畢業(yè)設(shè)計(jì)緒論范本

1、緒論選題背景隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快、人民生活水平的不斷提高，運(yùn)輸需求顯得越來越旺盛，既有的運(yùn)輸能力已表現(xiàn)出明顯的不足，特別是鐵路運(yùn)輸已經(jīng)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸” 。為滿足國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的要求，我國制定了中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃 ，加快我國鐵路網(wǎng)建設(shè)，到 2020 年我國鐵路線路營業(yè)里程將達(dá)到12 萬公里，復(fù)線率和電氣化率均達(dá)到50%。形成以新建1.2萬公里“四縱四橫”客運(yùn)專線為骨架，既有提速線路為補(bǔ)充的3 萬公里快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。屆時，我國高速鐵路的線路里程將比目前世界高速鐵路總里程的2 倍還要多?？梢哉f我國在高速鐵路建設(shè)方面，將要用15年的時間走完世界所有發(fā)

2、達(dá)國家近半個世紀(jì)走完的道路。這3 萬公里快速客運(yùn)網(wǎng)的建設(shè)，將使我國旅客運(yùn)輸邁上一個新臺階。選題的目的與意義我國學(xué)者對鐵路旅客列車開行方案的編制經(jīng)過多年的不斷研究和探索，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和方法。這種經(jīng)驗(yàn)和方法在過去客貨混行的運(yùn)輸條件下發(fā)揮了巨大的作用，但面對高密度、小編組、公交化、高速快捷的客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)的大力建設(shè)，這些方法和經(jīng)驗(yàn)顯然需要相應(yīng)的調(diào)整。所以有必要借鑒國外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)及理念，結(jié)合我國客運(yùn)專線的建設(shè)情況，建立適合成網(wǎng)條件下列車開行方案的編制方法。深入研究客流發(fā)展變化的特征及趨勢，充分考慮旅客的出行需求，了解國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域發(fā)展水平、旅客消費(fèi)觀念等因素的變化，將旅客換乘與開行方案一體化設(shè)計(jì)

3、，使得鐵路更好地適應(yīng)未來旅客運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求?；诜旨壒?jié)點(diǎn)系統(tǒng)的周期性列車開行方案是指根據(jù)客運(yùn)專線網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)等級的不同選擇列車的起訖點(diǎn)，將開行方案按照一定的周期設(shè)計(jì)，使開行方案適合周期性運(yùn)行圖的鋪畫，在每周期內(nèi)列車的起訖點(diǎn)、頻率、徑路基本相同。基于分級節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的周期性列車開行方案起訖點(diǎn)規(guī)律、數(shù)量較少，主要節(jié)點(diǎn)間列車開行頻率高，旅客出行時間靈活，方便度高。對于長途旅客充分利用新型客運(yùn)專線車站換乘方便的優(yōu)勢，采取靈活多樣的方式制定列車的換乘銜接方案?；诜旨壒?jié)點(diǎn)的周期性開行方案符合旅客出行規(guī)律，能最大限度地方便旅客，提高服務(wù)頻率，減少等待時間，使旅客總體的旅行時間降低，這有利于提升我國鐵路的服務(wù)水平，

4、提高鐵路的競爭力。旅客列車開行方案是合理利用線路設(shè)施和技術(shù)設(shè)備確定服務(wù)水平的服務(wù)計(jì)劃，確定列車種類、對數(shù)的組合和各方向列車之間的協(xié)調(diào)配合的方案，也是旅客運(yùn)輸運(yùn)營組織的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。旅客列車開行方案是旅客列車運(yùn)行圖鋪畫的基礎(chǔ)，并和旅客列車運(yùn)行圖一起作為旅客列車運(yùn)營組織的重要技術(shù)文件，對整個旅客運(yùn)輸組織工作有很重要的指導(dǎo)作用。旅客列車開行方案在旅客列車運(yùn)行組織工作中，處于承前啟后的關(guān)鍵位置，對開行方案的優(yōu)化研究不僅有助于深化需求與能力適應(yīng)性分析，更有助于良好開展運(yùn)行圖的編制工作，有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)動車組使用方案、乘務(wù)員運(yùn)用方案和開展日常的調(diào)度指揮工作。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀旅客列車開行方案的編制是一個

5、龐大的系統(tǒng)工程，不僅與客流量大小有關(guān)，還與客流成分及旅客出行特點(diǎn)密切相關(guān)。面對客運(yùn)專線建設(shè)，國內(nèi)學(xué)者對客運(yùn)專線的開行方案的編制做了大量的研究?？土鹘Y(jié)構(gòu)及特性是影響開行方案的主要因素之一。根據(jù)客流的起訖點(diǎn)，可以將客流分為本線客流和跨線客流?？缇€客流是客運(yùn)專線運(yùn)輸組織的重點(diǎn)之一。文獻(xiàn)1 分析了跨線客流的輸送問題，提出全部中速列車輸送、高速列車下線加換乘及高速列車下線加中速列車上高速線輸送跨線客流的3種模式，并將高速列車下線模式分為以高速站為中心的 “朝發(fā)夕歸”式、以其他線車站為中心的“朝發(fā)夕歸”式、不對稱“夕發(fā)朝至”式、“夕發(fā)朝至”式四種，并對三種模式從動車組利用、旅客旅行時間節(jié)省和旅客需求適應(yīng)程

6、度等方面對三種模式進(jìn)行了比較。 文獻(xiàn) 2 通過分析跨線客流的特點(diǎn)、 性質(zhì)、 出行規(guī)律和選擇旅行的方式，將跨線客流分為必然換乘客流、自愿換乘客流、直接過線中速客流、直接過線常速客流?？缇€客流的輸送方式有以下幾種方案：.客運(yùn)專線只開行高速旅客列車，跨線客流在銜接站換乘高速旅客列車（簡稱換乘方案）。.高速旅客列車除在客運(yùn)專線上運(yùn)行外，還下到相鄰線上運(yùn)行，跨線客流由高速列車運(yùn)送（簡稱下客運(yùn)專線）。.高速列車只在客運(yùn)專線上運(yùn)行，相鄰線路上的中速列車上客運(yùn)專線運(yùn)行，跨線客流由中速列車運(yùn)送（簡稱上客運(yùn)專線）。.跨線客流在銜接站選擇公路等其他交通方式。在停靠站設(shè)計(jì)方面，文獻(xiàn)3 主要對客運(yùn)專線個性化停站方案與平

7、均化停站方案做了詳細(xì)的分析，并從周期運(yùn)行圖周期的確定、列車停站方式數(shù)量的確定、列車開行對數(shù)的確定、不同停站方案的列車對數(shù)組合比較三個方面提出客運(yùn)專線客流密集區(qū)段周期運(yùn)行圖中列車開行方案的設(shè)計(jì)原則，并運(yùn)用以上原理對京滬客運(yùn)專線滬寧段列車開行方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)以及方案的比選。文獻(xiàn)4 分析了合并式列車開行方案對高速鐵路運(yùn)輸組織的影響，根據(jù)分析結(jié)果，探討了合并式列車開行方案的設(shè)計(jì)原則與方法。合并式列車開行方案的服務(wù)頻率大于當(dāng)前設(shè)計(jì)的列車開行方案，可供旅客選擇的車次增多，時間自由度增大，對吸引中、長途旅客十分有利；可以提高動車組運(yùn)用效率，減少動車組需要數(shù)量?？土黝A(yù)測和客流分配是開行方案研究的重要組成部分，文

8、獻(xiàn) 2 分析了客運(yùn)專線客流特征，并從本線客流、跨線客流、誘增客流三個方面研究了客流預(yù)測模型，運(yùn)用靈敏度分析法分析了列車的速度、密度、票價、舒適度、安全性和開行距離等方面對客流的影響；從客運(yùn)專線和既有線的能力協(xié)調(diào)、盡量減少旅客換乘、到發(fā)時間適當(dāng)三方面考慮了旅客列車開行方案的編制原則。關(guān)于開行方案的模型與算法，國內(nèi)學(xué)者做了不少研究。運(yùn)用較多的模型為雙層規(guī)劃模型。文獻(xiàn) 5 提出旅客出行方便度概念，研究了不同時段旅客出行的方便度，并繪制了方便度曲線，分析了不同類型列車的客流平衡條件，建立不同類型列車的廣義費(fèi)用函數(shù)，在此基礎(chǔ)上，建立制定客運(yùn)專線列車開行方案的多目標(biāo)雙層規(guī)劃模型。文獻(xiàn)6 在分析了最小成本和

9、最大收益的兩種傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，綜合考慮旅行時間、旅行費(fèi)用、旅行方便與舒適程度等因素對市場的影響，以及運(yùn)輸能力與需求的關(guān)系，構(gòu)造了兩點(diǎn)間旅客列車開行方案決策模型。文獻(xiàn)7 在既有線旅客列車開行方案研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合客運(yùn)專線的發(fā)展規(guī)劃，分析了旅客列車開行方案的相關(guān)費(fèi)用和優(yōu)化目標(biāo)，均衡考慮企業(yè)利益和旅客需求，將列車開行方案與旅客換乘方案相結(jié)合，以客流在鐵路換乘網(wǎng)絡(luò)上的分配作為下層規(guī)劃，建立旅客列車開行方案優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型。通過抽象歸納制定了開行方案的原則，將開行方案優(yōu)化與客運(yùn)徑路的確定、旅客換乘網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、旅客換乘的客流分配、旅客列車停站優(yōu)化、旅客列車開行方案的評價指標(biāo)分析等相關(guān)問題結(jié)合起來，設(shè)計(jì)

10、基于模擬退火算法求解的優(yōu)化算法；根據(jù)優(yōu)化模型和求解算法，開發(fā)鐵路旅客列車開行方案優(yōu)化系統(tǒng)。旅客列車開行方案的評價指標(biāo)體系是一個多指標(biāo)的評價體系，需要采用一定的量化手段，進(jìn)行綜合評定，主要方法有主成分分析法、模糊評判法、層次分析法、 Delphi 法等。開行方案的評價指標(biāo)是評價開行方案質(zhì)量的重要參考指標(biāo)，為優(yōu)化開行方案提供依據(jù)。國內(nèi)學(xué)者主要考慮了經(jīng)濟(jì)效益和旅客出行需求。文獻(xiàn)8 分析比較了各種跨線列車在客運(yùn)專線和既有線上運(yùn)營所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益， 并運(yùn)用該方法分析了鄭武客運(yùn)專線跨線列車開行方案。該方法主要考慮了兩方面因素，一方面為鐵路運(yùn)營效益，另一方面為旅客出行需求。文獻(xiàn)考慮了評價指標(biāo)的相互替代性和相

11、關(guān)性，運(yùn)用聚類分析法簡化了指標(biāo)體系的規(guī)模；采用主成分分析方法評價分析了開行方案。國外研究現(xiàn)狀基于高速鐵路的不斷發(fā)展和運(yùn)輸市場客運(yùn)需求不斷變化，國外學(xué)者一直在探究先進(jìn)的高速鐵路旅客列車運(yùn)輸組織、客運(yùn)產(chǎn)品（包括列車開行方案、列車運(yùn)行圖和客票）設(shè)計(jì)及優(yōu)化理論，以使高速鐵路更好地為旅客服務(wù)，創(chuàng)造良好的綜合效益。日本、法國、德國等發(fā)達(dá)國際在旅客列車運(yùn)輸組織、行車組織和列車開行方案方面已經(jīng)取得較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。國外高速鐵路廣泛采用周期性列車開行方案和運(yùn)行圖，其主要優(yōu)點(diǎn)是便于旅客對列車時刻表的記憶，對不同列車換乘的優(yōu)化設(shè)計(jì)增加旅客乘車的便捷性；從運(yùn)營者的角度，周期性列車開行方案和運(yùn)行圖易于管理，并能帶動售票方

12、式、車站工作組織的變化。在高速鐵路的發(fā)展中，各國國情不同，列車開行方案有各自的特點(diǎn)。日本、法國為高速專用型，德國、意大利為客貨混行型，因而編制的開行方案也有所區(qū)別。日本采用適合規(guī)格化運(yùn)行圖的列車開行方案，德國則編制適合分時運(yùn)行圖的列車開行方案。發(fā)達(dá)國家和地區(qū)對客車開行方案的成本、 收益和數(shù)學(xué)描述等方面的研究相對深入一些，文獻(xiàn) 10研究了網(wǎng)絡(luò)條件下多種列車組合情形，討論了具有周期時刻表的開行方案優(yōu)化問題。 文獻(xiàn) 11 采用模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃來研究臺灣高速鐵路列車開行方案， 建立了單條鐵路線上城際高速鐵路旅客列車開行方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)包括經(jīng)營者的總體運(yùn)營成本最少和旅客總旅行時間最少兩個方面，

13、由于路網(wǎng)規(guī)模小、客流密度大，其開行方案具有公交化運(yùn)營模式的特點(diǎn)。小結(jié)目前，國內(nèi)學(xué)者對旅客列車開行方案的研究范圍多數(shù)局限于某一條線路，所運(yùn)用的理論比較經(jīng)典，模型也適應(yīng)我國的國情，但這些研究基本沒有考慮客運(yùn)專線成網(wǎng)后列車開行方案的編制方法。如何設(shè)計(jì)成網(wǎng)條件下客運(yùn)專線周期性開行方案，如何合并或截?cái)嗫土鳎每蛽Q乘）使得客運(yùn)專線提供更高的服務(wù)頻率，如何合理設(shè)計(jì)旅客換乘來減少旅客的整體候車時間，以達(dá)到旅客旅行時間最短。這都是我們面臨的新課題。本論文主要研究我國客運(yùn)專線成網(wǎng)條件后列車周期性開行方案的編制方法。研究內(nèi)容根據(jù)國內(nèi)外旅客列車開行方案的研究現(xiàn)狀及存在問題，本研究將重點(diǎn)研究以下內(nèi)容：.路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析我國

14、未來客運(yùn)專線網(wǎng)（區(qū)際客運(yùn)專線網(wǎng)和城際客運(yùn)專線網(wǎng)）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如路網(wǎng)長度、路網(wǎng)性能、路網(wǎng)分布、平均站間距等，考慮節(jié)點(diǎn)城市的軌道交通建設(shè)狀況，分析節(jié)點(diǎn)城市的旅客換乘條件；根據(jù)相關(guān)資料確定分級節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。.客運(yùn)專線客車開行方案影響因素分析在闡述鐵路旅客列車開行方案的定義及作用的基礎(chǔ)上， 結(jié)合我國客運(yùn)專線的實(shí)際情況，對客運(yùn)專線客車開行方案的主要要素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，對影響客運(yùn)專線客車開行方案的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)論述。.周期性開行方案框架方案的編制根據(jù)分級節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)、各客流區(qū)段的客流密度及旅行時間，初步確定以周期性開行方案為基礎(chǔ)的區(qū)段，進(jìn)一步細(xì)分客流，分別劃分出以周期性開行和非周期開行的客流，并初步確定開行

15、頻率，根據(jù)分析結(jié)果及旅行時間，推算列車開行方案的框架方案。.評價指標(biāo)體系設(shè)計(jì)評價指標(biāo)，并對周期性開行方案進(jìn)行評價指標(biāo)的計(jì)算。研究思路與論文結(jié)構(gòu)本研究的研究路線如圖 1-1 所示。路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析臥鋪動車組客流客流分析規(guī)劃年高峰小 時高速客流規(guī)劃年高峰小 時中速客流上座率a高峰小時周期性初始開行方案合理到發(fā)時間周期性開行方案編制周期性開行方案日輸送客流非周期性客流高峰小時時段/臥鋪動車組開行方案非周期性開行方案周期性開行方案評價開行方案評價能否滿足評價指標(biāo)臺匕目匕評價指標(biāo)圖1-1研究路線圖注：由于本研究涉及整個路網(wǎng)，工作量大，考慮因素多，研究內(nèi)容復(fù)雜，重點(diǎn)考慮了高速列車的周期性開行方案，圖中虛線部分表示在本論文中沒做。根據(jù)以上研究思路，本論文共分為六章。第一章簡要介紹選題背景、選題目的和意義、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、論文的研究思路和方法。第二章分析了我國客運(yùn)專線、城際客運(yùn)系統(tǒng)、提速干線的建設(shè)情況，繪制了路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫；根據(jù)既有線某年的客票數(shù)據(jù)、結(jié)合設(shè)計(jì)院提供的部分規(guī)劃年的預(yù)