基于车底使用数量最少的动车组运用计划优化研究

动车组运用计划的合理编制,能够有效降低高速铁路运营维护成本,提高高速铁路运输组织水平。在保证铁路运输生产安全的前提下,为提高动车组运用效率、减少车底使用数量,将动车组计划编制问题抽象为二维时空网络模型,通过时空网络中的弧段组合方案,描述动车组运用与检修的整体计划,并在考虑动车组初始使用状态和归属动车段的基础上,以动车组车底使用数量最少为优化目标,以动车组与运输任务的匹配条件、接续时间条件、检修周期里程及地点条件等为主要约束,构建0-1整数规划模型,采用CPLEX商业求解器求解。通过算例分析,验证了优化模型的可行性和有效性。研究结果表明：提出的优化方法相比手工编制可节省动车组车底使用数量,且使得动车组平均日车公里数提高12.5%。     

高速动车组轴箱转臂定位节点刚度演变及安全性能分析

为研究高速动车组轴箱转臂定位节点的刚度演变,保障高速动车组安全、平稳、经济的运营,以CRH2型动车组轴箱转臂定位节点为研究对象,阐述轴箱转臂定位节点的结构组成、安装及刚度试验,探讨轴箱转臂定位节点在运营及疲劳试验前后的刚度演变过程。根据刚度演变情况进行安全性能分析,通过SIMPACK软件计算刚度变化前后,脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力、磨耗系数的变化情况,并根据轴箱转臂定位节点的表面状态及刚度演变引起的动力学指标的变化,提出CRH2型动车组轴箱转臂定位节点在正常运营状态下最佳更换周期为5 a,为动车组检修及零部件更换提供参考。     

以节省乘客旅行时间为目标的城市轨道交通快慢车停站方案

为探讨城市轨道交通快慢车模式对乘客出行时间的影响,从越行入手,对城市轨道交通快慢车停站方案进行研究。为提高线路通过能力、缩短车底周转时间,通过分析确定快慢车模式应采用快车在越行站不停站越行慢车的方式。以乘客总体出行节约时间最大为目标、以运营成本和客流量为约束条件构建模型,结合算例利用?Lingo?软件进行求解,结果显示快车站倾向于选择客流量大的车站,越行站倾向于选择客流量小的车站;不同的快慢车比例节约的乘客旅行时间也不同。至少在慢车/快车比例≥2,并且在特定的停站方案下,快慢车方案才能够节约时间。     

长大上坡道动车组列车过分相时操纵方式研究

在阐述大西高速铁路长大坡道分相设置情况的基础上,分析动车组列车过分相时的阻力、司机操纵方式与初速度的关系,提出不同情况下相应的司机操纵方式。结合大西高速铁路线路动态联调联试测试数据,对动车组列车通过大西高速铁路3处关键分相点时的惰行距离和司机操纵方式进行验证,提出动车组列车在不同速度下通过分相时司机操纵方式的建议。     

基于CTCS-2级常态灭灯区段的动车组列车ATP故障后控车模式选择研究

动车组列车ATP设备故障后应转为ATP部分监控模式还是转为LKJ控车模式，是一个亟需解决的工程技术问题。基于CTCS-2级常态灭灯区段，阐述目前在列控车载设备故障重启后控车模式选择方面存在的问题，明确两种控车模式的作业环节及流程，将运输效率和运营安全指标进行量化，分析两种控车模式对行车效率的影响，以长大坡道过电分相为约束分析控车模式运行安全情况，最后给出CTCS-2级常态灭灯区段动车组ATP故障重启后选用何种控车模式的针对性建议。研究结果表明，ATP部分监控模式在大部分情况下运输效率更高，约占全部计算场景的70%以上；当线路坡度小于11‰时，两种控车模式的安全性基本一致，坡度超过11‰时应选择LKJ控车模式。相关结论可为调度应急处置决策提供参考和支持。     

动车组运用作业调度问题研究

动车组作业调度计划的科学制订对提高铁路动车组运用效率和效益具有重要意义,建立系统的优化方法可以为动车组运用决策信息化奠定基础。根据动车组运用作业调度问题和列车运行图之间的关系,构建动车组运用作业调度问题的混合整数规划模型,并设计一种基于车次顺序列表的模拟退火算法对该问题进行求解。通过模拟我国中东部高速铁路数据进行仿真试验,结果表明,该模拟退火算法能够在可控时间内得到满意可行解,为高速铁路动车组运用工作提供决策支持。     

和谐号动车组作业流程调查分析

中国铁路在第六次大提速中,投入了全新的和谐号动车组列车,其运用和整备方式与传统方式相比存在很大不同。根据实地调查,考察了动车组列车的作业流程,而且通过对各项作业时间的统计分析,发现不同作业之间存在着某些重叠和列车较长时间等待旅客上车等现象。针对这些情况,提出了压缩动车组列车在站台立折时间的建议。     

高速铁路动车组合理配置数量研究

合理预测动车组配置数量是保证高速铁路运输经营,制订技术装备采购投资计划的重要基础。在阐述国内外高速铁路动车组配置现状的基础上,比较国内外动车组配置强度,得到我国高速铁路动车组配置强度与日本、法国、德国等国家存在一定差距的结论。通过分析高速铁路动车组配置数量的主要影响因素,选取线路平均客流密度、线路速度目标值、不同等级列车承担客流比例作为条件因素,利用日均周转时间法测算动车组合理配置数量,得出不同条件高速铁路线路动车组合理配置数量速算参考表,为高速铁路动车组的采购、配置提供参考。     

客运专线动车组配置数量及客运站存车线数量的研究

基于动车组周期性运用方式的思想,运用计算机模拟方法,对基于客运专线网多基地、多型号动车组综合配置数量及维修内容,以及客运站存车线数量进行研究.通过建立模拟模型,根据动车组运用计划编制原则,提出动车组的3个运用方案,并对实例进行模拟计算.对模拟实例结果分析不同方案动车组运用指标,确定满足运输需要的最佳方案.     

列车超视距信息推送策略与关联算法研究

我国高速铁路运行环境复杂，人员及异物入侵等危险情况严重威胁高速列车的运营安全。列车运行速度快，司机目视范围有限，难以通过目视保证行车安全。利用5G网络大带宽低时延特性，将列车运行前方、司机可视范围外的线路环境视频快速传送至动车组司机室，可有效提高司机应急处置的及时性。调研分析多种动车组定位方式，从定位精度、时效性和实施难度等方面进行综合比选，确定从列控设备动态监测系统(DMS)获取动车组位置信息。研究提出一种超视距信息推送策略，综合考虑列车速度等级、制动距离、信息传输时延，提出超视距距离设置原则，并设计开发一种高效低耗的车地关联算法。通过京张高速铁路列车超视距应用技术实车实线试验，验证了列车超视距信息推送策略与关联算法的准确性、高效性和可靠性。     

我国高速铁路声屏障应用及效果

在我国高速铁路建设工程中,大量采用了声屏障控制工程。目前我国高速铁路主要使用插板式金属声屏障,分为桥梁插板式金属声屏障和路基插板式金属声屏障两大类。通过对声屏障结构的声学性能和力学性能检测表明,高速动车组通过不同线路2.15 m高桥梁和2.95 m高路基插板式金属声屏障时,各项指标均满足相关技术标准和设计要求。     

城际动车组转向架构架疲劳安全性能评估研究

为确保铁路车辆平稳可靠运行,针对城际动车组转向架构架,提出疲劳安全性能的评估方法和等效应力辐的计算方法。以CJ1-0502型城际动车组转向架构架为例,阐述基于服役跟踪动应力测试的动车组转向架构架疲劳安全性能测试方案,根据试验结果评估动车组转向架构架疲劳安全性能,针对不同的典型运用工况分析城际动车组转向架的动应力特征,提出动车组转向架构架中需要重点关注的位置,为合理制定车辆检查周期提供参考。     

考虑检修能力约束的动车组交路计划优化模型与算法

我国高速铁路动车段所数量较少且分布较为集中,动车组一级检修能力成为编制动车组交路计划的重要制约条件。鉴于此,对动车组交路计划编制问题建立考虑动车段所一级检修能力约束的多目标整数规划模型。首先,依据动车组交路接续规则和一级检修条件构造交路备选集,并将交路计划编制问题表达为集合划分问题;其次,采用基于重要性分级的分层序列法求解模型,即多目标模型被分解为主目标"动车组运用数量最小",以及次目标"检修次数最少"的?2?个单目标整数规划模型,并采用传统的精确算法求解;最后,通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组交路计划的优化编制提供依据。     

基于两级维修机制的动车组设备预防性维修优化策略

为了降低动车组设备一个生命周期内的维修总成本，选取某关键设备为研究对象，以预防性维修成本、故障维修成本和停机损失成本为主要成本，以维修里程间隔和维修次数为决策变量，提出一种基于两级维修机制的动车组设备预防性维修优化策略。动车组设备的预防性维修方式主要包括预防性维修和预防性更换2种，故以效费比作为每一次预防性维修具体方式的经济性评判依据，科学决策动车组设备的预防性更换时机，进而优化获得使维修总成本最低的预防性维修计划。算例分析表明：当维修里程间隔取值16万km，维修次数取值10次时，该设备一个生命周期内的维修总成本最低，且高级别预防性维修措施对设备性能的改善效果更好并可有效提升动车组设备的使用寿命。     

高速铁路长大下坡道列车运行方式研究

动车组列车在高速铁路长大下坡道运行时存在闭塞分区长度及应答器容量不足导致限速、追踪间隔较大等问题。为减轻高速铁路长大下坡道对动车组运行速度及追踪间隔的影响,在阐述闭塞分区长度、应答器容量、列车追踪间隔等长大下坡道动车组运行相关问题的基础上,对车载监控制动距离的计算方法和安全冗余情况进行分析,并从不限速及限速的角度研究现有条件下动车组在长大下坡道运行的方式,研究结论为高速铁路长大下坡道动车组列车运行提供借鉴。     

提高D38型钳夹车通过小半径曲线速度的实践

为适应铁路运输大型设备的需要,对提高D38型钳夹车连续通过S形小半径曲线的速度进行实例测试。经过分析和监测车体各关键部位的动应力,在理论和实践的基础上,说明D38型钳夹车连续通过S形小半径曲线的速度可以提高,为铁路大件货物快捷、安全运输创造了条件。     

动车组簇式运用方式研究

动车组的运用方式在一定程度上制约着动车组运用计划的编制和实施。通过对现有动车组固定运用方式、不固定运用方式、周期性运用方式进行比较,针对我国客运专线动车检修地布局和区域调度所的规划与建设特点,提出一种新的动车组运用方式——簇式运用方式。动车组簇式运用方式可以更好地协调动车组周转计划和检修计划的编制,并有效地减少计划编制时的求解空间。     

公路车道中心线设置对驾驶人视觉特性的影响

本文通过设置多种宽度和视觉显著度的车道中心线,借助实车试验分析了车道中心线的设置对驾驶人视觉特性的影响。研究表明,车道中心线的宽度越宽、视觉特征越显著,驾驶人的关注程度越高,能促进驾驶人维持本车道行驶,降低跨线行驶、借对向车道行驶的可能性。     

基于动态购票需求的动车组重联决策方法研究

"一日一图"已经成为我国高速铁路常态化运营模式,单组重联决策已经成为高速铁路运营决策过程中的难题之一,随着以点带面的作业实践与数据的积累,构建科学的数学模型可以辅助重联决策。针对铁路局集团公司管内动车组列车,通过分析动车组列车重联,构建旅客购票与时间关系拟合模型,推导出旅客购票需求,构建动车组列车重联决策模型,给出判断决策准确度的方法。最后,以某铁路局集团公司动车组列车在清明节的售票数据为例,经过购票拟合需求数据分析及动车组重联决策判定分析,为基于动态购票需求的铁路动车组列车重联决策方法提供重要研究依据。     

动车组运用接续网络优化方法研究

通过分析,将动车组接续周转计划的优化求解过程归结为在动车组运用接续网络上应用搜索算法寻找满足约束条件和使目标函数最优的路径集合的过程。优化动车组运用接续网络可有效提高求解效率。应用匈牙利算法设计了以"使用动车组最少"为目标的动车组运用最优接续网络生成方法,以京津城际铁路本线列车平日运行图为例对方法进行验证。结果表明,该方法可求解最优接续网络,运算效率较高。