京沪高速铁路通过能力影响因素分析

随着高速铁路客流持续增长,特别是在高速铁路成网运行后,以京沪高速铁路为代表的通道型高速铁路线路通过能力日渐紧张。为进一步提高京沪高速铁路的通过能力,在阐述其现有运行图开行现状的基础上,从跨线列车的开行、列车停站、三角区3个方面对京沪高速铁路通过能力影响因素进行分析,并针对跨线列车提出以京沪高速铁路为中心编制列车运行图、减少跨线列车在京沪高速铁路的停站、逐步实现以换乘为主的跨线客流输送模式的建议;针对列车停站提出停站方案与运行图一体化编制和规格化停站、周期化运行图的建议;针对天窗三角区提出充分利用天窗三角区的建议。     

基于规格化列车运行图的京沪高速铁路列车停站方案设计

目前京沪高速铁路列车运行图沿用先直通后管内的编制模式,跨线列车的开行导致列车运行图结构变动频繁、线路通过能力利用率不高等问题,提出先编制本线规格化满能力运行图,后以选线方式挑选跨线列车的运行图编制模式。在阐述高速铁路列车停站方案设计思路的基础上,以满足列车停站次数、均衡性、可达性、最大化利用通过能力为目标构建相应的数学模型并分析其计算复杂度,并提出满足停站目标的实用性启发式编制方法,最后设计周期化京沪高速铁路列车停站方案,以最大限度发挥京沪高速铁路通道能力。     

面向能力运用的京沪高速铁路列车停站方案与运行图协同优化研究

针对京沪高速铁路列车开行需求日益增长的现状,如何提高通过能力紧张区段的列车开行数量已成为亟待解决的问题。基于京沪高速铁路当前列车周期化开行结构,利用区段通过能力与列车停站的紧密关系,考虑区间运行时间、停站时间、车站安全间隔时间、列车和车站停站次数等约束,构建列车停站方案与运行图协同编制模型,通过列车停站方案和到发时刻的协同优化满足京沪高速铁路开行更多列车的实际需求。以京沪高速铁路下行方向列车运行图为例验证模型的可行性,优化列车的停站结构、不同速度等级列车间的待避位置和列车在途经车站的到发时刻,得到了具有更高通过能力运用水平的列车停站方案及运行图,研究结果为更好满足京沪高速铁路列车开行数量需求奠定了理论基础。     

基于可达性的高速铁路列车停站方案优化研究

针对有关列车停站方案与换乘接续研究中的不足,结合高速铁路旅客换乘需求数据,引入可达性定义,首先建立以运行图可达性最大为目标的优化模型,其次提出单亲遗传求解算法,并开发列车运行图自动铺画软件,通过对某高速铁路2011年春运期间运行图的下行列车进行优化,在不改变原运行图骨架、满足运行图标尺的基础上,提高了运行图的可达性和列车平均旅行速度。     

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。     

客运专线通过能力研究

分析了客运专线通过能力计算与既有铁路的不同之处,探讨了客运专线客流区段长度与通过能力之间的关系;重新选定了扣除标准列车,分析计算了中速列车和高速停站列车相对于高速直达列车平均扣除系数的变化趋势,以及不同高速停站列车比例变化时,客流区段高速列车通过能力的变化趋势。     

京沪高速铁路客车开行方案有关问题的研究

在分析日本新干线运营经验的基础上，结合我国铁路的实际情况，对未来的京沪高速铁路中有关旅客运量的分解、列车的停站方案、运行图的铺画格式、高速动车组的运用方式等进行了初步研究。     

东海道-山阳-九州新干线列车运行图分析及启示

东海道-山阳-九州新干线是日本主要经济圈的核心线路,代表运输组织水平的行车密度、追踪间隔、旅行速度等核心指标均居世界前列。阐述东海道-山阳-九州新干线的线路基本情况,基于2016年3月的运行图,分析其列车开行范围、列车类型和行车量,统计列车间隔时间及列车成组追踪情况,对其规格化的列车开行结构进行研究,总结归纳日本新干线列车运行图主要特点,认为新干线运行图通过清晰的列车类型及定位、合理的速度控制和高速列车成束追踪运行保证运行图的平行特性,低速列车通过大量待避保证小站服务频率等措施,实现了通过能力、服务频率等方面的共同优化,为我国高速铁路尤其是繁忙干线的列车开行模式设计和运行图铺画提供借鉴。     

高速铁路列车追踪间隔时间计算方法

随着高速铁路行车密度的加大,高速铁路线路能力日趋紧张,传统的以固定追踪间隔时间排布运行图及进行运行方案调整的方式较为粗放,很难准确反映列车追踪情况。为充分利用列车运行图能力,在阐述列车追踪间隔时间分类的基础上,根据追踪列车在站停站与否,对精细化的列车追踪间隔时间计算方法进行分析,考虑前行列车与后续列车在站停站差异及列车加减速性能差异,提出最小列车追踪间隔时间的计算方法,最后进一步探讨不同速度等级列车追踪时间计算方法,为提高高速铁路日常运营组织灵活性提供理论参考。     

高速铁路停站方案对通过能力影响的研究

高速列车和动车组列车在高速铁路上混跑是我国高速铁路现阶段的运营模式之一,这种模式下停站方案的制订既要满足旅客需求,又要较好地利用通过能力,因而有必要定量地研究停站方案对通过能力的影响机理。在阐述现有研究方法的基础上,引入统计分析法来分析停站方案对通过能力的影响,并从高速列车停站对通过能力影响和动车组列车停站对通过能力影响2个方面进行量化研究,给出停站方案的主要因素与通过能力之间的定量关系,为停站方案的制订和优化提供理论指导。     

面向服务间隔时间的列车运行图优化方法研究

合理地确定列车服务的间隔时间,能有效提高运输资源利用率,较大程度地提高列车服务质量。结合我国当前高速铁路运营特点,分析以服务间隔为主要考虑因素的列车开行模式的主要特点,构建面向服务间隔时间的运行图优化模型,并设计基于遗传原理的综合优化算法对优化模型进行求解。以京沪高速铁路实际运营数据为基础进行实例分析,结果表明,面向服务间隔时间的运行图优化方法在实现对停站方案与运行图的一体优化的同时,能够有效提升运行图中车站服务间隔的均衡性,提高车站服务水平。     

高速铁路夜行列车开行和天窗设置优化研究

在阐述国内学者对高速铁路综合维修天窗研究的基础上,分析高速铁路夜行列车运行时间带与天窗开设时段的关系,进而提出夜行列车开行与天窗设置优化模型,其基本思路为:根据夜行列车的合理始发和终到时间带范围,确定夜行列车开行区段集;以满足天窗开设时长为基本要求,自动调整夜行列车停站方式以待避天窗,自动生成夜行列车运行图和分段矩形天窗开设方案。最后通过算例验证优化模型的适用性。     

客运专线客流密集区段周期运行图编制研究

分析国外高速铁路运行图的特点,提出采用适合我国客运专线的周期运行图,并对其铺画原则进行了探讨。通过对客运专线客流密集区段周期运行图的实际铺画,验证了所提出原则的可行性。     

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。     

路网条件下高速铁路列车开行模式的探讨

高速铁路部分区段能力紧张、运行图铺画难度大、动车组运用不够经济合理等是目前我国高速铁路旅客运输中存在的比较突出的问题。结合我国高速铁路运营的实际情况,同时借鉴国外高速铁路的列车开行经验,提出现阶段我国高速铁路以直达为主、换乘为辅的开行模式,同时逐步减少长途动车组列车数量,条件成熟时逐步以本线换乘为主。针对高速铁路部分区段存在能力紧张的问题,提出高速铁路列车开行方案优化的对策。     

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。     

高速铁路周期化列车开行方案研究

分析日本和欧洲等国家高速铁路的周期化列车开行方案,指出其列车运行组织的实质和特点,并以此为基础,提出首先将运行图进行简化,构建周期化列车开行方案模型,将方案编制过程分为制订轮廓方案、铺画周期方案线、格式化编排3个阶段。为合理铺画周期方案线,结合我国高速铁路实际条件,分析论述了实现周期化运输组织的关键问题。     

列车运行图布线方法研究

针对列车运行图的铺画,在有关研究的基础上,设计了基于运行线分解的列车运行图布线方法。根据列车运行图的布线条件及冲突解决方法,通过在列车-区间动态搜索树上寻找一条由初始节点出发至结束节点的路径,并据此得到较好的运行图铺画方案。该算法适用于周期、非周期、单线和双线列车运行图,能在较短的时间内解决运行线的冲突问题。数值算例结果表明,其对中小规模的运行图收敛速度较快。     

城际铁路区间通过能力计算方法探讨

针对城际铁路客流具有时段性和周期性的特点,以及对运输质量的要求,在对列车运行图进行结构分析描述的基础上,采用最小列车间隔时间法和低速列车扣除系数法相结合的方法,计算城际铁路区间通过能力。其中,分析了各种速度列车情况下的低速列车扣除系数,并对相关参数进行了说明,阐述了非时段性和高峰小时的区间通过能力计算方法。     

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。