城市轨道交通列车编组方案
《城市轨道交通车辆总体及转向架》02城轨列车编组和典型城轨列车总体介绍
2.2 典型城轨列车总体简介
记忆2～4的数据！ 其余自学
18
问题？
三、导柱定位轴箱
20
在编组方式中，M表示动车，T表示拖车，c表示带有司机室，p 表示带有受电弓；“＋”代表全自动车钩，“－”代表半永久 牵引杆，“＝”代表半自动车钩。
上海地铁：6节编组其排列为:A—B—C—C—B—A，也可
以写为:Tc—Mp—M—M—Mp—Tc。8节编组其排列为：A—B—
C—B—C—B—C—A，或 A—B—C—B—C—C—B—A。
为了在车辆运用和检修等情况下管理和识别的方便。主要 包括车辆编号、设备编号和车辆方位标识等。
目前各城市运行的城轨车辆就标识规定上虽然不尽相 同，但其标识方法大体类似。
车辆标识定义采用DIN2500-德国工业标准 （1）车辆的车端定义
C-车
2位端
1位端
22,800 mm 全车长
B-车
A-车
2位端
1位端 2位端
A/C 单元 I
2位端
列车左侧
列车右侧
A/C单元II
1位端
C-车
A/C 单元 I
二、列车编组的发展趋势
采用全动车的好处理论上摘编方便、编组灵活；可以充分 利用黏着重量；充分发挥再生制动或电阻制动的作用，减 少基础制动带来的闸瓦粉尘污染；比较容易实现1.0m/s2 以上的加减速度，有利于缩短停站时间。
列车编组主要包括列车中动车与拖车的分布形式，以及车辆 之间的连接方式。
目前我们国家各个城市的地铁编组方法都不尽相同，但是具 体编组方法都采用动、拖车混编的方式。一般动、拖混编采用 “四动加两拖”或“三动加三拖”的连接方式。
比如北京地铁四号线的列车编组为＋Tc－Mp－M－T－Mp－Tc＋， 由三个单元车组成；杭州地铁一号线，深圳地铁三号线等列车 编组为＋Tc－Mp－M＝M－Mp－Tc＋，是由两个单元车组成，每 一单元车为二动一拖；北京地铁八通线原来的4辆编组为＋Mc －Tp＝T－Mc＋，共两个动力单元，每一单元车为一动一拖等。
城市轨道交通列车编组方案优化分析
道交 通线路上 各站 点客流分布 的不均 匀程度及其判别标准 ， 采用聚类分析 法分析客流分布 特征 ， 简化 客流分 布图 ， 优化交通 列车 编组 ， 以实现运营成本最小化。 关键 词 ： 城市轨道交通 ， 列车编组 ， 运能分析 ， 编组优化 中图分类 号 ： １ １ Ｕ ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
标准 ， 统称为样本间的相似系数。本文选用样本 间 的距 离来衡 量
对于城市轨 道交 通而言 ， 优化通列车编组 的主要 目的是在满 区间断面客流量是否相近。 假定一条轨道线路 中有 Ⅳ＋１ 个站点 ， 共有 Ⅳ个 区间断面 ， 则 足客运需求 、 便运 营 的基 础上 ， 理分 配运 能 ， 方 合 以节 省列 车设
图 ２ 聚类分析谱系图
５ 客流量计 算 ， ） Ⅳ个 区间断 面的 客流量 可聚 为一 类 ， 值为 其 这 Ⅳ＋１ 站点上、 个 下行全 日区间断面客流量 的算 术平均值 ， 据 根 计算结果就可做 出全 日断面客流聚类结果图 ， 图 ３ 见 。
２ 分析原 理
聚类分析法 首先需确定相似性度 量 ， 似性 度量一 般可分 为 相
Ｅ ：
＝ —
Ｎ ｍ Ｑ． ｘ
（） １
（） １
Ａ Ａｔ ＾２ Ａ Ａ ＾ Ａ ３ ４ ｊ ６
∑
其中 ， Ⅳ为轨道交通所设 区间数量 ； ～为单 向全 日最大 断面 Ｑ 客流量 （ 上行或 下行 ） Ｑ 为单 向全 日各断 面客 流量 （ ； 上行 或 下
行 ）ｉ ，， ， ，＝１２ … Ⅳ。
完成 了， 根据需要制定一个 值 Ａ（ Ａ ， ， ， Ａ ， Ａ …） 把距 离小 于 Ａ的 客流量和距离大于 Ａ的客 流量分别分 为不 同的类 ， 据此 就Biblioteka 做 出 唰 舯 蚓
城市轨道交通列车开行计划—列车开行方案
（2）影响列车停站方案的因素
影响列车 停站方案 的因素
站间OD客流特征 乘客服务水平 列车越行问题 运营经济性
运营组织复杂性等
4．列车开行方案选优
列车开行方案选优
首先是列车编组、列车交路与列车停站方案的 初步选优，然后是开行方案的综合选优。
评价指标：乘务服务水平、车辆运用、通过能 力适应性、运营组织复杂性、运输成本。
列车编组
（一）列车编组方案
大编组方案。大编组是指在运营时间内列 车编组辆数固定且相对较多，如地铁列车 采用6辆或8辆编组的情形。
1、列车 编组种类
小编组方案。小编组是指在运营时间内列 车编组辆数固定且相对较少，如地铁列车 采用3辆或4辆编组的情形。
大小编组方案。大小编组是指在运营时间 内列车编组辆数不固定。
A．站前折返方式 站前折返方式是指列车在中间站或终点站利用站前渡
线进行的折返作业（如图3-5所示）。
图3-5 站前折返
B．站后折返方式 站后折返方式是指列车在中间站、终点站利用站后渡
线进行折返作业（如图3-6所示）。
图3-6 站后折返
图3-6 站后折返
C．环形折返方式 环形折返方式是一种特殊的站后折返方式（如图3-7所
图3-3列车短交路
3、长短交路
长短交路是指列车在线路运行中结合了长、短交路两种情况的运行模 式（如图3-4所示）。长短交路的行车组织方式是一种比较经济合理的 运行方案，特别是在区段客流不均衡程度高，造成某一区段运能不能满 足运量的需要时，长短交路运营组织力式尤为适用；同样，当高峰期间 客流在空间分布上比较均匀，而低谷期间客流在空间上分布相差悬殊时， 也可以在低谷时间采用长短交路列车运行方案，组织开行部分在中间站 折返的短交路列车。但这种行车组织方式相对较为复杂，同时对客运组 织水平要求也较高。
城市轨道交通列车编组方案优化浅析
Ｄ （ Ⅳ 十 １ ）一 ａ ｐ Ｄ ＋ 口 ｑ Ｄ ＋
施， 以使 运 能在 整 条 线 路 上 得 到合 理 的分 配 。当 断 面客 流不 均衡 系 数 大 于 １ ． ５时 ， 则 需 要 采取 措
施增 大 客流量 较 大断 面 的运输 能力 ］ 。
Ｅ — ＮＱｍ ａ ｘ （ １ ）
Ｄ 一 ［ （ Ｑ 一 Ｑ， 。 ） ＋ （ Ｑ 。 一Ｑ ） ］ 专 （ ２ ） （ １ ）列 出各 断面客流 量 的相 似性 度量 矩 阵 ， 矩
况 通 常为 中 间大 、 两端小 ， 或一端大 、 一端 小 。城
市 轨道 交通 的列 车编 组通 常 以各设 计 年度 预测 的 区 间断 面全 日客流 分 布 状 况 为 主 要 依 据 ， 结 合 工
ａ ） 无突增 区段 线路 ｂ ） 有明显落 差线路
程 的可 实施 性 、 经 济性 ， 以及 对 相关 要 素 （ 列 车 运
城 市轨 道交 通列 车编 组 的设 置必须 适应 客 流 的 空 间分布 特征 。城 市轨 道交 通 的客 流与 城市其
他 公共 交通 的客 流具 有相 似性 ， 是 动态 变化 的 ， 其 客 流一 般来 说是 由中心 区的集 散 点逐渐 向外 围延
伸［ ３ ］ 。对 于 区问 断 面 全 日客 流 变 化 平 缓 ， 且 不存
１ Ｏ ６
党 武 娟 等 ：城 市 轨道 交通 列 车 编组 方 案 优 化 浅 析
２ ０ １ ３ 年 第 ２期
为相邻 ２ 行 或 ２列 。
城市轨道交通列车多编组方案优化研究
城市轨道交通列车多编组方案优化研究城市轨道交通列车多编组方案优化研究随着城市人口的不断增长和城市规模的扩大，城市轨道交通系统作为一种快速、高效和环保的交通方式，已经成为现代城市不可或缺的一部分。
城市轨道交通列车编组方案的优化研究变得尤为重要，它能够提高列车的运输能力和运行效率，满足日益增长的乘客需求。
一、多编组列车的优势多编组列车是指将多个车厢组成一列列车的编组方式。
相比较较少编组的列车，多编组列车具有以下几个优势：1.提高运输能力：多编组列车相对于较少编组的列车来说，能够搭载更多的乘客。
这对于城市轨道交通系统而言非常重要，特别是在高峰时段和拥挤的线路上，多编组列车能够缓解交通压力，提高运输效率。
2.减少列车数量：多编组列车的运输能力更强，相同的载客量可以通过减少列车的数量来实现。
这不仅可以减少运营成本，还可以降低对城市土地资源的利用，节约投资。
3.提高乘坐舒适度：多编组列车相对于较少编组的列车来说，车厢数量更多，乘客分布更加均匀。
这使得列车内部乘坐舒适度得到提升，减少拥挤感，为乘客提供更好的行乘体验。
二、多编组列车方案的优化1.编组长度的选择：多编组列车的编组长度需要根据实际情况进行优化选择。
在短线路或者站点较少的路段上，可以选择较短的编组长度，以提高列车的灵活性和运行效率。
而在长线路、站点多的路段上，可以选择较长的编组长度，以提高运输能力。
2.车厢布局的优化：多编组列车的车厢布局也需要进行优化。
一般来说，车厢内应配备舒适的座椅、空调设备、安全设施等。
此外，为了提高乘客的使用便利性，还可以配置多个车门和站点导向系统，提高上下车的效率。
3.调度方式的优化：多编组列车的调度方式也需要进行优化。
通过合理的车次间隔和运行速度安排，能够有效提高列车的运行效率。
此外，引入智能调度系统，实时监控列车的运行情况，调整列车运行策略，进一步提高运行效率。
三、多编组列车方案的案例分析以某城市轨道交通系统为例，根据实际情况，对多编组列车方案的优化进行了研究。
项目二-确定城市轨道交通列车运行计划r
A
2 314 1 887 2 575 1 556 3 100 4 191 3 560
B 2 341
524 1 376 1 253 2 337 3 109 2 918
C 2 033 575
199 322 662 816 1 569
D 2 518 1 540 187
158 691 956 1 728
E 1 626 1 320 281 153
始运年份 1863 1868 1892 1896 1900 1902 1927
运营时间 /h 20 24 24 19 20 21 19.5
城市 莫斯科 华盛顿
香港 北京 上海 广州
始运年份 1935 1976 1979 1969 1993 1997
运营时间 /h 19 18 19 18 18 17.5
早高峰小时各区间断面客流量
上行 18 099 27 190 28 357 27 508 25 737 21 957 14 215
区间 A—B B—C C—D D—E E—F F—G G—H
下行 19 183 28 386 29 543 28 926 27 214 22 402 13 165
三、全日行车计划
——线路断面满载率。
三、全日行车计划
（二）全日行车计划编制程序
（3）计算行车间隔时间。计算公式为
式中：
t间隔
=
3
600 ni
t间隔 ——行车间隔时间，单位为s；
ni ——小时开行列车数，单位为对。
（4）对各行车间隔进行微调。
（5）最终确定全日行车计划。
三、全日行车计划
（三）全日行车计划编制实例
162 448 967
单位：人
关于城市轨道交通列车编组的分析与研究
依据， 综合考虑 运能 、 服务水平 、 经济性 、 扩 编可行性等 因素 ， 比较初期 、 近期 、 远期 的典 型列车编组方案 ， 最后 对列车编组方案进行论述并提 出建议 ， 给相 关工程提供借鉴 。
关键词 ： 城 市轨 道交 通 ； 客流 预测 ； 列车 编 组 ； 扩 编可 行性
中图 分 类 号 ： Ｕ ２ ９ ２ － ３ １ 文献标识码 ： Ａ
ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｒ ａ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ；ｐａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｇ ｅ ｒ ｌ ｆ ｏ ｗ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ；ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｅ ｎ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｉｇ ｆ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｎｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｏ ｄ ｅ ｃ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ａ ｌ ｅ ｏ ｆ ａ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｒ ａ ｉ ｌ
．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — １ １ ８ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ７ —ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ
第３ ７卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ３月 ２ ０日
电力机 车与城轨 车辆
城市轨道交通列车编组方案优化分析
城市轨道交通列车编组方案优化分析党武娟;李杰;罗小强【摘要】以城市轨道交通各区间断面设计年度预测的全日客流量为基础,根据轨道交通客流分布在各断面不均衡的特点,分析轨道交通线路上各站点客流分布的不均匀程度及其判别标准,采用聚类分析法分析客流分布特征,简化客流分布图,优化交通列车编组,以实现运营成本最小化。
%Based on the annual predicted full-day passenger flows at the section design of all segments of the urban rail communications,the paper analyzes the unevenness and judgment standards for the passenger flow distribution at all stations on the rail communication lines according to the features of the imbalance of the passenger flow distribution at rail communication at all sections,analyzes the features of the passenger flow distribution by adopting the clustering analysis to simplify the graph of passenger flows and optimize the train formation planning,so as to minimize the operation cost.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)029【总页数】3页(P176-178)【关键词】城市轨道交通;列车编组;运能分析;编组优化【作者】党武娟;李杰;罗小强【作者单位】陕西交通技术咨询有限公司,陕西西安710036;陕西交通技术咨询有限公司,陕西西安710036;长安大学公路学院,陕西西安710064【正文语种】中文【中图分类】U1210 引言对于城市轨道交通而言，优化通列车编组的主要目的是在满足客运需求、方便运营的基础上，合理分配运能，以节省列车设备。
城市轨道交通虚拟编组列车大小交路开行方案优化
现有大小交路开行方案存在的问题
客流预测不准确
目前，城市轨道交通的客流预测还存在一定的误差，这可能导致大小 交路开行方案的制定不够精确，无法满足实际运输需求。
编组和路径组合不够灵活
在一些城市轨道交通中，编组和路径组合的方式还不够灵活，无法根 据实际客流变化进行及时调整。
设备设施不够完善
在一些城市轨道交通中，设备设施还不够完善，无法满足大小交路开 行方案的实施需求。
效率。
优化资源配置
虚拟编组列车可以根据不同线路的 客流特点，灵活调整列车编组和交 路，优化资源配置，提高城市轨道 交通系统的运营效益。
提高运营服务质量
虚拟编组列车可以实现统一管理和 调度，提高城市轨道交通系统的运 营服务质量，提高乘客的出行体验 。
03
大小交路开行方案现状分析
大小交路开行方案定义及特点
案。
THANKS
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大小交路开行方案定义
大小交路开行方案是指城市轨道交通列车在运营过程中，根据客流分布和运输需求，采取不同编组和不同路径的 组合方式。
大小交路开行方案特点
大小交路开行方案可以灵活应对不同时段和区域的客流变化，提高运输效率和服务质量。同时，大小交路开行方 案也可以降低运营成本，提高城市轨道交通的可持续发展能力。
02
城市轨道交通虚拟编组列车概 述
虚拟编组列车定义及特点
定义
虚拟编组列车是一种在城市轨道交通系统中，通过先进的信号和通信技术，将 多辆列车组合成一个虚拟列车组，实现统一管理和调度的列车组织方式。
特点
虚拟编组列车具有灵活性、高效性、安全性等优点，可以根据客流需求和运营 计划，动态调整列车编组和交路，提高城市轨道交通系统的运输效率和运营服 务质量。
城市轨道交通多编组列车开行方案优化研究
城市轨道交通多编组列车开行方案优化研究戎亚萍;张星臣;柏赟;许得杰【摘要】In order to meet the fluctuation of passenger flow, a multi-objective optimization modal for train plan of urban rail transit based on hybrid train formation is established, which is aimed to minimize the passengers’waiting time and operator’s cost. The constraints are transport supply, policy headway and fleet size. And a two-phase mathematical programming algorithm is also proposed. At last, the validation of the proposed model and the algorithm has been tested with an urban rail transit line in China. The results show that compared with the traditional train plan of single train formation, the train plan based on hybrid train formation can reduce the waiting time of passengers and the cost of operation by 17%and 27%, but increase the total train-hours by 20%. When the threshold ratio of peak demand to off-peak demand is more than 1.48, the train plan of hybrid train formation is preferable.%针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡下的列车开行方案优化问题，以乘客等待时间和企业成本最小为优化目标，以运输供给、列车最小发车间隔、最大服务间隔，以及列车数为约束条件，构建基于多编组模式下的多目标列车开行方案优化模型，并设计两阶段求解算法.案例分析表明：与传统单一编组列车开行方案相比，基于多编组的轨道交通列车开行方案使乘客等待时间和车公里数分别减少17%和27%，列车运行小时增加20%；当客流不均衡系数大于1.48时，宜采用多编组运输组织方式.【期刊名称】《交通运输系统工程与信息》【年(卷),期】2016(016)005【总页数】6页(P117-122)【关键词】城市交通;列车开行方案;多目标优化模型;多编组;两阶段求解算法【作者】戎亚萍;张星臣;柏赟;许得杰【作者单位】北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京100044;北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京100044;北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京100044;北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京100044【正文语种】中文【中图分类】U268.6随着线网规模的扩大，城市轨道交通全日客流时间分布呈现明显的不均衡性，尤其是市域快速轨道交通线路，其客流具有显著的潮汐特征.为了解决单一编组模式下非高峰期运能浪费，服务水平低的问题，已有部分学者在多编组研究方面取得了一定成果.所谓多编组是指针对城市轨道交通线路客流在不同时段或不同区段的差异，由车辆基地事先设计并发出的具有不同编组长度的列车，其在运行过程中不进行拆解或重联的运营组织技术［1］.Niu等［2］以城际铁路为研究对象，构建了以乘客等待成本和在车成本最小为目标的城际铁路开行方案优化模型，研究结果表明高峰期开行大编组列车，平峰期开行小编组列车能够减小乘客成本；杨信丰等［3］研究了多车型快速公交的车型调度问题，算例分析表明通过合理的发车频率和车型组合可以得到多种满足需求的调度方案；Sun等［4］以单一公交线路为研究对象，构建了基于两种车型混合使用的时刻表优化模型，算例表明采用不同容量的车辆混跑，对于节省乘客出行时间和企业费用是有效的；Hassold等［5］以减少乘客等待时间和提高列车满载率为目标，构建了考虑多种公交车容量的等间隔发车时刻表优化模型，结果表明该方案在提高满载率的同时乘客等待时间可以节省43%. Ceder等［6］以节省公交车能耗为出发点，采用大小两种容量的公交车构造非均衡发车时刻表优化模型，结果表明该运营模式可以提高19%的满载率，从而达到节约能耗的目的.Lee等［7］在公交网络车辆共享的基础上，认为同一线路不同时段采用不同容量的公交车，可以节省系统费用.尽管上述文献均考虑了多种车容量下的列车运营组织模式，但是城市轨道交通系统与城际铁路、公交系统有着明显的不同.城际铁路和公交系统的车辆可以在不同线路间共用，而轨道交通系统采用各线路独立运行的模式，不同线路间一般不能共享车辆.所以，考虑到企业运营成本，采用多编组模式下的运用车辆数不能超过单一编组模式.因此，本文增加了车体保有量的约束条件，以乘客等待时间和企业运营成本最小为优化目标，以各时段编组方案和发车频率为决策变量，构建了基于多编组的列车开行方案多目标优化模型，并设计了两阶段求解算法.最后，以某轨道交通线路为例进行了实例研究.针对1条具有N个车站，线路长度为L的城市轨道交通直线型线路，所有列车从始发站1开始，沿下行方向环形逆转到上行方向，依次标记为车站2，3，…，N，N+1，…，2N-1，直至终点站2N，如图1所示.本文用 i、j标记车站，用Di，j （t）表示t时段内从i站前往 j站的乘客数；由于列车到折返站后所有的乘客都将下车，故当i∈｛1，2，…，N｝，j∈｛N+1，N+2，…，2N｝，或i∈｛N+1，N+2，…，2N｝，j∈｛1，2，…，N｝时，客流需求Di，j（t）=0.在城市轨道交通全日运营时段［Ts，Te］内，客流随时间波动形成以一定时间段为周期的客流时段.与客流波动相对应，本文将全日运营时段划分为若干个列车开行时段，且每个开行时段具有相对独立的列车开行频率和编组方案.令列车开行时段集合T=｛Tk|k=1，2，…，K ｝，其中K为时间分段总数，|Tk|为时段长度.多编组列车开行方案由具有不同编组长度的列车构成，客流的不均衡性使得不同时段开行不同编组的列车.为减小运营组织难度，一般选取大、小两种编组的列车分别用于不同的客流时段.在多编组运输组织模式中，定义多编组方案的列车集合B=｛Bm|m=1，2｝，其中B1表示小编组列车对应的编组辆数；B2表示大编组列车对应的编组辆数；M为列车最大编组辆数；开行对数集合F=｛fm（k）|k=1，2，…，K ｝，其中 fm（k）为开行时段k内第m种编组方案的列车开行对数.依照以上定义，基于多编组的城市轨道交通列车开行方案可表示为Ω=｛B，T ，F｝.多编组城市轨道交通列车开行方案的优化过程需要兼顾运营企业和乘客两方面的利益.一方面，运营单位希望在满足客流需求的前提下，开行大间隔、小编组列车以尽可能地降低成本；另一方面，乘客则希望开行小间隔、大编组列车以减少等待时间和提高舒适度，双方利益相互矛盾.因此本文以乘客出行成本和企业运行成本最小为优化目标，以各时段编组方案和发车频率为决策变量，构建多编组列车开行方案优化模型.2.1 模型假设针对多编组列车开行方案优化问题，本文做出如下假设：（1）采用单一交路站站停的运营组织模式，同一时段的发车间隔保持不变；（2）以每1h作为一个列车开行时段，全天分为18个列车开行时段；（3）乘客均匀到达车站，服从先到先服务的原则，不存在留乘；（4）不考虑列车重联成本和耗时，且不同编组列车的旅行速度相同.2.2 模型建立（1）乘客出行成本.乘客出行成本由乘客在车时间成本和等待时间成本两部分构成，考虑到不同编组列车的旅行速度相同，乘客在车时间相同，因此乘客出行成本可由乘客等待时间表示.相关研究表明，城市轨道交通列车发车间隔较小且均匀发车时，乘客平均等待时间为发车间隔的一半［8］，所以，乘客总等待时间为各车站乘客等待时间之和. （2）企业运营成本.企业运营成本主要包括列车运行成本（能耗费用、检修费用等）和人力成本（司乘人员工资）.由于开行单趟列车的运行成本和单位车小时人员工资是固定的，所以本文采用车辆走行公里和列车运行时间表示企业运营成本.2.3 约束条件根据基本运输组织条件及要求，基于多编组的列车开行方案需要满足：式中：为第k个开行时段内的最大断面流量；V为每节车辆的定员；hmin，hmax分别表示最小、最大发车间隔；Nm表示第m种单元列车的可用列车数；N0表示采用单一编组模式下的运用车辆数.式（4）和式（5）表示列车编组数约束；式（6）和式（7）表示发车间隔与发车频率约束；式（8）表示运输供给约束，对客流高峰区段进行满载率限制；式（9）和式（10）表示车体保有量约束，多编组运营模式下各编组的运用列车数不能超过各自的车体保有量，且运用车辆数之和不能超过单一编组.基于多编组的城市轨道交通列车开行方案优化模型涉及多个参数和目标函数，同时列车编组与开行频率均为离散变量，且相互影响.因此，该模型是一个不连续、非凸的多目标整数规划问题，直接求解难度较大.为此，本文提出一种两阶段求解算法：第1阶段从乘客等待时间和企业运营成本综合优化角度出发，在满载率和发车频率的约束下，求解单一编组模式下的全日行车计划，从而得到单一编组模式下的运用车辆数.然后，将单一编组模式下的车体保有量作为输入条件，求解多编组运营模式下不同编组列车的车体保有量.第2阶段采用模糊折中法和线性加权法将多目标优化转化为单目标优化问题，并运用遗传算法求解该模型，染色体采用特殊的二进制编码方法，从而确定各时段列车编组方案和开行频率.3.1 车体保有量确定方法车体保有量是指在满足给定的发车间隔和编组条件下所需要运用的车底数量.对于多编组列车开行方案，一般选取大、小两种编组的列车分别用于不同的客流时段，此时，，.首先，根据高峰时段客流确定大编组列车运用数，从乘客等待时间最小化的角度构建列车开行方案评价指标，如式（11）所示.即在满足高峰断面客流需求的基础上，仅需高峰小时的大编组列车开行对数最小或小编组列车开行对数最大.然后，综合目标函数式（1）和式（2）和约束条件式（4）～式（6）确定单一编组模式下的车体保有量，以单一编组模式下的车体保有量和多编组模式下的大编组运用车数作为输入条件，可以求得小编组列车车体保有量的最大值.具体算法如下：①针对客流高峰时段，初始化大编组列车的发车频率 f1（k*）=1.②根据式（8）计算小编组列车的发车频率，则.③判断是否成立，若成立，；否则，f1（k*）=f1（k*）+1，转②.④计算大小编组列车的车体保有量，，N2=（N0-N1·B1）/B2，结束.3.2 列车开行方案确定方法采用遗传算法求解模型，染色体采用二进制编码方式，染色体长度为列车开行时段数量K，基因编码对应各时段各编组类型的发车频率.由于模型中3个目标函数的量纲不同，在设计适应度函数时首先将它们转化为同一量纲，本文采用极差化方法［9］进行无量纲化处理，如式（12）所示.然后根据适应度函数筛选出较优的开行方案，并通过交叉、变异等操作产生新的解集，直至达到最大迭代次数，筛选出最优解.式中：分别为各目标当前函数值、最小函数值及最大函数值；wobj为权重，且，本文取3个目标函数的权重相等.4.1 基础数据本文以某城市地铁线路的开行方案优化为例进行说明.线路长度为18.03km，共有16个车站，采取单一交路站站停的运营组织模式.单元列车为3节编组，车辆定员V=310人/辆，组合编组列车为6节编组，由2列单元列车组成；列车最大满载率αmax=1.2，车底周转时间T周=73min；全天各时段最大和最小发车间隔为别为10 min和3 min；运营时段参数Ts=6 h，Te=24 h，K=18 h，||Tk=1 h，即每1 h作为一个列车开行时段.本案例线路高峰时段与平峰时段的客运量均值之比为2.85，表明全日客流分布具有明显的不均衡性，全日客流时段分布如图2所示.4.2 求解结果按照高峰断面客流法确定单一编组条件下列车编组长度为6，应用本文设计的算法可求得单一编组和多编组条件下，全天各时段列车编组方案和发车频率，具体结果如表1和表2所示.结果表明，相对于单一编组方案，多编组条件下的发车频率更优，全天乘客总等待时间可减少17%，客流平峰时段（11：00-14：00和21：00-23：00）发车间隔最大可缩短22%.进一步分析企业运营成本可知，基于多编组的列车开行方案使车公里数减少27%，但列车运行时间增加了20%.可见企业采用多编组的运营模式时可以减少乘客等待时间和列车运行成本，但这是以增加司机成本为代价的.4.3 灵敏度分析客流时间分布不均衡性是列车开行方案的重要影响因素，因此，本文根据高峰小时最大断面客流与各时段最大断面客流之间的关系，将各时段最大断面客流按其差值等差波动设置，观察客流不均衡系数不同的情景下，列车开行方案的差异性.由图3可知，当客流不均衡系数趋于1时，客流在各个时间段分布较均匀.客流不均衡系数不同的条件下，多编组与单一编组列车开行方案的乘客等待时间、车辆走行公里数及列车运行时间如图4所示.由图4可以得到以下结论：（1）随着客流时间分布越均匀，两种编组方案的乘客等待时间均呈下降趋势，列车运行时间均呈上升趋势.当客流不均衡系数达到1.48时（情景7），两种编组方案的乘客等待时间和列车运行时间相同，且仅出现一种列车编组形式.这说明，随着高峰期客流减少，平峰期客流增加，单一编组模式下的列车编组数降低，发车频率提高；多编组模式下，大编组列车数减少，小编组列车数增多，将会有更多的时段采用“小编组高密度”的运营模式.当高峰客流减少到一定程度时，小编组列车即可满足需求.（2）随着客流时间分布越均匀，单一编组方案的车公里数呈波动式下降，多编组方案的车公里数呈上升趋势，且二者的差距逐渐减小.当客流不均衡系数达到1.48时，两种编组方案的车公里数相等.这说明客流时间分布不均衡性越高，基于多编组的运营模式优势越明显.综上可知，多编组是在全日客流分时需求差异较大的前提下所采用的相对较优的运输组织模式.本文以城市轨道交通多编组列车开行方案优化问题为研究对象，在考虑运用车辆数限制的基础上，以综合优化乘客等待时间和企业运营成本为目标，构建了多目标优化模型，并讨论了不同客流时间分布对结果的影响.结合案例研究，得到以下结论：（1）以某城市轨道交通线路为例，应用本文的模型和算法进行测算.结果表明，相对于单一编组方案，多编组方案使乘客的等待时间和车公里数分别减少17%和27%，列车运行小时增加20%.这说明，当企业采用多编组的运营模式时可以减少乘客等待时间和列车运行成本，但这是以增加司机成本为代价的.（2）随着客流时间分布越均匀，多编组方案的优势逐渐减弱，当线路单向高峰小时客流不均衡系数达到1.48时，仅出现一种编组形式.这说明多编组是在全日客流需求差异较大的前提下所采用的相对较优的运输组织模式.【相关文献】［1］毛保华，刘明君，黄荣，等.轨道交通网络化运营组织理论与关键技术［M］.北京：科学出版社，2011.［MAO B H，LIU M J，HUANG R，et al.Operational theories and key technologies of rail transit networks［M］.Beijing：Science Press，2011.］［2］ NIU H M，ZHANG M H.An optimization to schedule train operationswith phase-regularframework for intercity rail lines［J］.Discrete Dynamics in Nature and Society，2012（549374）.［3］杨信丰，刘兰芬，李引珍，等.多目标快速公交多车型优化调度研究［J］.交通运输系统工程与信息，2016，16（3）：107-112.［YANG X F，LIU L F，LI Y Z，et al. A multi-objective bus rapid transit dispatching optimization considering multiple types of buses［J］. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology，2016，16（3）：107-112.］［4］ SUN D J，XU Y，PENG Z R.Timetable optimization for single bus line based on hybrid vehicle size model［J］. JournalofTraffic and Transportation Engineering（English Edition），2015，2（3）：179-186.［5］ HASSOLD S，CEDER A.Multiobjective approach to creating bus timetables with multiple vehicle types［J］. Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，2012（2276）：56-62.［6］ CEDER A，HASSOLD S，DUNLOP C，et al.Improving urban public transport service using new timetabling strategies with different vehicle sizes［J］.International Journal of Urban Sciences，2013，17（2）：239-58.［7］ LEE K K，KUO S H F，SCHONFELD P M.Optimal mixed bus fleet for urban operations［J］.Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，1995（1503）：39-48.［8］邓连波，曾强，高伟，等.基于弹性需求的城市轨道交通列车开行方案研究［J］.铁道学报，2012，34（12）：16-25.［DENG L B，ZENG Q，GAO W，et al.Research on train plan ofurban rail transit with elastic demand［J］. Journal of the China Railway Society，2012，34（12）：16-25.］［9］张玉召，严余松.快捷货物列车开行方案多目标优化模型及算法［J］.交通运输系统工程与信息，2014，14（3）：111-116.［ZHANG Y Z，YAN Y S.A multiobjective model and algorithm of operation plan for expressfreighttrains［J］.JournalofTransportation Systems Engineering and Information Technology，2014，14（3）：111-116.］。
城市轨道交通列车交路编组一体化编制方法
城市轨道交通列车交路编组一体化编制方法顾海艇【摘要】本文对影响列车交路方案和编组方案编制的各要素进行定量分析,从乘客和运营方两个角度建立列车交路编组一体化编组模型,并设计了相应的遗传求解算法.将求解得到的方案与单一交路、单一编组方案进行比较,结果显示,利用本文方案通过灵活编组、开行小交路等方式,可以减少13.6％的候车时间、2.65％的运营成本、12.88％的运用车数量.通过灵敏度分析,证明了该方案的可行性.%In this paper,quantitative analysis of all the factors affecting train routing scheme and train formation plan was made,and the integrated planning model was established from two perspectives of passengers and operators,and related solving algorithm was put forward based on genetic algorithm.When compared with the scheme of single route and single formation,the results showed that using the optimization scheme presented in this paper by flexible formation and short routing operation could reduce 13.6％ waiting time,2.65％ operating cost and 12.88％ the number of serviceable car,and its feasibility was proved by sensitivity analysis.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】10页(P85-94)【关键词】城市轨道交通;列车交路方案;列车编组方案;交路编组一体化;遗传算法;灵敏度分析【作者】顾海艇【作者单位】中铁第六勘察设计院集团有限公司,天津300300【正文语种】中文【中图分类】U121;U292.4大力发展城市轨道交通是解决大城市交通拥堵问题的根本性途径和实现城市可持续发展的重要举措，截至2015年年底，我国内地已有25个城市先后开通105条城市轨道交通线路，总运营里程达3 195.4 km，在建线路总规模4 448 km，全年运送旅客140亿人次，占城市客运系统的10.7%。
城市轨道交通列车编组方案研究
ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏｎ ｐ ｒ ｏ ｇｒ ａｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｙ ｐ ｅ － Ａ ｔ ｒ ａｉ ｎ ｓ ， ｔ ｈｅ ｎ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎ ｃ ｅ ｏｎ ｅ ａ ｃ ｈ ａ ｓ ｐ ｅｃ ｔ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｍａｉ ｎｌ ｙ
义 Ｉ 辆 的 投 资 ， 而 且 影 响 土 建 工 程 规 模、 运 输 组 ２
通 风 系 统 、屏 蔽 门系 统 、 信 号 系 统 状 况 ，以及 投入
不同列车编组方案的行车组织
深 圳地 铁 ５ 号线客运量预测如表 １ 所示。
ｃ ｏ ｓｔ ａｎａｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｉ ｎ ｆ ｌ ｕｅｎ ｃ ｅ ａｎ ａｌ ｙ ｓｉ ｓ ｆ ｏｒ ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏｒ ｍ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅｎ ｄｏｏｒ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ａｎｄ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎｃ ｅ ａｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｆ ｏｒ
文章 编号 ：１ ０ ０ ３ —１ ４ ２ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ １ ０ ４ — ０ ５
中图分类 号 ：Ｕ２ ３ ９ ． ５ ；Ｕ ２ ３ １ ． ９ ２
文献 标识 码 ：Ｂ
城 市轨道 交通列车编组方案研究
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｔ ｒ ａ ｉ ｎ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ Ｒ ａ ｉ ｌ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ
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城市轨道交通列车编组方案
城市轨道交通列车编组方案一、列车编组方案的种类1、大编组方案（长编组）。
大编组方案是指在运营时间内列车编组辆数固定且相对较多，如地铁列车采用6辆或8辆编组的方案。
2、小编组方案（短编组）。
小编组方案是指在运营时间内列车编组辆数固定且相对较少，如地铁列车采用3辆或4辆编组的方案。
3、大小编组方案（混合编组）。
大小编组方案是指在运营时间内列车编组辆数不固定。
大小编组方案有两种，一种是在客流非高峰时段编组辆数相对较少，在客流高峰时段编组辆数相对较多，如在客流非高峰和高峰时段，地铁列车分别采用3/6辆编组、4/6辆编组或4/8辆编组的方案；另一种是在全日运营时间内采用大小编组，如地铁列车采用3/6辆编组或4/6辆编组的方案。
当采用大小编组方案时，与4/6辆编组方案相比，3/6辆编组方案具有乘客服务水平较高、可根据客流量灵活编组以及车辆维修周期一致等优点。
应该指出，离开一定的客流条件来讨论列车编组方案的比选是无意义的。
例如，当线路的分时客流比较均衡时，大小编组方案将失去比选的必要性：当客流已经接近远期设计客流量时，小编组方案将失去实施的可能性。
因此，只有在客流尚未达到远期设计客流量，并且分时客流不均衡程度较大的情况下，才有必要对列车编组方案进行比选。
二、影响列车编组方案的因素为满足一定的客流需求，轨道交通必须提供一定的列车运能。
小时列车运能既与小时内开行的列车数有关，也与列车编组辆数和车辆定员有关。
假设小时列车运能应达到18 000人/小时，当车辆选型一定时，列车编组与列车间隔成正比关系；当列车间隔一定时，列车编组与车辆定员成反比关系。
由此可见，影响列车编组方案比选的主要因素是客流、车辆选型和列车间隔。
此外，在进行列车编组方案比选时，通常还应考虑乘客服务水平、车辆运用经济性和运营组织的复杂性等影响因素。
1、客流客流因素主要是指高峰小时最大断面客流量与分时客流不均衡程度。
高峰小时最大断面客流量越大，需要的小时列车运能也越大。
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城市轨道交通列车编组方案
一、列车编组方案的种类
1、大编组方案（长编组）。
大编组方案是指在运营时间内列车编组辆数固定且相对较多，如地铁列车采用6辆或8辆编组的方案。
2、小编组方案（短编组）。
小编组方案是指在运营时间内列车编组辆数固定且相对较少，如地铁列车采用3辆或4辆编组的方案。
3、大小编组方案（混合编组）。
大小编组方案是指在运营时间内列车编组辆数不固定。
大小编组方案有两种，一种是在客流非高峰时段编组辆数相对较少，在客流高峰时段编组辆数相对较多，如在客流非高峰和高峰时段，地铁列车分别采用3/6辆编组、4/6辆编组或4/8辆编组的方案；另一种是在全日运营时间内采用大小编组，如地铁列车采用3/6辆编组或4/6辆编组的方案。
当采用大小编组方案时，与4/6辆编组方案相比，3/6辆编组方案具有乘客服务水平较高、可根据客流量灵活编组以及车辆维修周期一致等优点。
应该指出，离开一定的客流条件来讨论列车编组方案的比选是无意义的。
例如，当线路的分时客流比较均衡时，大小编组方案将失去比选的必要性：当客流已经接近远期设计客流量时，小编组方案将失去实施的可能性。
因此，只有在客流尚未达到远期设计客流量，并且分时客流不均衡程度较大的情况下，才有必要对列车编组方案进行比选。
二、影响列车编组方案的因素
为满足一定的客流需求，轨道交通必须提供一定的列车运能。
小时列车运能既与小时内开行的列车数有关，也与列车编组辆数和车辆定员有关。
假设小时列车运能应达到18 000人/小时，当车辆选型一定时，列车编组与列车间隔成正比关系；当列车间隔一定时，列车编组与车辆定员成反比关系。
由此可见，影响列车编组方案比选的主要因素是客流、车辆选型和列车间隔。
此外，在进行列车编组方案比选时，通常还应考虑乘客服务水平、车辆运用经济性和运营组织的复杂性等影响因素。
1、客流
客流因素主要是指高峰小时最大断面客流量与分时客流不均衡程度。
高峰小时最大断面客流量越大，需要的小时列车运能也越大。
在车辆选型和列车间隔一定的情况下，列车编组辆数与高峰小时最大断面客流量成正比关系，即客流较大时列车编组也较大。
从提供必要的小时列车运能出发，在高峰小时最大断面客流量较大且列车间隔已无法进一步压缩的情况下，列车编组只能选择大编组方案；在高峰小时最大断面客流量不大，但分时客流不均衡程度较大的情况下，选择小编组方案或大小编组方案有助于提高运营经济性和乘客服务水平。
2、车辆选型
车辆选型的依据是高峰小时最大断面客流量，在高峰小时最大断面客流量不小于3万人的情况下应采用A型车和B型车，车辆定员分别为310人和230人左右。
在列车间隔一定的情况下，小时列车运能取决于列车定员，而列车定员又是车辆定员与列车编组辆数的乘积；如果车辆定员较大，则列车编组可相应较小。
3、列车间隔
从提供必要的小时列车运能出发，在车辆定员一定的情况下，为适应小编组方案，列车间隔应相应压缩，但列车间隔的压缩又受到线路通过能力和列车折返能力的制约，因此，采用小编组方案是有条件的。
当用小编组方案替代大编组方案时，应验算列车间隔与通过能力是否相适应。
当客流量已经接近远期设计客流量时，由于通过能力的利用接近饱和，无法进一步压缩列车间隔，因而小编组方案就失去了实施的可能性。
4、乘客服务水平
在进行列车编组方案比选时，应考虑不同编组方案的乘客服务水平，在客流量不大、列车密度较低的情况下，与大编组方案相比，采用小编组方案时的乘客候车时间较短。
因此，小编组方案有助于提高乘客服务水平。
另外，在采用大小编组方案时，应在站台上设置乘客候车位置导向标志。
5、车辆运用经济性
采用小编组方案，对提高列车满载率及降低牵引能耗具有积极意义，但随着列车中动车比例的增加，车辆的平均价格也呈上升趋势。
此外，随着小编组列车开行数的增加，乘务员的配备数也相应增加。
6、运营组织的复杂性
在进行列车编组方案比选时还应考虑运营组织的复杂性。
与采用固定编组方案相比，在选用大小编组方案时，列车的编组与解体、高峰与非高峰时段的过渡及列车间隔的调整等均增加了运营组织的复杂程度。