基于满意度分析的高速铁路列车运行调整优化研究

为了研究高速铁路列车在恶劣天气影响下导致区段临时限速情景下的列车运行调整问题,文中选择总晚点时间和晚点列数2个指标,分别转化为列车延误满意度和正点率满意度,建立线性满意度、梯形满意度和传统多目标线性加权模型,通过改变列车到发时刻、运行径路、次序等实现高效、准点的列车运行调整。最后设计一个限速场景,运用软件求解,通过改变总晚点时间和晚点列数的权重,得到模型的帕累托解,结果表明满意度模型的帕累托解优于线性加权模型。此外,算例验证了梯形满意度线性加权模型从计算时间上优于传统多目标线性加权模型,提出的满意优化模型可以辅助调度员在发布限速命令后尽快获得满意的调度方案。     

A strategic planning model for the railway system accident rescue problem

The present study examines the location of emergency rescue problems for urban ambulance and railway emergency systems. The proposed model considers probabilistic rescue demand, independent busy fractions of ambulances, and the corresponding risk levels in railway segments. We formulate the proposed model using fuzzy multi-objective programming and solve it using a generic algorithm and a non-dominated sorting genetic algorithm-II. Computation results are analyzed by applying the model to a real-world Taiwan railway system. Analytical results demonstrate that a proper adjustment of the rescue resource location improves rescue effectiveness for railway rescue and urban medical service demand.     

基于列生成的高速铁路车站作业计划调度调整方法研究

大型高速铁路车站到发线及列车进路的冲突是调度调整的重点,为了提高调整效率和效果,在将问题抽象为时空网络上多商品流的基础上,考虑技术作业要求、作业间隔时间、线路和进路运用规则等约束条件,以列车总晚点时间小、旅客便捷性好为目标,构建集到发线、咽喉进路和到发时刻为一体的车站作业调度调整0-1整数规划模型。针对调度调整的强实时性,设计基于列生成的求解算法,并以长春西站为例进行验证。结果表明,该方法可在较短时间内得到满意的车站作业计划调整方案。     

城际铁路列车停站方案的遗传算法求解

我国城市群快速发展,城市间人员交流密切频繁,城际铁路成为城际间旅客的重要出行方式。合理的城际铁路列车停站方案可以提高城际铁路的竞争力,提升城际铁路的分担率。分析停站方案相关的运营收益和旅客出行成本,以铁路运营收益最大和旅客出行成本最小为目标函数,以车站服务频率、设备能力、列车停站次数等作为约束条件,建立城际铁路列车停站方案的多目标混合0-1规划模型,运用理想点法和遗传算法求解。算例结果表明,该模型和算法可以优化得到铁路运营收益和旅客出行成本均较优的停站方案。     

突发事件下高速铁路列车运行调整研究

列车运行调整属于大规模的组合优化问题,其约束条件多,求解复杂,而突发事件下运行调整难度进一步加大。基于高速铁路采用的准移动闭塞制式,综合考虑列车区间运行时间、发车时间、停站时间、车站到发线数量以及追踪间隔时间等约束,以所有列车的总延误时间最小为目标,建立突发事件下的列车运行调整优化模型,利用具有动态变化惯性权重的粒子群算法求解模型。分析表明:突发事件下的列车运行调整优化模型及算法可以满足突发事件下高速铁路列车运行调整的时效性要求;动态变化惯性权重的粒子群算法具备较快的收敛速度与较强的局部挖掘能力。     

基于人工神经网络的地铁施工招标综合评估模型

广州地铁工程是国内数个重要的大型城市基础建设项目之一。目前对于这种复杂的大型工程项目,迫切需要一个成熟可靠的公开招标评估系统。根据广州地铁工程的实际招标评标数据,提出应用人工神经网络(ANN)建立地铁施工招标综合评估模型。BP神经网络具有很强的自学习和自适应能力,可以精确地迫近复杂的非线性动态函数。经过训练网络,基于BP网络的模型成功量化了主观和定性的技术评估指数,得出较满意的评估结果。该模型可以通过增加样本提高精度,从而应用在地铁和其他类似建设项目招标中。     

检修条件下动车组运用计划编制研究

在考虑检修的条件下,根据接续时间和接续地点,以动车组周转接续时间总和最小来表达动车组运用数量最少作为目标函数,建立动车组运用计划的数学模型,并采用模拟退火算法进行求解。以武广高速铁路的开行方案为基础进行仿真应用,表明在给定列车运行图后,采用该模型和求解算法能够得到优化的动车组运用计划。     

基于滚动时域优化的高速铁路车站到发线动态调整研究

高速铁路车站到发线动态调整是调度指挥工作的重点之一,具有复杂多变、实时性强的特点,亟需实现到发线调整的自动化和智能化。阐述高速铁路车站到发线动态调整问题本质,引入滚动时域调度策略,建立高速铁路车站到发线动态调整模型。该模型为以列车晚点总时长最小为目标的0-1整数规划模型,采用遗传算法求解。以某高速铁路车站为例,根据列车运行图中列车到发时刻和晚点信息进行计算。研究结果表明:该模型可以有效提高到发线调整的实时性,保障列车在车站内稳定运行,为高速铁路车站智能调度提供了研究支持。     

高速铁路柔性时刻表编制研究

随着新兴信息技术与交通的不断融合发展,需求响应型交通已成为未来交通发展的新模式,而柔性时刻表编制问题是决定这一新模式能否在高速铁路应用的关键问题之一。基于旅客预约条件下的需求响应型高速铁路柔性时刻表编制问题,提出完全柔性和部分柔性2种编制模式,构建同时考虑列车开行收益和旅客平均偏差时间的双层优化模型,设计模拟退火算法求解,以厦深高速铁路为例进行案例分析。研究结果表明,柔性时刻表编制模型求解得出的时刻表能够较好地匹配旅客预约的出行时间,有效满足旅客预约需求,提高运营收益,对未来需求响应型高速铁路具有一定参考价值。     

复杂山区铁路客运站自动选址研究

无备选站址条件下的客运站自动选址是线站协同优化的前提和基础,而不局限于车站选址的代价最小化,同时考虑连接车站间区间线路的代价具有重要意义。构建复杂山区铁路客运站自动选址模型,首先,建立综合地理信息模型,基于线站一体化的设计理念,实现单个车站选址,确定站心位置及站坪方向;其次,以公路线形优化模型的改进算法完成站—站间自动选线设计;最后,将车站选址代价与区间线路代价紧密结合起来,计算综合代价,实现站址方案的优选。以山区铁路为例对该方法进行验证,结果表明,该方法能高效生成山区铁路车站方案集,并辅助设计人员进行方案优化。     

铁路专用线噪声调查与预测特点分析

铁路专用线与国铁相比具有线路长度较短、技术标准较低、运输密度较小等特点。在分析铁路专用线噪声特点的基础上,提出铁路专用线应选取等效声级为噪声评价量,在采用模式预测法进行铁路专用线噪声预测时,应关注各主要修正参数,为科学、客观评价专用线噪声提供依据,同时以某铁路专用线为例进行噪声分析。     

非洲铁路发展需求分析与市场开发策略

中资企业面向非洲铁路市场,多以"广覆盖"的形式投入开发,一定程度上造成了资源浪费。为优化中资企业在非洲铁路市场布局以及资源配置,在分析非洲铁路发展现状、铁路网发展影响因素基础上,基于铁路系统需求度、铁路发展需求度分析非洲铁路发展需求,提出了非洲大陆49个国家高、较高、中、低4个等级的铁路发展需求度,同时提出非洲铁路市场开发策略建议,即:优化非洲铁路市场开发资源配置,分区域实施铁路市场开发及项目建设,创新合作模式、拓宽资金来源。     

基于时段偏好的高速铁路列车停站方案双层规划方法

旅客出行需求不断提高,需要同时考虑旅客出行时段选择与运输企业效益,来优化调整高速铁路列车停站方案。针对一条拥挤的高速铁路客运走廊,分时段确定列车停站计划和开行频率,阐述影响旅客出行时段偏好的2个重要因素——吸引度与可达度,据此构建旅客出行阻抗函数,构建双层规划模型,上层规划是以运营成本最小为目标的整数规划模型,用于确定列车停站方案;下层规划是一个用户平衡模型,用于计算客流在停站方案上的分配结果。根据模型特点设计启发式算法,并通过算例对模型和算法进行验证和分析。研究表明,考虑旅客出行时段偏好优化高速铁路列车停站方案的方法,能更好地匹配旅客需求分布,为旅客提供优质服务。     

Optimal route decision with a geometric ground-airborne hybrid model under weather uncertainty

Adverse weather is the dominant cause of delays in the National Airspace System (NAS). Since the future weather condition is only predictable with a certain degree of accuracy, managing traffic in the weather-affected airspace is a challenging task. In this paper, we propose a geometric model to generate an optimal combination of ground delay and route choice to hedge against weather risk. The geometric recourse model (GRM) is a strategic Probabilistic Air Traffic Management (PATM) model that generates optimal route choice, incorporating route hedging and en-route recourse to respond to weather change: hedged routes are routes other than the nominal or the detour one, and recourse occurs when the weather restricted airspace becomes flyable and aircraft are re-routed to fly direct to the destination. Among several variations of the GRM, we focus on the hybrid Dual Recourse Model (DRM), which allows ground delay as well as route hedging and recourses, when the weather clearance time follows a uniform distribution. The formulation of the hybrid DRM involves two decision variables - ground delay and route choice - and four parameters: storm location, storm size, maximum storm duration time, and ground-airborne cost ratio. The objective function has two components: expected total ground delay cost and expected total airborne cost. We propose a solution algorithm that guarantees to find the global optimum of the hybrid-DRM. Based on the numerical analysis, we find that ground-holding is effective only when combined with the nominal route. Otherwise, it is optimal to fly on the route determined by the DRM without ground delay. We also find the formula of the threshold ground-airborne cost ratio, which we call the Critical Cost Ratio (CCR), that determines the efficacy of ground delay: the higher the CCR, the more effective the strategies involving ground delay. We conclude that both ground delay and route hedging should be considered together to produce the best ATM decisions.     

铁路集装箱场区安全布局评价研究

铁路集装箱场区的布局在体现基本运输功能和满足生产工艺要求的基础上，要综合考虑其各种安全因素。通过分析铁路集装箱场区安全布局的内外部影响因素，建立安全布局的综合评价指标体系，采用基于Rough Set的算法进行综合评价。通过算例对铁路集装箱场区的布局进行综合评价，结果证明了算法的实用性和可行性。     

双线铁路通过能力图解计算方法研究

为了准确计算双线铁路通过能力,提出一种双线铁路线路通过能力图解计算的新思路,借鉴作业车间调度问题的建模方法,构建列车运行图优化编制的析取图模型,设计遗传算法求解,实现以时间跨度最小为目标的双线铁路运行图优化编制,以支撑双线铁路线路通过能力的图解计算。通过算例测试验证了运行图优化编制方法,利用该方法计算单类列车的开行数量,对多类列车混合开行情况下的扣除系数进行分析,运用帕累托最优原理描述多种类列车开行情况下的线路通过能力。     

铁路工务安全信息集成方法研究

针对铁路工务安全管理存在的问题，以广深线工务安全管理为分析对象，提出基于数据仓库的工务安全信息集成方案，整合工务安全管理过程中形成的海量数据，实现信息资源共享。应用OLAP技术综合分析、加工信息，为各级管理人员提供决策支持。重点对方案的设计与实现，以及方案的集成环境进行了分析探讨。     

铁路机车单耗测算模型研究

在对国内外铁路机车能耗模型进行分析的基础上,以我国传统铁路客贷共线运行列车为研究对象,从机车能耗产生的微观角度出发,运用列车运行计算的相关原理,设定了列车运行环境,建立铁路机车单耗测算模型。模型中引入"牵引运行能耗换算系数",通过微观数值计算方法测算机车单耗的宏观量,计算机车担当客、货运时的单位能耗值。根据机车数量比例和完成的运输工作量,通过加权平均法测算机车综合单耗。经过测算,内燃机车综合单位耗油量与电力机车综合单位耗电量的模型测算值与实际统计值较为吻合。     

基于技术站改编作业的集装箱空箱调运优化模型

以降低铁路集装箱空箱调运成本为出发点,建立空箱调运整数规划模型。该模型目标是空箱调运过程中产生的运输走行费用、技术站改编费用和积压库存费用或延误损失费用之和最小,在满足空箱需求与供应能力的基础上,考虑技术站改编时间和运输走行时间对空箱需求站时间窗的影响,以及车站作业能力的限制。运用LINGO软件对模型求解,并进行了算例分析。     

大型铁路客运站候车层商业布局优化研究

随着出行选择的多样化,铁路旅客对商业服务需求的差异性逐步增大。大型铁路客运站商业设施规模不断扩大,对客运设备发挥其正常功能造成一定干扰,而合理的商业设施布局可以在保证铁路运输功能正常运行的同时,提高客运站商业服务水平。因此以提高大型客运站商业设施布局合理性为优化目标,将其分解为降低商业设施对旅客流线的干扰性、提高商业设施之间的相关性及减少旅客走行距离3个子目标,构建候车层商业设施布局优化模型。以天津站为例,介绍天津站候车层商业布局现状,通过求解0-1规划模型,得到并分析优化结果;并对优化前后的候车层旅客行为进行仿真研究,验证优化后布局方案的合理性。