前言

隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)及人口的急劇膨脹，城市交通擁堵問(wèn)題日益嚴(yán)重。城市軌道交通以其大運(yùn)量、高效率、低能耗、高環(huán)保的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為各大城市解決城市交通擁堵問(wèn)題的首選方案。近年來(lái)，在各地政府的大力支持下，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)已取得顯著成果，但服務(wù)水平仍需進(jìn)一步提升。

為提升城市軌道交通服務(wù)水平，本書(shū)總結(jié)了影響城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案編制的各項(xiàng)因素，給出了城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的編制框架；并分別以城市軌道交通單條運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路及整個(gè)路網(wǎng)為研究對(duì)象，以行車(chē)條件、運(yùn)力資源配置、城市的發(fā)展等為約束條件，提出了考慮乘客出行效率的城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化方法；最后，圍繞城市軌道交通客貨協(xié)同方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化進(jìn)行了研究展望。本書(shū)的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下。

（1）結(jié)合既有研究成果，從城市的發(fā)展、乘客出行需求、行車(chē)條件和運(yùn)力資源配置四個(gè)方面出發(fā)，系統(tǒng)性分析了影響城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案編制的各項(xiàng)因素，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建出了城市軌道交通列車(chē)開(kāi)行方案的編制框架。

（2）以單條城市軌道交通線(xiàn)路為研究對(duì)象，在分析城市軌道交通客流時(shí)變特性的基礎(chǔ)上，以始發(fā)站列車(chē)發(fā)車(chē)時(shí)刻為變量，以站臺(tái)容量、列車(chē)容量、發(fā)車(chē)間隔、首末班車(chē)發(fā)車(chē)時(shí)刻、備用車(chē)底數(shù)等為約束條件，以乘客與運(yùn)營(yíng)企業(yè)綜合費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建了城市軌道交通列車(chē)時(shí)刻表優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于仿真的兩階段遺傳算法。在仿真過(guò)程中，將站臺(tái)容量及列車(chē)容量設(shè)定為強(qiáng)約束條件，并假定所有乘客遵循先到先服務(wù)的原則進(jìn)站及乘車(chē)，其具體出行過(guò)程可以描述為到站排隊(duì)進(jìn)站到達(dá)車(chē)站站臺(tái)排隊(duì)候車(chē)上車(chē)下車(chē)出站。算例結(jié)果顯示，當(dāng)優(yōu)化時(shí)間間隔=5s、10s和30s時(shí)，優(yōu)化模型得到的系統(tǒng)綜合費(fèi)用相較于均衡開(kāi)行方案分別降低了10��03%、9��60%和8��04%。

（3）以高峰期單條城市軌道交通線(xiàn)路為研究對(duì)象，給出了高峰期乘客出行總費(fèi)用的計(jì)算方法，并在分析列車(chē)開(kāi)行方案對(duì)乘客出發(fā)時(shí)間選擇行為影響的基礎(chǔ)上，以列車(chē)在始發(fā)站的發(fā)車(chē)時(shí)間為決策變量，提出了城市軌道交通列車(chē)時(shí)刻表雙層規(guī)劃模型及求解算法。算例結(jié)果表明，該優(yōu)化模型能夠較好描述乘客出發(fā)時(shí)間選擇行為與列車(chē)開(kāi)行方案之間的關(guān)系，并能夠有效平衡乘客及運(yùn)營(yíng)單位之間的利益。

（4）以非連通型城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，根據(jù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)周期性運(yùn)行的特點(diǎn)，給出了一個(gè)計(jì)算周期內(nèi)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用及乘客出行費(fèi)用的計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上，以各運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路發(fā)車(chē)間隔及發(fā)車(chē)時(shí)間相位差為決策變量，以乘客及運(yùn)營(yíng)企業(yè)綜合費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，以列車(chē)發(fā)車(chē)間隔、列車(chē)容量、站臺(tái)容量、運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼等為約束，建立了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化列車(chē)開(kāi)行方案優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點(diǎn)，提出了一種基于模擬仿真的遺傳算法，對(duì)模型進(jìn)行求解。算例結(jié)果顯示，與既有優(yōu)化模型相比，本書(shū)提出的優(yōu)化模型具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，且各項(xiàng)服務(wù)指標(biāo)（如站臺(tái)最高容客率、列車(chē)最大載客率等）均在安全范圍之內(nèi)。

（5）針對(duì)客貨混運(yùn)的城市軌道交通系統(tǒng)，圍繞客貨協(xié)同方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化需解決的問(wèn)題，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行了系統(tǒng)綜述與展望，旨在為后續(xù)研究提供思路借鑒。

本書(shū)適合物流管理、供應(yīng)鏈管理、交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與工程等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的高年級(jí)本科生、研究生，以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程師和教師閱讀參考。

本書(shū)為北京工商大學(xué)商科數(shù)字化轉(zhuǎn)型成果，本書(shū)的寫(xiě)作和出版得到了北京市教育委員會(huì)科研計(jì)劃項(xiàng)目（SM202410011001）、北京工商大學(xué)本科生教學(xué)業(yè)務(wù)費(fèi)（60600101002）的資助和支持，特此表示感謝！本書(shū)在寫(xiě)作過(guò)程中，廣泛參考了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的研究成果，在此向他們表示感謝！

最后，鑒于作者在科研領(lǐng)域探索尚淺，書(shū)中難免存在論述不夠嚴(yán)謹(jǐn)之處和值得進(jìn)一步探討的觀(guān)點(diǎn)，懇請(qǐng)讀者不吝賜教、批評(píng)指正。

朱宇婷

2025年1月