【正文】 表 各變量的含義及與車站對應關系 車站名及其編號 Xi 列車 A、 B 與車站 i 的對應關系：XAi、 XBi 唐家院子（ 25） X25=0 XA25=0。計算時以變量（ X25，X26） =（ 0,1）來表示 XA25=0， XA26=1； XB25=1， XB26=0。為計算簡便，在試算時以一對的 01 表示 相鄰 A、 B 列車在相對應的 B、 A 車站不停車 ， 即是 不必交換為 10 再次計算。則可得每停一次站損失的時間為 : =+= （ ） 在前文已提到， 對于在鄭家院子之前上車的客流，假定全部在該車站上車， 則這部分乘客即 為在 AB 類車站上車。開行相鄰的2020屆交通運輸 專業(yè) （城市軌道交通） 畢業(yè)設計 25 A 類列車或 B 類列車間隔 hA,B可大約表示為 h 的 2 倍減去一次停站損失的時間，將其設定為 hA,B=9min；在跨站方案中， hAB應該比 h小，故將其設定為 hAB=5min。 定量計算 根據軌道公司相關信息反饋， 3 號線線路運營所采用的車輛制式為跨座式單軌車輛， 6 輛編組。 該區(qū)段剩余的華新街和嘉州路兩個車站之間有 間隔兩站，且客流量較為平均，可將其分別設定為 AB 類車站。 九公里麒龍八公里二塘六公里五公里四公里南坪工貿銅元局兩路口牛角沱華新街觀音橋紅旗河溝嘉州路鄭家院子獅子坪重慶北站龍頭寺金渝金童路鴛鴦園博園翠云長福路回興雙龍碧津唐家院子童家院子江北機場A B類 車站 圖 初步確定的 AB 類車站 （ 1） 九公里至四公里 區(qū)段， 客流量均不是很大，而剛好 在九公里至四公里區(qū)段中間 5 個車站中二塘站客流稍大，在該區(qū)段的跨站方案可以為交替開行 A、 B 類列車 ，而為了避免連續(xù)的 A、 B 類車站出現(xiàn)，則將二塘站設為 AB 類車站，麒龍和六公里 為 B 類車站， 八公里和五公里 為 A 類車站 。 綜上所述，可初步確定出跨站方案中必須停靠的車站。 根據調查 3 號線晚高峰客流量情況可以看出， 除去上面的換乘站，在南坪和觀音橋兩個車站，客流量很大。 這 4 個換乘站分別是 ： 兩路口站 —— 換乘 1 號線、牛角沱站 —— 換乘 2 號線、紅旗河溝站 —— 換乘 6 號線、重慶北站 —— 與火車站銜接，均為 AB 類車站。 其次，考慮 具有特殊功能 的車站。 已知 3 號線晚高峰的列車運行交路為魚洞 —— 鄭家院子、九公里 —— 鄭家院子、四公里 —— 江北機場，忽略九公里至魚洞區(qū)段的跨站設計，則九公里之后區(qū)段的列車開行 方式 為九公里 —— 鄭家院子和四公里 —— 江北機場的列車交替發(fā)車，那么在這 4 個始發(fā)站所有列車均停站。而跨站方案的研究只針對九公里至江北機場區(qū)段進行設計 ，即車站 8~39。 圖 3號線沿線車站名稱及路線 以上行方向 （魚洞至江北機場 方向為上行）的跨站方案的設計為先 。 對于該類 01 整數規(guī)劃模型的算法求解，方法有很多，如禁忌搜索法、遺傳算法、蟻群算法等等，本文在對重慶 3 號線進行跨站設計時，由于考察到 3 號線客流分布及列車開行方案的特殊性，本文擬采用定性分析確定初步的 AB 類車站，然后對剩余不確定的車站采用枚舉法來求解該模型。 王曉玲：重慶輕軌 3號線跨站停車運行方案設計 22 同時，考慮到在跨站停車模式下不存在 A、 B 車都不?？康能囌?，而且兩類車的首發(fā)站均有 A、 B 類車停靠，因此還需滿足以下條件： () () 式（ ）表示在車站 i 有車?？俊? 2020屆交通運輸 專業(yè) （城市軌道交通） 畢業(yè)設計 21 XAi：列車 A 與車站 i 的對應關系， XAi= （ ） XBi：列車 B 與車站 i 的對應關系， XBi= （ ） 則車站間的客流量可相應表示為： （ ） 式（ ）表示 AB 類車站間的客流量， 表示 A 類車和 B 類車在車站 i和車站 j 的停站方案組合，當式中 4 個變量均為 1 時，其乘積為 1，則此時 A、 B 均在i 和 j 停車，也就是說此時車站 i 和車站 j 均為 AB 類車站， 與 pij 的乘積即為 AB 類車站 i 和 j 之間的上下車乘客 OD 流量。設車站 i 到車站 j 的客流量為 pij。 而 、 與各個車站間的乘客 OD 客流量有關。 上述公式可由文獻 [25]得到，文中還指出可用于保持高發(fā)車頻率和高線路能力的運營線路，運營者在考慮提高運營速度采用靠站停車方案時，可通過運行相同數量的車輛而減少 AB 站的發(fā)車間隔，也可以通過維持相同的發(fā)車間隔和減少服務中車輛的數量來實現(xiàn)。 在文獻 [25]中分析指出，乘客出行時間受列車發(fā)車間隔與客流影響。乘客出行總體時間變化量可表示為： （ ） 王曉玲：重慶輕軌 3號線跨站停車運行方案設計 20 式中： —— 跨站停車模式下乘客總體出行時間的變化量， min； —— 跨站停車模式下乘客在車內的時間變化量， min； —— 在跨站停車模式下乘客在車站的等待時間變化量， min。 （ 1）模型假設 ① 只研究列車在線路上運行的情況，列車折返時間在跨站停車方案下不變； ② 兩類列車的理想旅行速度不存在差異，不同列車的旅行時間差異主要存在于跨站時節(jié)省的停站時間； ③ 將列 車分為 A、 B 兩類，兩類車的數量相同，且 A、 B 兩類列車交替開行，不會出現(xiàn)連著兩列 A 類列車或 B 類列車； ④ 將車站分為 A、 B、 AB 三類，為保證服務水平，連著的 AB 車站對不超過兩對； ⑤ 乘客會盡量選擇出行時間較短的列車，能乘坐跨站列車直達的不選擇站站停列車，但只有在兩站之間沒有直達列車時，乘客才會選擇換乘列車； ⑥ 乘客僅在 到達目的站之前的車站進行換乘，不會在去往目的地之后的車站再反向坐 回目的站。在此說明一點， 因為本次跨站方案設計定量計算的部分只是從鄭家院子到江北機場，為全面表示在這個區(qū)段的客流上下車情況， 對于在 魚洞至 鄭家院子 區(qū)段上車而在鄭家院子 之后 下車（或在江北機場至鄭家院子區(qū)段上車，在該區(qū)段之外下車） 的客流，暫時算在 在鄭家院子車站的上下客流之內，這部分客流不會影響對于該區(qū)段的停站方案的制定，而 九公里到鄭家院子區(qū)段的停站方案將通過理論分析得到。晚高峰客流 OD 表如表 所示。在后面的跨站停車方案設計中，主要通過理論分析和定量計算兩部分內容求得，故該處只提供 針對需要進行定量計算 區(qū)段（鄭家院子 —— 江北機場區(qū)段）的客流數據。 （ 3）晚高峰客流 OD 表。 對于九公里至江北機場區(qū)段，根據開行列車對數的不同，分為 8~13 和 25~39 開行列車對數為 11 對，而 14~24 區(qū)段開行列車對數為 22 對，在最終計算時，可將這兩部分分開來進行考慮。現(xiàn)對 3 號線晚高峰的列車的發(fā)車間隔及停站時間的調查數據整理如表 。 （ 2）乘客出行時間。列車的停站方案不同會影響列車在區(qū)間的運行時間，在目前站站停車的模式下，對 3 號線晚高峰運營情況進行調查，通過整理分析得出晚高峰時期各區(qū)間區(qū)間運行時間，并標明各站間距如表 所示 。 綜上所述， 3 號線晚高峰時期滿足開行跨站停車方案的條件。 跨站停車方案的設計，不單能使城市軌道交通水平的提高，而且對于整個城市交通系統(tǒng)來說，也會促進經濟的發(fā)展，因而，對 3 號線 晚高峰時期 的停站方案進行優(yōu)化設計是很有必要的。 從目前重慶 3 號線 目前的運營情況來看，在平峰時期，列車的發(fā)車間隔較大，且客流量較小，目前開行的站站停車方案能夠滿足運營需求，因此，重點研究高峰時期的跨站停車方案，對本文而言，由于文中相關數據調查收集較為困難，僅對晚高峰時2020屆交通運輸 專業(yè) （城市軌道交通） 畢業(yè)設計 15 期的跨站方案進行設計，以此來說明在高峰時期開行跨站停車方案確實能夠有效解決擁堵問題。 必要性和可行性研究 必要性研究 合理的停站方案不僅能夠提高運行速度，提供更好的服務，而且還可以降低企業(yè)的運營成本。 表 3 號線列車運行時間間隔 工作日運行區(qū)段 時段 工作日發(fā)車間隔 魚洞 ~九公里 7:30~9:30 16:30~19:30 11min20s 九公里 ~四公里 鄭家院子 ~江北機場 5min40s 四公里 ~鄭家院子 2min50s 魚洞 ~九公里 9:30~16:30 14min 九公里 ~四公里 龍頭寺 ~江北機場 7min 四公里 ~龍頭寺 3min30s 現(xiàn)狀晚高峰運行圖 列車運行圖能夠清晰的反映在某時段內列車開行對數、發(fā)車間隔、以及在線路上的運行狀態(tài)。即： 第一列車從魚洞到龍頭寺，龍頭寺為終點站； 第二列車從四公里到江北機場，江北機場為終點站； 第三列車從九公里到龍頭寺，龍頭寺為終點站； 第四列車從四公里到江北機場，江北機場為終點站； 以此類推。 （ 2）其余時段 列車交路如圖 （工作日平峰期，周六、周日全天）。 圖 工作日早晚高峰列車交路 該交路方案的三個區(qū)段分別是：魚洞 ~鄭家院子、 九公里 ~鄭家院子、四公里 ~江北機場，三個區(qū)間的列車交替開行。 圖 全天各時段客流比例 列車開行現(xiàn)狀 由于 3 號線線路較長，一個單程運行需要 90 分鐘左右，所以 3 號線的列車開行 2020屆交通運輸 專業(yè) （城市軌道交通） 畢業(yè)設計 13 方案并非是在起點站均為魚洞或江北機場，而是根據 3 號線區(qū)間客流的分布特點，確保較高的服務水平，并在滿足運力的條件下，盡量縮短發(fā)車間隔，將軌道交通 3 號線劃分為三個區(qū)間運行，且工作日早晚高峰于其余時段執(zhí)行不同的運行區(qū)間。主要表現(xiàn)為早晚高峰客流居多，而其他時段較少，影響這部分客流的原因主要是因為上班族對出行時間需求的固定性較高。同時，中間區(qū)段的列車發(fā)車間隔跟開行列車對數跟兩端的也有所不同，這一點在后面會有所介紹。 對于客流的空間分布特點，通過對 3 號線沿線居民區(qū)分布、商業(yè)圈分布以及居民出行需求的分析，可以得到 3 號線全線各站的客流量大致情況如圖 所示。從整條線路的情況來看，客流的分界點在南坪和重慶北站，在這兩點之外的區(qū)段客流相對較少且比較均衡，而在該區(qū)段之內，客流以兩路口、牛角沱、觀音橋站最高，其他站點相對較高且均衡。 3 號線輕軌線路較長，導致在時間和空間上的客流分布不均，客流主要呈現(xiàn)如下特點：早晚高峰客流上下行客流相差懸殊，從整條線路來看，中間區(qū)段客流量大于兩端客流量。并且，通過對 3 號線晚高峰列車開行情況及客流情況的調查，繪制 3 號線現(xiàn)狀運行圖，并且在此基礎上對跨站停車方案進行設計。該線路于 2020 年 12 月 30 日開始運營以來，由最初開通的 10 個車站增加到至今全線 39個車站，吸引了大量的客流，有效緩解了沿線交通的壓力，改善了公共交通環(huán)境，提高了客乘車的舒適度，促進了城市經濟的發(fā)展。這樣開行跨站停車方案才有意義，如果不能實現(xiàn)旅客出行時間的節(jié)省以及企業(yè)運營成本的降低，站站停車方案會是更好的選擇。也就是說，一般的雙線開行的軌道交通車站都可以采用跨站停車方案，但由于交替開行列車，因此需要為乘客提供準確的停站信息。 （ 3）線路能力：跨站是唯一能提高兩條股道線路的運行速度，還保持高發(fā)車頻率和高線路 能 力的運營類型 [25]。 （ 2）發(fā)車間隔：在跨站停車方案中，因為被跳過車站列車不停車，從該站發(fā)出的相鄰兩列車的發(fā)車間隔增加，因此，開行跨站停車時，列車的發(fā)車間隔要盡可能的小。 那么，在實際運營過程中，采用跨站停車方案需要具備哪些條件呢？ （ 1）客流條件：跨站停車方案適合于軌道交通沿線線路較長，部分車站客流量較大，其他車站客流比較均衡的情況，而且對于旅客的平均出行距離較遠的情形，該方案能較好地起到集散客流的情況 [27]。但是，跨站停站方案存在的不足之處是，增加了 AB 站的換乘時間。比如一個乘客要從 A 站到 B站，那么他就得先到下一個 AB 站，然后等待 B 類列車到達所需的 B 車站，此時在換 王曉玲：重慶輕軌 3號線跨站停車運行方案設計 10 乘站增加的等待時間即為在 AB 站列車 A、列車 B 之間的發(fā)車間隔 hAB。 AB 類車站是所有列車均可?？?，在其前有跨站運行時，發(fā)車間隔可縮?。欢?A、 B 站，只有相對應的列車才可?？?，這樣就