城市铁路线路需求侧管理与时刻表编制：基于Benders分解的方法
最优化与控制
2025-11-10 v2
摘要
城市铁路系统的智能化升级已使能够在实际运营中实施需求侧管理政策，这些政策整合了多种运营策略。然而，供需之间的紧密相互作用 necessitates 一种协调的方法，将需求侧管理政策与供应侧资源分配结合起来，以增强城市铁路生态系统。在本研究中，我们提出了一个数学和计算框架，通过定价政策优化列车时刻表、乘客流量控制策略和改乘计划。我们的框架包含一种新出现的预订方式，将站点等待转化为居家等待，从而缓解站点拥堵。此外，它通过维持不同站点延迟概率的公平性来确保服务公平性。我们将问题建模为整数线性规划模型，旨在最小化乘客等待时间和政府补贴，以抵消因出价折扣用于鼓励改乘而导致的收入损失。为提高计算效率，我们在分支-割方法中开发了基于Benders分解的算法，该算法将模型分解为列车时刻表（带部分乘客分配）和乘客流量控制子问题。我们提出了基于模型属性的有效不等式，以强化分支树每个节点的线性松弛界限。来自概念验证和真实世界案例（北京地铁）的计算结果表明，我们的方法在计算效率方面优于商业求解器。
引用
@article{arxiv.2502.12952,
title = {Integrated demand-side management and timetabling for an urban rail transit line: A Benders decomposition approach},
author = {Lixing Yang and Yahan Lu and Jiateng Yin and Shadi Sharif Azadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12952},
year = {2025}
}