大规模复杂路网条件下的快速径路搜索算法研究

我国铁路建设规模日益扩大,路网连接关系错综复杂,在满足铁路运营条件基础上,快速制定出合理、有效的列车行车径路方案变得更加困难。传统径路搜索方法如深度优先算法、广度优先算法和A*搜索算法等已不能满足大规模复杂路网条件下径路的快速搜索。为了解决大规模复杂路网条件下最优径路的快速搜索问题,对比分析传统的径路搜索方法优缺点,选择基于双向搜索算法的基础上,引入限定车站属性搜索、优化车站节点搜索、向量限定搜索、限定节点分支递归深度、建立现行列车径路库等优化策略来提升搜索算法的执行效率,双向搜索优化算法能够快速规划列车径路方案,保证算法的良好性能,为开行方案、运行图计划提供理论支撑,对优化运力资源配置、提升路网管理水平具有重要意义。     

高速铁路车站作业妨碍分析与能力利用率计算

作业妨碍是影响车站能力利用效率的重要因素,准确计算分析高速铁路车站作业妨碍程度与能力利用率对调整列车经由、合理设置停站具有重要意义。从站场布置形式、车站间隔时间、作业类型及构成等方面综合分析了高速铁路车站作业妨碍的主要影响因素,提出车站作业妨碍可以分为接发列车间的作业妨碍、接发列车与出入库间的作业妨碍2类;结合计算机仿真构建了车站作业妨碍时长判别计算流程;综合考虑高速铁路车站接发车作业过程与理想接发车作业时间,优化提出包含作业妨碍时间的高速铁路车站通过能力利用率计算方法;以上海虹桥站为例,分析了其高速场作业妨碍特征与能力利用率,并从车站作业组织、动车组交路等角度提出优化其能力利用的建议。     

高速铁路网规划和运输组织的理论与实践初探

根据高速铁路的技术特征，对高速铁路、城际铁路的线路走向、车站及站场布局、与其他交通方式无缝化衔接、主要通道客货分线运输、旅客列车运输组织协调等因素进行了分析，对高速铁路路网规划、运输组织理论作了初步探讨，并对高速铁路网规划建设和运输组织实践作了简要分析。     

适应高速铁路自动驾驶系统的列车运行计划调整策略研究

高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统是铁路智能化发展的重要组成部分,其应用实现了列车运行多项功能的联动控制,显著提升了高速铁路自动化水平,减轻了工作人员的劳动强度。我国铁路网密度大、运用场景复杂,列车运行计划实时调整难度较大,对ATO系统运用有更高的要求。基于ATO系统工作原理,分析ATO系统与运行计划的关联关系,总结列车运行计划与ATO系统适应性存在的不足,提出了适应ATO系统的列车运行计划调整策略,可以为优化ATO列车运行计划调整策略、提升高速铁路服务水平与效能提供支撑。     

高速铁路车站作业建模及仿真系统研究

在系统仿真特性分析的基础上,选择赋时有色Petri网和进路冲突图组合模型、列车牵引计算模型作为高速铁路车站作业仿真的离散事件及连续变量仿真模型,构建高速铁路车站作业建模及仿真系统功能架构,以实现系统高效建模为目标研究高速铁路车站站场图建模和时刻表生成方法。在此基础上,研究开发了高速铁路车站作业建模及仿真系统,并使用该系统对某高速铁路车站高速场进行建模与仿真,为高速铁路车站作业仿真输入、处理、输出提供完整的解决方案。     

德国柏林中央客运站铁路车场设置及作业方式研究

德国柏林中央客运站集高速铁路、普速铁路、城市快轨和地铁于一体,日接发列车1300多列,是欧洲铁路网中重要的客运枢纽。柏林铁路枢纽的东西线和南北线在该站交汇,东西线方向设有2个独立的铁路车场,南北线方向设有1个共用的铁路车场,3个铁路车场均为贯通式布置。为提高车站接发车能力,该站主要办理通过列车,兼有部分始发终到列车。每个车场设置各有特点,列车作业组织紧凑有序,到发线利用率高。柏林站车场设置及作业方式可以作为大型铁路枢纽车站设计与作业组织的典型案例。     

高速铁路动车组集群运行仿真技术研究

针对我国高速铁路发展运营水平需求与运输组织管理手段不足之间的矛盾,提出一种基于多线程同步事件驱动耦合机制的高速铁路动车组集群运行仿真模型。以铁路局集团公司真实LKJ数据作为仿真基础,映射曲线坡度限速等线路信息并抽象化,将动车组牵引计算作为研究对象,对单列列车运行进行建模。结合CTC系统及CTCS-2/3级列控系统机制,应用并实现多列列车追踪场景仿真,通过深度耦合关系构建与路网相匹配的车站拓朴图与运营区间,进而基于时刻表与列控模型实例化车次信息,实现动车组集群运行仿真平台搭建。最后以真实路网实际线路设备数据为基础进行验证,实验结果表明,平台可实现列车集群运行仿真,并可为评估列车运行状态、运行图调整评价与既有线改造评估提供支撑手段。     

北京南至唐山开行动车组列车运输能力适应情况研究

在阐述京沪高速铁路京津联络线开通运营后北京南—唐山间开行高速动车组列车运行径路和站场情况的基础上,分析主要区段区间通过能力、主要车站(场)能力、动车组检修能力等运输能力适应情况,提出运行径路方面的建议,并且从增加动车组列车检修能力、启用北京南高速场尾部折返线、唐山站存车线补强3个方面进行能力补强以提高区段运输能力。     

基于极大代数的高速列车运行延误模型研究

基于极大代数线性系统理论和运行图建立列车运行模型状态矩阵,分别研究建立列车顺序运行和区段列车或越行列车2种情况的列车运行系统。通过对线性系统输入矩阵或初始状态矩阵的参数设置,可以对任意列车在任意停站车站的发车时刻增加延误扰动,并基于所加扰动导致的延误列车本身及其他被影响列车的延误情况研究高速铁路列车运行延误模型。最后以某高速铁路实际列车运行情况建模,并通过仿真进行计算分析,验证模型的可行性。     

高速铁路北京南站高速场能力研究

目前我国高速铁路车站普遍存在能力利用不均衡、车站与区间能力不协调等问题,制约着车站的能力。在阐述高速铁路北京南站概况的基础上,从北京南站高速场的列车进路方案、列车间隔时间、咽喉通过能力、到发线通过能力、列车混跑能力等方面对高速场能力进行分析,提出提升北京南站高速场能力建议。研究结果表明,北京南站高速场咽喉能力是能力限制的主要因素,可以通过升级车站设备、优化运输组织方案、优化列车运行图、提升作业效率等措施,有效提高北京南站高速场能力。     

京沪高速铁路列车运行模式研究

基于运行图数据,研究京沪高速铁路不同运营时期的运输组织模式,分析不同速度列车共线模式下京沪高速铁路的运能结构变化,探讨高速铁路列车运行模式发展趋势。在分析本线全程列车始发时段与停站次数的关系,研究本线列车开行的周期规律。结果表明,2018年底京沪高速铁路区段通过能力利用存在较大的不均衡性,能力限制区间为徐州东-蚌埠南;分析列车运行模式存在的问题,提出"区域路网直达+跨区域换乘"的运行模式是高速铁路列车运行模式的发展方向。     

合肥铁路枢纽能力利用分析与优化改造策略研究

在阐述合肥铁路枢纽概况和枢纽能力利用影响因素要素的基础上，在列车运行图参数方面，运用仿真计算法对车站(合肥北城站)、区段(合肥北城—合肥南合福场区段)、车站区段(巢湖东站及相邻区段)进行分析；在列车开行方案方面，运用理论分析、实际分析对列车运行径路(京港高速铁路)、列车流量(合蚌高速铁路)、普速铁路客运服务产品进行分析，探究合肥铁路枢纽能力利用的薄弱环节。研究结果表明：在基础设施方面，改造合肥北城—合肥南合福场区段线路，改造巢湖东合福场东咽喉，优化京港高速铁路；在列车开行方案方面，加强对接京沪高速铁路，加开动力集中型动车组，调整枢纽内列车运行径路；综合采用上述措施可以有效提高合肥铁路枢纽运输能力、效率和竞争力。     

关于高速铁路车站到发线运用优化研究

部分大型高速铁路客运站同时办理普速列车和高速列车的作业,车站列车种类多、作业过程复杂,对站场的设备要求多样化,确定合理的到发线运用方案对有效运用站场设备,提高运输效率至关重要。根据不同种类旅客列车在站的技术作业特点,以有利于行车技术作业和合理运用车场设备为目标建立到发线运用优化模型,并设计了求解算法。     

高速铁路客运站能力计算与分析

在阐述国内外高速铁路车站能力比较的基础上,从车场布置、运输组织和客运服务3个方面对国内具有代表性的上海虹桥站、广州南站、长沙南站的车站通过能力影响程度进行分析,其能力主要受到咽喉区的限制。结合国外高速铁路高能力的特点,提出改善车站通过能力的措施,即通过车场独立运行、站外疏解、简化咽喉区结构优化站场设计,减少立折列车在站作业时间、平衡到发线利用率、均衡办理列车出入段、采用分散自律的CTC系统完善运输组织。     

大西高速铁路高速综合试验行车安全卡控的实践与探索

大西高速铁路高速综合试验是我国高速铁路实现"自主化"和"再创新"的重要依托。在阐述大西高数铁路高速综合试验段运输组织特点的基础上,针对综合试验段无固定运行计划、非正常行车常态化等行车组织工作特点,为保证试验列车的运行安全,创新完善《列车运行提示卡》这一确保运输组织安全的新卡控办法。通过分析《列车运行提示卡》的产生过程,提出《列车运行提示卡》的使用办法。实践表明,《列车运行提示卡》可以实现列车进路、信号、运行方向的防错办;解决特定场景的行车组织困扰;提高不同工种间的协调联动水平;防控试验运输组织方案错漏的安全风险。     

突发事件下高速铁路列车运行调整研究

列车运行调整属于大规模的组合优化问题,其约束条件多,求解复杂,而突发事件下运行调整难度进一步加大。基于高速铁路采用的准移动闭塞制式,综合考虑列车区间运行时间、发车时间、停站时间、车站到发线数量以及追踪间隔时间等约束,以所有列车的总延误时间最小为目标,建立突发事件下的列车运行调整优化模型,利用具有动态变化惯性权重的粒子群算法求解模型。分析表明:突发事件下的列车运行调整优化模型及算法可以满足突发事件下高速铁路列车运行调整的时效性要求;动态变化惯性权重的粒子群算法具备较快的收敛速度与较强的局部挖掘能力。     

时速400km高速铁路列车追踪间隔仿真研究

我国高速铁路经过多年发展,列车运营速度达到350 km/h,居世界前列,正在全面推进CR450科技创新工程,研究400 km/h速度等级铁路关键技术。列车速度提升后,其制动距离可能延长,进而影响高速铁路追踪间隔,降低高速铁路通过能力。为研究高速铁路运营速度提升至400 km/h后的列车追踪间隔变化规律,阐述列车运动过程与受力、车载ATP列控设备、列车运动方程式等列车追踪间隔仿真计算原理,采用模拟线路和实际线路仿真计算方法对400 km/h高速铁路列车到达追踪间隔进行研究,分析400 km/h高速铁路追踪间隔在不同动车组制动距离、不同车站咽喉长度、不同长大下坡道坡度,以及不同类型车站和股道运用方案时的差异,从而提出400 km/h高速铁路列车追踪间隔优化对策,以更好提升我国400 km/h高速铁路运营水平,推动CR450科技创新工程发展。     

铁路客运专线站场排水构筑物的研究

针对客运专线列车运行速度提高、列车荷载的变化、新型路基结构的采用,以及车站排水要求的加强,对客运专线站场排水构筑物进行研究,提出适用于客运专线站场排水构筑物的型式和材料,并对不同的构筑物进行结构设计。     

充分利用防灾系统信息 确保高速列车运行安全

随着我国高速铁路的快速发展,在追求列车速度的同时,还应在安全防护措施上积极创新。在介绍我国铁路防灾系统情况的基础上,对灾害报警信息直接发送到高速列车上的必要性进行了分析,并且对防灾系统的发展前景和灾害报警信息的传输发送方式进行了探讨,说明防灾系统在高速列车上的运用可以有效提高列车运行的安全性能,是未来高速铁路发展的必然趋势。     

车站列车调度甩挂作业系统设计与应用

为了使铁路局的运输、调度部门和车务段能直接掌握所属各车站的站场存车情况和列车运行状况,开发并推广应用了列车调度甩挂作业系统。在论述系统设计目标和各项作业流程的基础上,给出了系统结构设计和功能模块,介绍了系统主要技术和在广州铁路集团公司调度所及管内各中小站的应用效果。