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。     

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。     

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。     

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%。     

新线条件下动车运用所布局优化研究

随着我国高速铁路新线的大规模建设与投入运营,原有的动车运用所布局和检修能力难以满足高速铁路路网的发展需求,因而有必要结合高速铁路网络规划,提前对新线条件下动车运用所布局进行优化。在分析新线建设对动车运用所布局影响的基础上,将动车组运用检修过程转化为一类有资源约束的多基地车辆路径问题(MD-VRP),构建多检修点的动车组运用检修优化模型,计算不同布局方案下动车组的运用情况,对新线条件下动车运用所的各布局方案进行比选。最后,以某区域的高速铁路网络为例,设计了2种运用所的布局方案,通过计算比较各方案近远期的动车组运用情况,给出该区域动车运用所的推荐布局方案。     

高速铁路可变编组列车开行计划优化

目前,我国高速铁路列车一般采用固定编组形式,动车组运用效率较低,而未来可变编组列车投入使用后,运营组织方式将发生很大变化,需要优化列车开行计划以充分发挥可变编组列车的优势。研究可变编组列车在各技术区段的编组内容和组合拆解计划,以动车组开行成本最小和组合拆解作业时间最短为优化目标,构建可变编组列车开行计划优化模型,设计分支定界算法求解。以京沪高速铁路进行案例分析,结果表明:相比同等条件下固定编组模式,优化的可变编组列车开行计划可以提高列车客座利用率。     

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。     

禁忌搜索算法在编组站调机运用计划中的应用

在分析论述调机运用计划编制方法的基础上,提出应用禁忌搜索算法进行编组站调机运用计划的编制。分别以最小化延迟解体列车和编组列车加权数量为目标建立数学模型,以解编顺序作为优化对象,设计禁忌搜索算法对其进行求解,并以解体顺序为例,采用两两交换(2-opt)方式构建邻域,以该操作前后列车解体顺序的变化作为禁忌对象构建禁忌表,利用软件编程实现模型计算,并通过算例验证该算法的可行性和有效性。     

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。     

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。     

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。     

基于组合模型的高速铁路动车组需求量预测方法研究

为提高高速铁路动车组资源配置和运用效率,研究高速铁路动车组需求量预测方法。考虑高速铁路动车组运用特点,综合分析人口、GDP、高速铁路营业里程、列车开行方案等高速铁路动车组需求量内外部影响因素,构建基于组合模型的高速铁路动车组需求量预测模型。通过高速铁路动车组近远期需求量预测,运用历史数据对预测模型进行了验证。预测结果表明,平均绝对误差为3.56%,呈现出较高的预测精度,验证了该模型的有效性与可信度。     

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。     

高速铁路枢纽站到发线运用计划优化编制模型与算法研究

高速铁路枢纽站作业组织复杂,乘客对车站客服质量要求高,枢纽站的作业计划尤其是到发线运用计划的编制与优化问题有着理论上的研究价值和实践上的研究意义.提出兼顾到发线运用均衡和旅客乘降便利的多目标优化模型,运用基于免疫克隆选择算法的求解算法,设计抗体、亲和度函数、编码变异规则以及算法终止条件,最后以典型的高速铁路枢纽站郑州东站为实例进行分析,得到由模型生成的到发线运用计划,在到发线利用均衡度和旅客乘降便捷度方面较人工安排的计划均有一定程度的改善,从而验证模型的有效性.     

高速铁路车站到发线运用优化研究

高速铁路车站到发线运用计划根据列车运行计划、动车组交路计划编制各列车占用到发线的起止时间,以均衡、合理使用到发线和方便旅客上下车为原则,为每一列车安排合适的到发线。在分析高速铁路车站到发线运用特点和原则的基础上,建立高速铁路车站到发线运用的0-1规划模型,并利用遗传算法求解。通过算例分析,编制长沙南站的到发线运用方案,说明方法的具体应用。     

基于动力学理论的动车组运行仿真系统设计与研究

为在保障安全的前提下提升动车组运行效率,从动车组受力原理和动车组运动原理2个方面阐述动力学理论,以当今我国高速铁路线路、动车组车辆设计标准为现实依据,运用面向对象的方法,设计出一套动车组运行仿真系统,搭建系统的核心算法,分析系统的基本流程,仿真动车组在高速铁路线路实际运行的过程。以西成高速铁路为仿真案例,探究动车组在长大坡道运行的规律。仿真结果表明:目前西成高速铁路列车运行图铺画具有一定的富余量,未来仍有很大的潜在运输能力待开发利用。     

高速动车组乘务交路辅助编制系统研究

随着近年来我国高速铁路路网快速发展,动车组乘务规则和作息时间要求与普速铁路存在差异。为适应运输市场需求调整列车运行图,高速动车组乘务交路辅助编制系统可以辅助编制人员快速编制相应的乘务人员计划方案,改变目前靠人工凭经验编制的局面。通过高速动车组乘务交路编制系统功能设计,分析乘务交路基础数据管理、乘务区段运行图数据采集与处理、乘务交路编制、乘务排班计划编制的功能和实现途径,运用模型求解算法,快速编制质量较优的高速动车组乘务交路方案。     

遗传算法在动车组周转优化模型中的应用

根据高速铁路动车组的运用特点,提出了在不固定区段使用条件下,动车组的周转优化模型及求解该问题的遗传算法,并结合京沪线的有关资料,给出最优指派下动车组的使用数量的计算公式,并铺画了一个车站相关的动车组周转图。     

铁路客运服务网络路径搜索算法的研究与实现

基于反映旅客出行链的有向换乘服务网,采用一种拼接和去冗相结合的K最短路算法,设计并实现客运服务网络路径搜索系统.该系统可根据客流计划和列车开行方案,以多种路径搜索模式得到合理的乘车方案.以某高速铁路及相关路网的列车开行方案和相应的客流计划为例,对客运服务网络路径搜索算法进行测试,取得了预期的结果,但需在乘车效用的丰富和优化方面进行深入研究.     

动车组运用计划编制及其优化

动车组运用计划包括动车组交路、动车组分配、动车组检修、动车组接运回送等计划。在分析动车组运用计划编制影响因素的基础上,根据动车组运用计划编制流程,提出"约束提前、分步优化"的动车组计划优化思路,通过对编制流程进行有效分解,在保证动车组使用数量最少的前提下,降低动车组分配计划和检修计划的编制难度,提高动车组的利用率。