疫情影响下地铁列车开行方案研究

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随着新冠肺炎疫情在全世界范围的扩散,人们不得不面对疫情时常出现的状况,但同时,无论社会还是个人,都必须尽快投入复工复产的节奏中,逐渐恢复正常的社会运转和个人生活。城市内部的运转是城市发展的核心,对于人口与经济均达到一定水平的现代化城市来说,地铁的运营安排是城市发展水平的重要体现,地铁列车开行方案就是其中的重要一环。疫情影响下的地铁列车开行方案研究尚属一个较新的研究领域,本文的研究基于新冠肺炎疫情的不同发展阶段展开,结合疫情防控要求,提出地铁列车开行方案和运营预案,研究结果也适用于发生其他重大公共卫生事件的背景下,希望给地铁一线运营提供一定的参考。对乘客出行需求、客流时空分布特征以及地铁列车开行方案中涉及的影响因素和组成部分进行分析,在此基础上对疫情影响下地铁列车开行方案相关问题展开研究,分析疫情对乘客、地铁运营的影响,提出防疫有效值(EVP)以反映防疫有效程度。对疫情进行等级划分,并设计疫情影响下的特殊列车交路方案。对疫情影响下列车开行方案的模型结构和算法选择进行研究分析,同时总结提出疫情影响下包含列车开行方案的地铁运营应急控制方案,并对疫情影响下地铁列车开行方案的启用条件展开研究,在疫情防控期间为地铁应急运营提供借鉴。以乘客的乘客等待时间、防疫有效值和运营总成本的综合广义费用最小为目标构建疫情影响下地铁列车开行方案模型,考虑列车运行条件和运力资源,设置模型约束条件。将子目标统一为广义费用后统一进行计算,对各个子目标进行权重分配。同时根据所构建模型的特点,在分析总结现有启发式求解算法的基础上,对模型进行基于改进遗传算法的求解算法设计,并通过粒子群算法进行验证,使用Matlab软件实现。选取北京地铁5号线作为案例,对线路基本情况与客流特征进行分析,运用前文所构建的模型与算法对低风险等级常态化疫情防控阶段的列车开行方案进行求解和分析,得到了开行大小交路和使用6节编组的方案。通过粒子群算法的对比,指标整体变化率在3%以内,验证了构建模型和改进遗传算法的可靠性。完成常态化防疫要求下工作日的全日列车运行图绘制。通过参数调整并以昌平区和朝阳区为例,得到北京地铁5号线基于不同风险等级的列车开行方案和运营应急控制方案。最后,确定疫情影响下北京地铁5号线运营应急控制方案的启用条件。图41幅,表19个,参考文献67篇。
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