；根据运量确定发车频率；设计完重要OD间列车后，下来的首要工作是长途列车设计；要与其它客运专线开行的长途列车运输通盘考虑；设计多种OD组合的方案、以及可能的停站服务；区间列车折返站的股道运用方案应与列车开行方案相协调；注意线路通过能力的利用程度，保持运行图必要的弹性。,高速铁路旅客列车开行方案的编制,编制中主要考虑5个因素运行线租用费各条高速线不一，高峰、平时、低谷期间也不相同车站能力咽喉、到发线、存车能力，在站停留时间，折返时间动车组运用条件每隔72h回段排污，6d返段一次，运行5000km维修一次通常在周末及节假日，动车需求比较大。平时TGV列车可调配率为7580%，周末达97%，大的节假日达99%。到发线有效长很多车站到发线有效长仅400m，不能两列TGV列车联挂运行线路网公司可以对运行线进行调整。,高速铁路旅客列车开行方案的编制,旅客列车开行方案形成的过程从广义上讲，旅客列车开行方案的编制和形成基本上要经历三个阶段：客流OD的生成与分析；列车开行方案的编制；列车运行图的铺画开行方案的最终形成及具体实施,高速铁路旅客列车开行方案的编制,运量预测,模型结构中都包含有广义费用，客运专线运量预测的结果取决于其服务属性。（1）旅行时间（2）旅客进出站时间、费用（3）旅客在站等候时间（4）运价水平从国民经济、生活水平、支付能力、比价关系，以及客运专线技术经济特性和优势几个方面综合确定。（5）旅客时间价值通过统计数据运用效用函数模型标定基年旅客时间价值，预测年度时间价值增长率按客运专线影响区GDP的平均增长速度确定。旅行时间、候车时间必须通过客运专线列车开行方案的制定才能精确得到。,每个阶段所完成的工作以及得到的结果,高速铁路旅客列车开行方案的编制,三个子过程相互联结、互为因果：运量预测阶段需要的列车服务属性，是在客流输送方案制定后才产生的，而且是在运行图编制以后才被确定的；列车开行方案编制所需要的客流参数，是通过客流预测得到的；运行图铺画所需要的列车参数，必须要在列车开行方案确定后才能得到。,高速铁路旅客列车开行方案的编制,客流预测、开行方案、运行图编制一体化整体优化设计,优化设计,合并式列车开行方案设计,高速铁路旅客列车开行方案的优化,开行方案的整体优化列车开行方案单独优化列车开行方案与运行图编制两个阶段的综合优化列车开行方案与客流OD生成两个阶段的综合优化三个阶段的整体综合优化采用统一的综合优化模型和算法来实现任何一个都是复杂的优化问题，统一后复杂程度将大大提高三项工作由不同部门分别独立完成的，将其融为一体难度相当大采用各个阶段顺序优化、循环迭代的形式,列车开行方案的整体优化,影响因素分析客流及列车径路 客流OD客流径路列车径路列车编成及线路能力区间最大通过能力：最小追踪间隔时间、列车种类列车编成：列车运行距离、运行径路上沿途车站到发线有效长、站台长度、牵出线长度、动车组单元类型、牵引供电水平、追踪间隔时间、线路能力公交化运营组织方式，保证较高的服务频率，采用相对固定、较小编组的形式确定：线路能力最大客流密度区段高峰小时客流量列车编成定员经济效益总成本、票价和列车定员，确定客座利用率上座率提高铁路收入增加旅客服务水平下降铁路收入下降保证铁路收入和旅客服务水平确定合理的列车客座利用率旅行时间社会效益的体现旅客候车时间消耗候车集结到达过程列车停站时间消耗列车停站方案；同等级车站的途中停站时间基本相同列车运行时间消耗列车技术速度，取决于列车等级旅客换乘时间消耗列车服务频率及相互列车的接续时间,列车开行方案的整体优化,始发客流候车集结过程的特点及其数学描述客流到达简单计数过程齐次泊松过程到达间隔服从指数分布客流的集结到达过程标值点过程结论每个旅客所消耗的平均候车集结时间为 ri可用平均上座率来描述，T 可用列车服务频率来描述。门到站的时间消耗、购票等其他的额外消耗，暂不考虑。中转换乘时间消耗在平均分布情况下，当到达列车数为 nu，出发列车数为 nv 时，平均旅客中转时间为 td/2nv，它与到达的列车数量是无关的。,列车开行方案的整体优化,方案优化求解思路：假定列车开行方案Xi构造Xi下的列车运行网络Gi(Vi,Ei,Ci,Hi,Pi)在Gi上得到客流N=nij的最优分配方案 按上述求解思路，可将原模型描述为：Z=minf(Fi)|Gi(Xi)求解的主要工作：由Xi构造GiGi中最小费用流fi的计算,列车开行方案的整体优化,个体编码处理变量构造及个体编码含义 Xkxijk为0-1矩阵行客运专线上车站区 间车站的顺序结构；行数mi是固定的由线路结构确定；列列车在车站通过、停车、始发、终到或在区间运行的状态；列数mj由线路上所有区段中的最大列车数maxminnq,cq|q确定个体冗余性处理车站取值冗余车站取值约束|xi+1,j-xi-1,j|xijxi+1,j+xi-1,j(i=2n,nZ+,j=1,2.,mj)列排序冗余字典排序车站限制处理：车站不办理客运业务：取消该车站，将相邻区间合并车站不办理列车的始发和终到作业取值约束|xi+1,j-xi-1,j|xijxi+1,jxi-1,j(i=2n,nZ+),列车开行方案的整体优化,列车运行网络的构造 初始网络构造网络参数确定弧的费用弧的容量：满足一定上座率，阶跃式 cij0,cu节点外部流量Wi：Wi+表示节点的发送量Wi-表示节点的到达量中转弧的构造 中转方案的确定：列车在换乘节点前、后，具有不同的弧集；弧的容量为0 cij cu,列车开行方案的整体优化,网络的统一化处理重复弧的处理：合并 容量变为ncu或ncu 节点费用的处理始发集结消耗费用处理节点外部流量处理 Pk Gk单源单汇给定流量的有向图,列车开行方案的整体优化,适应值函数的求解适应值函数f就是求解G上给定流量W的最小费用流。网络的可行化处理不可行性产生的原因：列车在车站所提供服务能力小于该站始发客流量；列车在车站所提供服务能力小于该站终到客流量；列车在区间所提供服务能力小于该区段旅客输送量（客流密度）；列车在OD所表示两个车站提供服务能力的可达性关联。处理方法：增加虚拟扩容弧费用为McHmax阶跃容量限制的转化 根据对偶原理网络中弧的 容量和费用可以互相转化。转化为弧eij：容量限制cijcu；费用为凹函数：hij(f)=hij(f)+Mh(cu-fij)fij；为使得fij 0且fij cu的流值不发生在弧eij 上，要求Mh2NMc。,列车开行方案的整体优化,带有凹费用的网络求解凸费用的处理分段线性近似费用为凸时，总有h1h2 出现固定费用把eij的费用用一条直线近似，得到新的参数：有固定费用的最小费用流计算隐枚举法有负费用的最小费用流求解在有容量限制的网络中，负费用的存在不会给最小费用流带来更多的新问题，不需要进行特殊处理。,列车开行方案的整体优化,网络G容量供给特性的分析能力过剩方案能力过剩网络；能力紧缺方案能力紧缺网络；能力平衡方案供需平衡网络。在求解过程中必须保证个体不构成能力过剩网络，必须满足能力约束两个重要结论【推论1】把满足客流和技术条件的始发客流，以直达列车的形式先输送至目的地而形成的开行方案不一定是最优的。【推论2】在运能短缺的情况下，当给定一个列车开行方案后，对于有条件的客流采用直达列车输送总是最优的。,列车开行方案的整体优化,遗传策略的选择和确定遗传操作设计个体冗余性处理非能力过剩网络的约束处理协同对称群体交叉遗传操作不可行解的优化信息利用和处理其他辅助遗传操作：初始群体飘移、辅助终止条件判断算法步骤,列车开行方案的整体优化,列车运行图编制模型及算法,客运专线网描述用节点、单向弧及其关系描述,约束条件列车区间运行时间约束列车停站时分约束列车追踪间隔时间约束列车越行条件约束列车区间越行控制约束天窗时间约束列车到发时刻特殊要求约束车站到发线数量约束,模型构造目标函数列车总旅行时间最小动车组总消耗时间最小 把列车总旅行时间最小作为模型的优化目标。动车组总消耗时间最小等价于动车组总停留接续时间最小，它对应于动车组最优运用计划。在求得总旅行时间最小的列车运行图后，再求解此基础上的最优动车组运用计划。,列车开行方案的整体优化,算法分解算法解决客运专线网的分解把客运专线网分解为相对独立的子线路分步建模求解。分解关键在于线路交会点的选择。时空局域滚动算法解决简单线路上模型的求解在运行图时空局域内设置窗口，在窗口中进行运行线寻优，并通过滚动“窗口”动态地完成问题的求解，把原问题分解为规模较小的连续子问题进行处理，逐步得到原问题的解。,列车开行方案的整体优化,列车初始布点方法解决初始解的构造特点分析布点的对象不同列车种类少布点的范围不同布点车站不固定布点的时段性要求不同客运专线列车开行密度的时段性差异综合维修天窗的限制。需要满足的条件列车在始发站分阶段、分种类、分时段均衡发车满足列车运行间隔时间要求满足天窗时间要求算法思路按照所排定的始发站顺序依次为进行布点；对于初始车站，相当于在一日营运时间范围内按照不同时段列车密度均匀布点，其后车站上的布点可以看作在已定列车运行线条件下的均匀布点。,列车开行方案的整体优化,城际客专旅客列车开行方案的制定列车始发、终到站均相同，为城际客专的起讫点；城际客运专线上每个区间内列车的开行数量都是相同的；每列动车组类型相同，只有沿途停站方案不同；客流不产生换乘；在客流密度较小的区段，上座率会小于限定值。城际客专列车开行方案优化问题确定一个在给定客流OD情况下的最优列车停站组合方案。利用上述方法求解，可以得到该算法的整体复杂度为O(n4lnn)，(1,1)。,列车开行方案的整体优化,合并式列车开行方案设计,目前我国铁路高速开行方案的设计主要考虑OD流，一般只要两个车站之间的OD流满足开行一列的条件就开行一列，因而导致列车开行对数很多，运输组织较为复杂。合并式列车开行方案，就是在当前高速铁路列车开行方案的基础上，采取一定的设计原则与方法，把一些短运程列车合并为中、长运程列车以减少列车开行对数、运程差别，并能满足旅客出行需求的列车开行方案,影响因素对高速铁路运输质量的影响列车服务频率的变化高速列车到发时间带的变化高速列车旅行速度的变化对列车运行正点率的影响对动车组运用的影响对车站工作的影响对区间通过能力的影响结论采用合并式列车开行方案对高速铁路运输组织具有较为明显的优势，当然也有一些负面影响，但通过采取相应措施一定程度上可以控制这些负面影响。,合并式列车开行方案设计,客专及快速客运网旅客列车开行方案必须统一编制有利于充分发挥客运专线的整体效能，谋求利益的最大化有利于客专与既有线的合理分工有利于最大限度满足未来铁路客流发展需要有利于跨线客流的输送有利于铁路运输资源的优化配置，充分发挥客运专线的效能有利于我国东、中、西部地区经济协调发展及西部旅游资源的开发,亟待解决的问题,高速列车开行方案与动车检修基地配置的协调列车开行到发站的选择跨线列车运行范围夕发朝至列车的开行符合未来我国铁路客运市场的特点客运专线和快速客运网建成后，开行范围和数量会增加受合理到发时间范围的影响与综合维修天窗的协调采用“一线维修、一线运行”的组织方式等线或转线的方式,亟待解决的问题,跨线客流输送方式选择换乘方式直达运输组织跨线运输的技术条件(1)线路能力条件(2)跨线列车的运行范围(3)跨线列车的运行速度(4)跨线列车晚点的影响问题高速跨线列车合理的运行范围主要影响因素跨线客流的强度相关跨线段的技术条件相关跨线区段的通过能力技术设备条件合理运行范围在高速线上的运行距离一般应大于在其他线路上的运行距离在其他线路上最长的单程运行距离不得超过750km避免下线高速列车编挂非载客车辆(如餐车、宿营车等)与卧铺车既有线电气化,亟待解决的问题,直达列车与中转列车的协调配合列车的接续与换乘组织枢纽内大型客运站的客流换乘组织实现多样客流径路需求与服务频率的协调匹配,亟待解决的问题,