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。     

武广高速铁路新旧运行图交替方案编制方法探讨

针对武广高速铁路列车开行情况,通过对动车组的来源与运用,开行日期、停运或加开列车的确定,以及列车编组内容等方面的分析,研究武广高速铁路新旧运行图交替方案的编制方法,并以武广高速铁路第三阶段、第四阶段运行图的交替方案为例,在编制方法的实际应用中,给出新旧交替过渡时期的动车组交路安排,但交替方案的优化还有待进一步的深入研究。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高速铁路成网条件下长距离列车开行模式研究

我国高速铁路网基本形成,长距离列车开行模式选择对于高速铁路成网条件下列车开行方案设计具有重要意义。为提高高速铁路长距离列车的运输效益,充分考虑直达或中转客流需求、动车组运用与检修、高速铁路运输组织对长距离列车开行模式的影响,建立高速铁路长距离直达或中转换乘选择模型,并研究其求解。以2020年新增高速铁路长距离起讫点为对象,进行长距离直达或中转换乘选择的实例论证,提出兰州—青岛、北京—兰州、北京—银川等12个起迄点之间新增开行高速铁路长距离直达列车的规划设想。结果表明,应用长距离直达或中转换乘选择模型能够解决高速铁路成网条件下长距离列车开行模式选择问题。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

考虑均衡性的城际铁路列车运行图智能调整方法研究

城际铁路列车运行图的编制与调整是一项难度较大的铁路运输组织工作,亟需实现列车运行图编制与调整的自动化、智能化。运用强化学习方法对城际铁路列车运行图的调整问题进行建模和求解,可以自动、高效地完成运行图的调整与优化任务。选择列车区间运行时分、追踪间隔时间、停站频次、停站时间等为约束条件,建立以运行图的整体均衡性最优为目标的离散时间马尔可夫决策过程模型,设计基于图面打分函数和Sarsa算法的模型训练方法。以某城际铁路为例,验证结果表明:该方法在城际铁路列车运行图的调整中具有一定的应用潜力,还应进一步探索解决高速铁路成网条件下大量跨线列车在长大干线运行的复杂列车运行图编制问题。     

基于等天窗模式下的高速铁路夕发朝至列车开行方案分析

为实现高速铁路夕发朝至列车日常化开行的需求,在阐述列车开行方案现状、天窗设置现状、客流特征及需求分析、卧铺动车组运用现状等高速铁路夕发朝至列车开行现状的基础上,结合天窗内各专业工作项目及天窗需求数量,论证车站隔日开设天窗的理论可行性,提出等天窗模式下的列车开行原则及保障条件,并以高速铁路夕发朝至列车运行时长为优化目标,以到发时间域、沿线车站到发线数量为约束条件,建立数学优化模型,最后以京广高速铁路夕发朝至列车开行需求为实例分析求得可行性方案。     

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。     

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。