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。     

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。     

基于换乘协调的城市轨道交通列车开行方案优化

针对目前我国城市轨道交通列车开行方案对于线路之间的换乘协调问题考虑较少存在的问题,结合城市轨道交通旅客换乘的特点,构建换乘机理模型,并以车站换乘旅客平均等待时间最短作为目标函数,设计优化模型对列车开行方案进行优化。通过算例分析,说明优化效果较为明显,对于地铁等城市轨道交通运营有一定的参考价值。     

基于时空协同优化的多目标城市轨道交通延误恢复研究

针对城市轨道交通延误引起滞留旅客较多和短期运力不足的情况，提出同时采用车站限流措施和灵活跳停策略的列车延误调整方法。通过构建多目标线性规划模型，对延误列车运行图进行优化调整，将优化目标分为延误旅客总人数最小化和线路延误总时间最小化2部分，同时引入跳停决策变量，考虑跳停对计算线路总延误时间的影响，精确调整线路延误列车运行时间。多目标线性规划模型既有效缓解因滞留旅客过多造成的站台拥挤，又快速恢复因某趟列车延误造成的大面积晚点。最后通过实际算例对模型进行验证，计算结果表明该模型相较于传统的运行时刻调整策略可有效缓解站台滞留旅客的拥挤情况，缩短线路总延误时间，快速恢复城市轨道交通系统的正常运营。     

考虑多方效益的高速铁路客运通道合理分工研究

在铁路通道日常调图中,列车开行方案的调整能否与运行图相互协调显得尤为重要。通过对平行通道内旅客列车开行方案进行调整并与运行图进行综合优化并探究各方效益变化,可得到更贴合运行实际的调整方案,为铁路企业调图决策提供指导。通过构建出行服务网络对旅客市内出行时间进行描述,以运输企业成本及旅客出行时间最小为优化目标,以通过能力限制、列车到发时刻限制等为约束条件,构建非线性整数规划模型,从而实现列车开行方案、运行图调整一体化模型的构建,并调用商业软件对模型进行求解。以某平行通道进行算例分析,对模型有效性进行验证。算例结果分析表明,通过本模型求得的分工方案可对通道内列车进行合理分工,有效减少旅客出行时间。通过对调整前后各铁路企业效益变化情况进行量化计算,其结果可为铁路运营企业进一步优化开行方案提供参考。     

基于技术站中转作业的集装箱空箱调配模型

在传统以空车走行里程最少为目标的铁路空车调整模型基础上,提出基于技术站中转作业的集装箱空箱调配模型,根据前提假设构建模型,并给出模型求解步骤,通过算例分析,利用计算机软件得到最优空箱流分配方案.     

京沈客运专线引入北京铁路枢纽设计方案研究

分别概述京沈客运专线和北京铁路枢纽的情况,结合地方城市规划和沿线地质条件等各种控制因素,提出3个京沈客运专线引入北京枢纽的方案,通过3个方案的优缺点分析,建议采用方案Ⅰ(沿京承高速公路经星火、密云至兴隆方案),并且结合线路沿线的建构筑物分布、地质条件等情况,分别从建筑物密集区的线路敷设方式、沿线特殊地质地段线路工程设计2个方面提出相应的工程设计方案,从而为其他客运专线选线提供参考。     

基于移动闭塞的单线铁路扩能方案研究

我国自主研发的新型列车控制系统实现移动闭塞,而部分既有单线铁路线路运输能力存在不足。以移动闭塞作为单线铁路扩能手段,在论述其可行性的基础上,结合牵引计算理论,分析移动闭塞2种运行模式下区间追踪运行间隔时间、车站间隔时间的计算方法,并以青藏线格拉段为案例,分析列车运行图结构,阐述集中交会理论及该交会方式下通过能力计算方法,通过采用该方法计算格拉段应用移动闭塞的线路通过能力可提升10%,可以成为提升单线铁路能力的重要措施。     

铁路枢纽内客运站选址的集计模型

当客运专线引入铁路枢纽时,为满足运量不断增长的需求,铁路枢纽内需新建客运站或扩建既有客运站,以提高铁路枢纽的客运能力。以枢纽内旅客支付费用和铁路投资建设费用加权最小为目标,考虑旅客运输需求、客运站始发能力、线路通过能力和投资建设资金等约束,建立铁路枢纽内客运站选址的集计模型。该模型为混合整数线性规划模型,可利用LINGO软件进行求解。通过对实际算例的计算分析,说明该方法的可行性。     

城市中心区轨道交通站点步行接驳路径特征及优化

轨道交通站点步行接驳路径特征研究,对提升轨道交通承担率具有重要意义。基于百度时空大数据API,运用空间分析法、情景模拟法、视觉语义分割法,以天津市营口道站点为例,构建城市中心区轨道交通站点步行接驳路径特征分析方法,挖掘步行接驳路径特征并揭示成因,提出针对性的优化对策。研究表明,目标站点步行接驳效率南部高于北部,具体表现在路段重复率分布均匀度南部大于北部,差异路径分布数量北部多于南部,超过3/4路径的非直线系数偏高;除站点周边区域外,接驳路径品质西北部优于东南部,具体表现在西北部视觉出行环境建设最优,区域整体设施服务水平良好。根据步行接驳路径特征,提出路网结构调整、道路断面优化、出入口调整、绿化品质提升的优化对策。     

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。     

考虑反应时间随机性的突发事件救援网络设计

在分析有关研究的基础上,构建随机反应时间条件下应急救援网络的优化模型,将反应时间的随机性、需求点受威胁人员数量和事件概率作为需求点权重,考虑救援设施的工作量约束和到达时间约束,以各救援设施覆盖的需求点收益期望值最大作为目标,以各救援设施位置和分别覆盖的需求点作为决策变量.通过设计求解该模型的遗传算法,求得最优救援设施网络和救援布局方案.并通过算例验证了模型和算法的有效性.     

重载铁路通道空车列车回送运输方案的优化

对重载运输空车调整的问题进行分析，并基于重载铁路具有空车运行方向确定、空车调整以列为单位、空车方向线路通过能力大的特点，结合重载运输装、卸车端的重空车组合、分解的货流流向需求、装卸车时间窗需求，制定大列和小列协同配合的空列车调整方案。以重载铁路一个工作日全部空车列车的总旅行时间最小为目标，建立了一个线性整数规划模型。根据模型特点，基于数学求解器编程对模型进行求解，以获得不同类型空车列车的开行方案。最后，通过一个重载运输通道的空车调配问题进行数据试验，能够在较短的时间内得出优化的空车列车的调整方案。通过实例验算，该模型能够为重载运输铁路运营企业的空车调整工作起到一定的辅助决策作用。     

高速铁路综合维修计划编制方法优化研究

综合维修计划是高速铁路开展维修工作的基础,对确保维修工作的顺利开展具有重要意义。概述我国高速铁路维修计划编制现状,在既有研究的基础上,针对高速铁路综合维修计划编制的特点,将综合维修计划编制抽象为广义指派问题,以综合维修天窗利用率最大化和维修费用最小化为目标,建立综合维修计划编制的双目标整数规划模型,设计基于分层序列法的启发式算法,最后通过算例进行检验,结果表明该方法有效,能够得到天窗利用率最大、大型机械使用费最小的维修计划。     

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。     

基于虚拟编组技术的城市轨道交通列车延误跳停调整研究

针对城市轨道交通突发列车延误问题,为恢复正常行车秩序和保障总体乘客出行效率,提出基于虚拟编组技术的列车跳停调整方法。首先,分析虚拟编组技术下的列车运输组织模式,总结虚拟编组技术支持下的列车跳停调整优势,以乘客总旅行时间最小为目标构建延误条件下的列车跳停调整模型。然后,采用遗传算法对模型进行求解。最后,通过算例分析将传统跳停调整策略和基于虚拟编组技术的跳停调整策略进行对比。结果表明,在列车延误条件下,基于虚拟编组技术的跳停调整方案相较于传统跳停调整方案能减少15.64%的乘客总旅行时间,保障乘客的出行体验,提高总体乘客的出行效率。基于虚拟编组技术的跳停调整方案可为城市轨道交通列车延误问题提供新的方法性借鉴。     

城际铁路设站城市选择优化模型

为给城际铁路车站设置提供更加合理的决策支持,在对城际铁路设站城市选择问题描述的基础上,将城市是否设置车站、两城市之间是否修建城际铁路作为决策变量,以决策变量逻辑约束、车站覆盖约束、绕道率约束和已知变量约束作为约束条件,选择城际铁路和车站修建费用之和最小作为目标函数,构建城际铁路设站城市选择优化模型。设计算例验证模型,结果表明模型求解速度快,并具有准确性和有效性。     

铁路应急物资运输网络中RAP问题的集成优化模型

通过概述国内外对铁路网络失效线路修复和应急物资配送问题的研究成果,针对RAP问题,将铁路运输网络中的修复失效线路与应急物资配送问题进行集成优化,以提高铁路应急物资的配送效率。首先对铁路应急物资运输网络进行脆弱性评估,其次以物资配送总效率最大和修复路径总延时最小为目标建立RAP的集成优化模型,然后利用0-1变量将模型转化为计算软件易于操作的规划模型,最后通过算例分析验证该模型的可行性和实用性。     

基于路网的多车种空车调配优化方案研究

在分析现有典型空车调配模型特点的基础上,基于路网结构,核心考虑区间通过能力和不同车种间代用因素,将空车调配相关的走行费用、车种代用费用,以及库存费用共同纳入目标体系,构建了多车种空车调配改进模型,使空车调配更加符合铁路运输实际.通过算例模拟分析,验证了模型的可行性.     

基于多种速度客运服务网络的客流分配优化模型研究

铁路客流分配在铁路网规划和项目前期研究中发挥重要作用.随着高速铁路的扩大,铁路客运产品呈现多样化,铁路客流分配面临多种速度产品相互影响以及不同速度线路如何分担客流的问题.在分析铁路客流分配研究现状的基础上,着眼速度这一服务属性,设计了多种速度的立体式服务网络,并基于服务网络构建了铁路客流分配优化模型,模型以系统总费用(包括运输费用、时间成本和未满足需求罚费用)最小化为目标,兼顾运输能力和运输需求约束,最后通过京沪通道的算例分析,验证了模型的有效性.