地鐵車輛段工程車調(diào)動(dòng)電客車程序優(yōu)化

甘寧

摘 要：本文針對(duì)城市地鐵服務(wù)中出現(xiàn)的、在大城市普遍存在的動(dòng)態(tài)客流需求，研究了城市地鐵車輛段工程車調(diào)動(dòng)電客車程序優(yōu)化問題。在分析旅客總出行時(shí)間構(gòu)成的基礎(chǔ)上，提出了以旅客總出行時(shí)間最小化為目標(biāo)的模型。提出了一種S型函數(shù)來表示城市單線地鐵每對(duì)始發(fā)和目的地的累積需求函數(shù)。對(duì)常規(guī)時(shí)間表、優(yōu)化平均等待時(shí)間的時(shí)間表和優(yōu)化總旅客行程時(shí)間表進(jìn)行了廣泛的計(jì)算比較。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛段；工程車調(diào)度；程序優(yōu)化

1.地鐵車輛段工程車調(diào)動(dòng)

城市地鐵系統(tǒng)規(guī)劃是復(fù)雜公共交通系統(tǒng)規(guī)劃的一個(gè)子方面，通常被分解為幾個(gè)階段，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、線路設(shè)計(jì)、時(shí)間表、車輛和人員配備。這些問題傳統(tǒng)上是從操作者的角度來優(yōu)化的。本文提出了一種考慮運(yùn)營(yíng)者限制并使乘客總出行時(shí)間最小化的方法，該方法以車站乘客平均等待時(shí)間（AWT）和列車平均乘坐時(shí)間（ART）之和來衡量。本研究旨在解決城市單線地鐵時(shí)刻表問題，包括確定每個(gè)車站的發(fā)車時(shí)間。此外，還討論了城市單線地鐵地鐵車輛段工程車調(diào)動(dòng)電客車之間在規(guī)劃范圍內(nèi)的最佳速度，該速度由動(dòng)態(tài)乘客始發(fā)-目的地需求確定。

2.工程車調(diào)動(dòng)電客車運(yùn)行原理

工程車調(diào)動(dòng)電客車運(yùn)行程序可分為周期性和非周期性兩種形式。定期程序的優(yōu)點(diǎn)是乘客容易記住，并能處理大規(guī)模鐵路網(wǎng)。另一種選擇是建立一個(gè)非周期性的時(shí)間表，當(dāng)需求不能隨著時(shí)間的推移而被假定為恒定時(shí)，這種選擇是合適的。對(duì)于非周期時(shí)間表問題，已經(jīng)提出了各種整數(shù)線性規(guī)劃模型。模型提出了在一個(gè)方向上分配不同速度和停車方式的列車的算法和策略；進(jìn)一步擴(kuò)展到包括一般和復(fù)雜的鐵路網(wǎng)，包括線路和站臺(tái)的選擇。

一種基于圖論的模型用于使用有向多圖來建模問題，其中節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于特定站點(diǎn)的出發(fā)/到達(dá)以及給定的時(shí)刻。]通過考慮等待時(shí)間和延誤，改善了鐵路網(wǎng)一小部分的客運(yùn)服務(wù)。首先，根據(jù)到達(dá)列車的延誤分布和各種等待時(shí)間的權(quán)重計(jì)算理想的緩沖時(shí)間，以保障到達(dá)列車晚點(diǎn)時(shí)的銜接；其次，使用標(biāo)準(zhǔn)線性規(guī)劃來構(gòu)建一個(gè)改進(jìn)的時(shí)間表，盡可能安排好連接和理想的緩沖時(shí)間。通過優(yōu)化具有各種含義的目標(biāo)函數(shù)。所提到的大多數(shù)論文優(yōu)化了與服務(wù)運(yùn)營(yíng)商相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)。從基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)者的角度來看，一個(gè)共同目標(biāo)是盡量減少偏離運(yùn)營(yíng)者提出的時(shí)間表計(jì)劃的情況，這種情況經(jīng)常在周期性的情況下使用。

3.工程車調(diào)動(dòng)電客車程序優(yōu)化

3.1計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度

計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度/自動(dòng)車輛定位（CAD / AVL）系統(tǒng)在固定路線和需求響應(yīng)服務(wù)中的實(shí)踐狀況。這項(xiàng)程序?qū)⒑诵腁VL系統(tǒng)歸類為調(diào)度人員用于運(yùn)營(yíng)管理的中央軟件。其核心用途如下：調(diào)度員可以接收車隊(duì)車輛位置的實(shí)時(shí)更新。調(diào)度員可以通過稱為移動(dòng)數(shù)據(jù)終端的車載計(jì)算機(jī)使用文本與操作員通信。

調(diào)度人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)總線位置監(jiān)控日程遵守情況。調(diào)度人員可以管理語音通信，這意味著呼叫可以排隊(duì)并按優(yōu)先級(jí)排序以作出響應(yīng)，并由AVL系統(tǒng)存儲(chǔ)以供以后更新。該系統(tǒng)還提供了固定路線系統(tǒng)的公共汽車AVL系統(tǒng)的預(yù)期益處。調(diào)度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)包括：提高了態(tài)勢(shì)感知和調(diào)度人員的額外語音通信管理能力。向調(diào)度人員、操作人員和主管傳達(dá)進(jìn)度遵守反饋，以幫助最大限度地提高準(zhǔn)時(shí)性能和可靠性。幫助調(diào)度員和主管積極處理運(yùn)營(yíng)問題，包括對(duì)服務(wù)中斷做出更及時(shí)有效的反應(yīng)。通過短信提高調(diào)度效率，可以在向運(yùn)營(yíng)商分發(fā)信息時(shí)提供更清晰的信息。通過隱蔽警報(bào)監(jiān)控提高安全性，操作員可使用該監(jiān)控快速通知調(diào)度車載緊急情況，調(diào)度知道車輛的準(zhǔn)確位置。利用車輛跟蹤技術(shù)檢查公交調(diào)度的定時(shí)換乘。沒有智能交通系統(tǒng)（ITS）的調(diào)度員必須通過傳統(tǒng)語音技術(shù)監(jiān)控?fù)Q乘中心的車輛到達(dá)情況。自動(dòng)車輛定位系統(tǒng)（AVL）、移動(dòng)數(shù)據(jù)終端和公交運(yùn)營(yíng)軟件可以使調(diào)度員能夠更好地監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)定時(shí)換乘。它考慮了兩個(gè)層次：：（1）集中跟蹤系統(tǒng)；（2）旅客信息連接系統(tǒng)，以及集中跟蹤和測(cè)試了幾個(gè)與坐公交車有關(guān)的策略。

3.2無線電控制

無線電控制室是一個(gè)平臺(tái)，包括無線電、數(shù)據(jù)和具有相關(guān)映射的自動(dòng)車輛定位（AVL）系統(tǒng)?？刂剖铱刂婆_(tái)由五個(gè)監(jiān)視器組成，如下圖1所示。還有覆蓋PSTA財(cái)產(chǎn)的安全攝像機(jī)，但無線電控制器說，這些攝像機(jī)沒有控制臺(tái)中其余五個(gè)監(jiān)視器密切監(jiān)視。左邊的第一個(gè)監(jiān)視器是一個(gè)Google地圖屏幕，通過AVL系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)總線移動(dòng)。右邊的第二個(gè)監(jiān)視器顯示映射屏幕的文本版本，包括車輛號(hào)碼、車輛運(yùn)營(yíng)商、路線號(hào)碼、速度以及當(dāng)前和下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。右邊的第三個(gè)監(jiān)視器是Hastus總線分配表，它是基于批次上總線的堆疊。右邊的第四個(gè)屏幕顯示無線電控制器在與操作員通話時(shí)可以拉起的槳和車頭時(shí)距表。第五個(gè)也是最后一個(gè)監(jiān)視器顯示無線電通信，包括發(fā)起呼叫和緊急警報(bào)的操作員。與VOTRAN類似，PSTA具有“請(qǐng)求通話”功能，但不運(yùn)行。

4.結(jié)語

本文提出地鐵車輛段工程車電動(dòng)電客車程序優(yōu)化措施。大量的案例計(jì)算實(shí)驗(yàn)表明，與常規(guī)程序相比，優(yōu)化后的程序工作效率提高了70 %左右。因此，運(yùn)營(yíng)商可以采用這一方案來提高城市地鐵系統(tǒng)的性能。

參考文獻(xiàn)

[1]廣州地鐵集團(tuán)有限公司.廣州地鐵工程車司機(jī)手冊(cè) [S].廣州地鐵集團(tuán)有限公司，2015.

[2]廣州市地下鐵道總公司.魚珠車廠運(yùn)作手冊(cè) [S].廣州地鐵集團(tuán)有限公司，2012.

（作者單位：南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司）