地鐵車輛段工程車調(diào)動電客車程序優(yōu)化

甘寧

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

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

城市地鐵系統(tǒng)規(guī)劃是復雜公共交通系統(tǒng)規(guī)劃的一個子方面，通常被分解為幾個階段，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、線路設(shè)計、時間表、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營者限制并使乘客總出行時間最小化的方法，該方法以車站乘客平均等待時間（AWT）和列車平均乘坐時間（ART）之和來衡量。本研究旨在解決城市單線地鐵時刻表問題，包括確定每個車站的發(fā)車時間。此外，還討論了城市單線地鐵地鐵車輛段工程車調(diào)動電客車之間在規(guī)劃范圍內(nèi)的最佳速度，該速度由動態(tài)乘客始發(fā)-目的地需求確定。

2.工程車調(diào)動電客車運行原理

工程車調(diào)動電客車運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非周期性的時間表，當需求不能隨著時間的推移而被假定為恒定時，這種選擇是合適的。對于非周期時間表問題，已經(jīng)提出了各種整數(shù)線性規(guī)劃模型。模型提出了在一個方向上分配不同速度和停車方式的列車的算法和策略；進一步擴展到包括一般和復雜的鐵路網(wǎng)，包括線路和站臺的選擇。

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)點對應(yīng)于特定站點的出發(fā)/到達以及給定的時刻。]通過考慮等待時間和延誤，改善了鐵路網(wǎng)一小部分的客運服務(wù)。首先，根據(jù)到達列車的延誤分布和各種等待時間的權(quán)重計算理想的緩沖時間，以保障到達列車晚點時的銜接；其次，使用標準線性規(guī)劃來構(gòu)建一個改進的時間表，盡可能安排好連接和理想的緩沖時間。通過優(yōu)化具有各種含義的目標函數(shù)。所提到的大多數(shù)論文優(yōu)化了與服務(wù)運營商相關(guān)的目標函數(shù)。從基礎(chǔ)設(shè)施運營者的角度來看，一個共同目標是盡量減少偏離運營者提出的時間表計劃的情況，這種情況經(jīng)常在周期性的情況下使用。

3.工程車調(diào)動電客車程序優(yōu)化

3.1計算機輔助調(diào)度

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

調(diào)度人員可以根據(jù)實時總線位置監(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并按優(yōu)先級排序以作出響應(yīng)，并由AVL系統(tǒng)存儲以供以后更新。該系統(tǒng)還提供了固定路線系統(tǒng)的公共汽車AVL系統(tǒng)的預期益處。調(diào)度的獨特優(yōu)勢包括：提高了態(tài)勢感知和調(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進度遵守反饋，以幫助最大限度地提高準時性能和可靠性。幫助調(diào)度員和主管積極處理運營問題，包括對服務(wù)中斷做出更及時有效的反應(yīng)。通過短信提高調(diào)度效率，可以在向運營商分發(fā)信息時提供更清晰的信息。通過隱蔽警報監(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)度知道車輛的準確位置。利用車輛跟蹤技術(shù)檢查公交調(diào)度的定時換乘。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)控換乘中心的車輛到達情況。自動車輛定位系統(tǒng)（AVL）、移動數(shù)據(jù)終端和公交運營軟件可以使調(diào)度員能夠更好地監(jiān)控和實現(xiàn)定時換乘。它考慮了兩個層次：：（1）集中跟蹤系統(tǒng)；（2）旅客信息連接系統(tǒng)，以及集中跟蹤和測試了幾個與坐公交車有關(guān)的策略。

3.2無線電控制

無線電控制室是一個平臺，包括無線電、數(shù)據(jù)和具有相關(guān)映射的自動車輛定位（AVL）系統(tǒng)。控制室控制臺由五個監(jiān)視器組成，如下圖1所示。還有覆蓋PSTA財產(chǎn)的安全攝像機，但無線電控制器說，這些攝像機沒有控制臺中其余五個監(jiān)視器密切監(jiān)視。左邊的第一個監(jiān)視器是一個Google地圖屏幕，通過AVL系統(tǒng)提供實時總線移動。右邊的第二個監(jiān)視器顯示映射屏幕的文本版本，包括車輛號碼、車輛運營商、路線號碼、速度以及當前和下一個時間點。右邊的第三個監(jiān)視器是Hastus總線分配表，它是基于批次上總線的堆疊。右邊的第四個屏幕顯示無線電控制器在與操作員通話時可以拉起的槳和車頭時距表。第五個也是最后一個監(jiān)視器顯示無線電通信，包括發(fā)起呼叫和緊急警報的操作員。與VOTRAN類似，PSTA具有“請求通話”功能，但不運行。

4.結(jié)語

本文提出地鐵車輛段工程車電動電客車程序優(yōu)化措施。大量的案例計算實驗表明，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，運營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

[1]廣州地鐵集團有限公司.廣州地鐵工程車司機手冊 [S].廣州地鐵集團有限公司，2015.

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

（作者單位：南京地鐵運營有限責任公司）