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工 程 硕 士 学 位 论 文



网络化运营下城轨列车车底运用优化研究
Research on Optimization of Rolling Stock for Urban Rail Transit
under Network Operation












作 者 姓 名： 林鑫
工 程 领 域： 交通运输工程
研 究 方 向： 城市轨道交通
学 号： 0614016
校 内 导 师： 吴芳
企 业 导 师： 马燕
完 成 日 期：


兰 州 交 通 大 学
Lanzhou Jiaotong University
兰州交通大学工程硕士学位论文
摘 要
在我国，城市轨道交通正逐渐成为人们最常用的公交出行方式之一，面对不断增大
的客流量，运营单位需要不断提高服务质量，并在此基础上控制运营成本，获取最大运
营效益。编制良好的车底运用计划是提高运营效益的关键环节，同时，城市轨道交通线
路正逐渐网络化，为提高车底资源利用率，车底运用计划的网络化编制需求也随之产生。
本文在全面掌握城市轨道交通车底运用优化含义的基础上，比较分析单线车底运用
和网络化车底运用的优缺点，阐述了网络化的车底运用有利于提高车底利用率，同时介
绍了城轨车底的检修修程，强调检修条件给车底运用数量带来的影响。
车底运用计划编制良好与否的标准在于对列车运输任务的合理分配，最终体现为城
轨车底运用效率，文章分别从列车交路计划、车底运用模式、列车运行图、列车折返方
式、车辆段布局及检修能力和车底运用计划编制方法六个方面，给出了对车底运用优化
的影响方式，为后来模型的建立提供参数基础。
在建立模型的过程中，分析车底运用问题的特点，将多旅行商问题模型运用于网络
化的车底运用问题中，并定义了网络节点图中各节点和接续边在城轨车底运用中的含义。
将提高车底运用效率的目标转化为列车车底接续时间最短和等待维修时间最短，并以此
构成多目标函数，在约束条件上，充分考虑车底接续条件和车底检修修程，最后建立城
轨列车车底运用优化模型。
针对多旅行商问题基本模型，分析比较了相应求解算法的优劣性，采用蚁群算法对
模型进行求解，并针对模型设计相应的算法流程。在获取初始解的过程中，通过提前判
断车底是否符合车底接续条件来实现。在算例中，编制了简单网络形式下的列车车底运
用计划，对比车底的独立运用模式，从接续总时间和车底运用数量的降低上证明了网络
化运营有利于提高车底运用效率，并验证了模型算法的合理性。

关键词：城市轨道交通；车底运用计划；多旅行商问题；蚁群算法

论文类型：应用研究

- I -
网络化运营下城轨列车车底运用优化研究
Abstract
In China, urban rail transit is becoming the most commonly used way of public
transportation, in the face of increasing traffic, operating department needs to continuously
improve the quality of service, and on this basis to control operating costs, access to maximum
operational efficiency.