高速铁路动车组检修资源布局优化研究

高速铁路网的日趋完善,高速列车开行数量的进一步增加,对高速铁路动车组检修资源布局提出新的要求。为合理优化动车组检修资源布局,提高动车组检修效率,在分析我国动车段和动车运用所管理模式及布局方案的基础上,将动车组检修资源布局优化问题转化为基于多基地车辆路径运用的基地选址问题,基于"备选运用所-运输需求-动车组运用"间的关联关系构建动车组运用检修接续网络,建立动车组检修资源布局优化模型。以某区域的铁路网为例,利用近远期规划优化动车组检修资源布局,验证模型有效性,为今后动车组检修资源布局优化提供参考。     

济南铁路局动车组检修设施布局规划研究

近年来随着我国高速铁路建设进程的不断加快,相关动车组检修设施布局规划亟需编制并配套建设。在分析济南铁路局既有动车组检修设施现状及存在问题的基础上,结合济南铁路局管内线网规划预测近期?2020?年及远期?2030?年动车组配属数量及检修需求,依据检修设施选址原则,提出济南铁路局动车运用所、高级修基地及动车存车场规划建设方案,为高速铁路、城际铁路项目新建及改建动车检修设施的设计提供参考。     

大理动车运用所选址方案研究

随着多条铁路引入大理枢纽及周边路网的完善,枢纽内急需增加动车组运用检修存放设施,以满足旅客出行需求及实现大理地区路网通达的需要。在阐述大理枢纽规划和动车组检修工作量的基础上,确定大理动车运用所规模,分析横列式和纵列式2个布置方案,结合动车运用所选址原则提出蛇山方案、苍甸山方案、凤仪方案3个动车运用所选址方案,从运营长度、工程条件、后期发展等方面对3个方案进行综合比选,最终确定经济合理、适应城市规划及铁路科学发展的蛇山方案。动车运用所的建设研究有利于完善大理枢纽功能,提升铁路区域运输能力。     

基于遗传算法的动车运用所一级检修作业计划优化

在动车运用所的洗车线、检修线等固定设备已定的前提下,合理安排动车组一级检修作业计划对提高动车运用所的检修能力具有重要意义。动车组由于长短编组不同,在检修时对双列位检修线的占用情况也不同。以同一列位在同一时间最多只能被1列动车组占用的时空相容性及动车组运用计划为约束条件,以最后1列动车组检修完成时间最小为目标,建立动车所一级检修作业计划优化模型,将问题转化为带特殊工艺约束的混合flow-shop调度问题,并采用自适应的遗传算法进行求解。最后以某动车运用所为例,验证模型和算法的可行性及有效性。     

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。     

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%。     

成网条件下高速铁路动车组运用计划优化模型研究

通过阐述高速铁路成网后对动车组运用计划的影响,分析成网条件下的动车组运用计划,分步骤构建时空网络,以路径费用最小为目标函数,综合考虑动车组运用计划和检修计划等相关约束,建立动车组运用计划优化模型,选用大规模邻域搜索算法进行模型求解。以京沪、沪宁高速铁路数据为例,验证该算法的可行性和有效性。比较大规模邻域搜索算法与模拟退火算法的优化结果,认为大规模邻域搜索算法能够较快地获取优化结果。     

动车组动态备用方式研究

在分析动车组现有备用方式的基础上,针对客运专线动车检修基地布局和区域调度所的规划与建设特点,研究提出一种新的动车组备用方式——动态备用方式。动车组的动态备用方式可具体分为完全共享和部分共享2种。通过对动车组的固定备用方式和动态备用方式的定性比较,说明动态备用方式可以提高备用动车组的使用效率,减少备用动车组的总数量,但是动车组的备用计划与检修计划需要紧密配合,增加了动车组运用计划的编制难度。     

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。     

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。     

动车段(所)调度与检修分析数据仓库方案的研究

为充分利用动车段(所)调度与检修业务数据,实现对动车组的高效运用与检修,在阐述动车段(所)调度与检修作业流程及信息系统运用现状的基础上,基于现代数据仓库和商业智能理论,研究动车段(所)调度与检修分析数据仓库总体方案,即:数据仓库逻辑结构,数据仓库配置方案,数据源组织,数据仓库设计,ETL工程,数据分析与展现等。从我国高速铁路动车组运用与检修管理的实际需求出发,为我国动车段(所)调度与检修分析数据仓库方案构建提供参考。     

设置动车运用所的客运站动车组走行线布置分析

车站与动车运用所的关系有多种可能，其布置形式都要遵循动车组列车运行的客观规律。以动车运用所为例，分析动车组走行线与车站布置的关系，以及机车牵引的列车与动车组列车在始发终到客运站的作业区别，并给出只衔接1条客运专线的始发终到客运站动车组走行线、和衔接多条客运专线的始发终到客运站动车组走行线的布置形式。指出只有弄清高速铁路运行规律，才能做好动车组走行线的布置。     

我国铁路旅客列车给水站布局优化研究

在阐述旅客用水需求总量、上水作业时间等给水站布局影响因素的基础上,针对普速旅客列车和动车组列车给水站布局原则,提出相应的给水站优化布局方法,并且对兰新高速铁路进行实例分析,研究兰新高速铁路给水站优化方案,建立验证优化效果的测算比较模型,对方案的经济效益和社会效益进行评价,为我国给水站布局优化调整提供依据。     

高铁货运动车组装卸线股道有效长设置方法研究

针对我国高铁货运动车组装卸线股道有效长设计标准缺乏的问题,系统分析了影响高铁货运动车组装卸线股道设置的影响因素,构建列车模式和调车模式下高铁货运动车组装卸线股道有效长测算模型,结合高速铁路客运场站、高速铁路动车运用所等既有场站股道有效长设计经验,研究了高铁货运动车组装卸线股道有效长关键参数取值范围,形成了一线一位、一线两位模式下高铁货运动车组装卸线股道有效长建议取值方案,以某市高铁快运物流基地为例进行实证研究,提出用地受限情况下高铁货运动车组装卸线股道有效长设置方案。研究成果可为全国高铁货运基地设计提供参考,对研究制定我国高铁货运基地设计规范具有一定的理论指导意义。     

动车组运用及检修设施规模的研究

分析了国外动车组检修与运用设施布局现状.从客运专线整个路网出发,结合我国检修制度,分析了动车组运用及检修规模布局需考虑的因素.在此基础上,以一条客运专线为例,论述动车组运用及检修设施规模的计算方法.     

高速铁路线路中断条件下列车开行方案研究

为完善应急条件下列车运输组织理论,提高铁路综合服务水平,针对突发事件造成高速铁路线路中断时列车开行方案的编制问题,以快速疏散滞留旅客为优化目标,将动车组车底运用数和旅客出行时间加以限制,构建高速铁路线路中断条件下列车开行方案的非线性整数规划模型,并针对模型特点设计模拟退火求解算法。运用模型和算法对某高速铁路线路进行实例分析,结果表明,采用上述模型和算法可以在快速疏散滞留旅客的同时保证列车的虚糜度较低,有效解决高速铁路线路中断条件下列车开行方案的编制问题,对铁路部门安全快速疏散旅客具有重要参考意义。     

PHM技术在京张高速铁路运用检修中的应用研究

为提高京张高速铁路精准化、精细化管理和服务水平,保障冬奥会期间动车组安全高效运行,首次在京张高速铁路配属动车组上开展PHM研究和系统应用的先行先试。作为动车组运用检修系统的应用扩展与延伸,PHM系统实现了动车组在途故障的超前预警,视情维修信息可在动车组运用检修系统中进行流程贯通和交互闭环。结合京张高速铁路PHM试点应用情况,从需求分析、总体架构、功能架构、逻辑架构和物理架构等方面总结归纳了动车组PHM技术体系及关键技术。通过PHM系统在京张高速铁路的试点应用,有效提高动车组运行保障能力,提升运用效率和效益,改善运行秩序,为PHM技术在全路范围的应用提供宝贵经验。     

高速铁路列车运行图与动车组运用一体化优化模型与算法研究

列车运行图和动车组交路计划是高速铁路运输组织的重要技术文件,是铁路组织列车开行的基础。在分析现有列车运行图与动车组运用优化模型的基础上,基于车辆路线问题的理论与方法,构建高速铁路列车运行图与动车组运用一体化优化模型;通过运用GAMS软件对模型进行求解,得到能满足给定开行列数的较优的动车组运用计划。为保证模型及求解方法的正确性和适应性,以实际算例进行验证。结果表明,在运用相同动车组数量的前提下,一体化优化方案可增加列车开行对数,证明模型和方法的有效性,可以为实际列车运行图铺画提供一定参考。     

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。     

高速铁路可变编组动车组适用性分析

为提高动车组的运用灵活性,针对传统动车组目前存在的部分线路运输能力浪费,固定编组动车组调节能力不足、检修备用率高、维护成本高等问题,进一步分析德国ICE4和法国AGV可变编组动车组车型的编组特点,及其适应客流变化、提升服务品质、装备利用率较高等优势,结合我国高速铁路发展实际,从客流组织、列车开行方案和列车运行图编制、动车组运用及检修、线路和车站能力利用等方面分析可变编组动车组在我国高速铁路的适用性,进而展望其发展前景。