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。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。