考虑用户行程时间不确定性的共享汽车调度鲁棒优化研究

单程共享汽车服务模式的快速普及,导致因用户需求潮汐性引发的车辆在站点间失衡问题日益严峻,如何更加有效地组织车辆调度是共享汽车运营企业亟需解决的问题。在用户用车需求全部满足的假设前提下,建立一个共享汽车车辆调度确定性模型,并应用鲁棒优化理论,推导出该确定性模型对应的鲁棒对等模型。选取Evcard位于上海市嘉定区的5个站点作为案例进行分析,验证了所提模型的有效性。结果表明,用户行程时间不确定性对系统成本具有重要影响,随着用户行程时间不确定性波动上界的增大,系统成本增加明显,但鲁棒模型所增加的成本远小于确定性模型下风险发生时所造成的损失,为共享汽车企业制定车辆调度方案和控制运营成本提供了新思路。     

通用调度命令系统

为解决调度命令通用性和扩展性较差的问题,运用以工作流管理为核心的多维理论和技术研发调度命令系统。通用调度命令系统体系框架确定系统的理论框架、技术框架、服务框架及实现框架,决定系统的构成形式,以及系统功能模块与接口等。理论框架包括时空理论、网流理论、智能理论。技术框架是系统采取的技术路线,包括工作流管理技术、模板技术和基于导航的软件自动生成技术。服务框架是为满足用户的现实需求和扩展需求而明确系统应具有的处理能力。实现框架采用基于MVC模式的J2EE框架。基于工作流管理的通用调度命令系统实施经历了过程定义、过程优化、系统开发和系统执行四个阶段,形成互联互通、集中统一的调度命令数据源和工作流。     

微服务在铁路调度管理系统改造中的应用

铁路总公司调度系统难以满足其调度工作需求，采用微服务改造后，提高了系统适用性和扩展性。文章分析铁路总公司调度管理系统的现状与问题，总结研发工作的内容与特点，介绍微服务在满足业务需求、解决复杂问题、加速交付过程、提高系统扩展性等方面的应用实践，并提出了铁路总公司调度管理系统的完善措施与发展方向。     

城市轨道交通车站配线的研究

以列车运行的安全性、准时性、捷达性和经济性为出发点,指出车站配线的基本目的是为列车调度运行服务,提高列车调度机动性,灵活解决实际运行中的多种状态和功能需求。根据实际运营的需求和不同的功能要求,车站配线可以分为折返线、待避线、停放线、渡线、联络线、支线接入线、车辆出入线和安全线等8类。车站配线的设置必须从线网布局、车站分布、客流断面分布特征等全局考虑,并对客流预测、运行交路、发车密度、停站时分、列车满载率等基础要素进行分析。通过分析典型图例,研究了配线的分类、站点与配线的分布、配线的形式之间的相互关系,总结了配线的规则以及配线设置中需要注意的问题。     

基于分时客运需求的客运专线列车运行图优化

针对客运专线运输组织特点,建立客运专线列车运行图优化模型,模型在考虑列车总旅行时间与运行图均衡性目标的同时,增加区间服务频率偏差目标,以体现不同时间段客运需求的差别。在此基础上,提出基于循环布线的列车运行图模拟退火优化方法,得到分步循环优化各列车运行线布置的理想方案,生成具有一定满意度的初始列车运行图,再利用模拟退火算法实现运行图的全局优化。算列分析结果表明:该方法可以快速有效地实现客运专线列车运行图的优化,解决了不同时间段列车服务频率与客运需求不相匹配的问题。     

铁路突发事件应急救援设备调度优化研究

铁路突发事件具有不确定性、灾难性及救援时效性等特点,其应急救援资源的调度优化关系到救援工作的顺利开展。基于对铁路突发事件种类及其应急救援资源需求的分析,提出静态应急救援能力需求条件下的设备调度问题,建立最小化应急救援结束时间和调度费用的双目标优化模型,出于对应急救援工作时效性的考虑,设计以应急救援结束时间优先的两阶段启发式算法。算例表明:采用该启发式算法制定的应急救援设备调度方案优于先到先参与的调度策略,能够在不影响救援工作结束时间的前提下,有效地节省设备调度费用。     

铁路危险货物办理站点合理配置理论体系研究

铁路危险货物运输办理站的配置，涉及到需求分布、设置地点、城市规划、环保要求、业务功能及与其他运输方式的分工、衔接等，是一个复杂的系统工程。系统讨论铁路危险货物办理站点合理配置的内涵、任务、原则、目标，分析办理站点合理配置中的各种平衡关系，研究办理站点配置模拟模型与优化模型的优点和不足，提出在办理站点合理配置中优化模型与模拟模型的有机耦合技术的理念，构建铁路危险贷物办理站点合理配置的理论体系框架。     

DSS1信令在编组站数字调度专用通信系统组网中的应用

为提高铁路编组站数字调度专用通信系统的实时性、便捷性、稳定性和安全性,结合兰青二线引入兰州西编组站工程,以中间站和编组站业务需求为基础,针对铁路数字调度专用通信系统常规组网模式的不足,将1号数字用户信令系统DSS1信令(30B+D)植入编组站数字调度通信系统组网中,利用简单的网络结构和极少的传输资源实现编组站复杂而不确定的通信需求,解决以往组网结构臃肿、配置复杂和维护繁琐的问题.该组网方案的成功优化及顺利开通为大型编组站相关设计提供借鉴.     

地铁运营中断下公交桥接疏运车辆应急调度模型及算法

在地铁线路发生较长时间的运营中断事件下,从公交既有停车场或首末站调派公交车辆,为中断地铁车站的受影响乘客提供快速、有效的公交桥接疏运服务,是提高城市公共交通系统应急联动管理水平和服务可靠性的必要手段。本研究针对公交桥接疏运车辆应急调度问题中"疏运需求远超单辆公交车辆运能"的特征,以完成各中断站待疏运乘客的总疏运时间最小化为优化目标,建立公交车辆多循环应急调度优化模型,将动态系统仿真方法整合到带特定变异算子的改进遗传算法中求解模型,并进行实例验证。对比分析表明,本文设计的改进遗传算法在求解效率、求解效果和算法稳定性方面均优于标准遗传算法,能够有效提高公交桥接疏运效率、降低疏运成本。     

高速铁路行车调度节能运行图编制方法研究

针对高速铁路行车调度节能需求的现状,以列车在区间运行效率最高和总能耗最低为优化目标,提出以区间运行时间和停站时间为输入变量,对能耗成本和运行时间进行优化,建立节能运行图编制模型.通过仿真实验,结果表明在列车运行图编制中,考虑适当地增加列车运行时间和优化停站方案时,可以节省很多列车运行能耗.     

编组站调度计划随机机会约束规划模型及算法研究

运用随机规划方法,研究列车解编时间随机变动情况下编组站阶段计划的优化编制问题,建立了以压缩车辆中时和减少出发列车晚点时间为目标的随机机会约束规划模型。将模型中的随机机会约束转化为相应等价形式,从而将随机规划模型转化为确定性模型,并提出了一种改进遗传算法对之进行求解。该算法基于列车解编顺序对染色体进行编码,并针对问题的特殊性设计了相应的交叉和变异操作。算例表明,设计的改进遗传算法能够在较短时间内收敛至最优解,编组站阶段计划的随机机会约束规划模型能取得可靠性更高的调度计划,为改进编组站的决策质量提供了一条解决的途径与方法。     

并行文件系统在车站系统备份中的应用

分析车站系统数据库和应用程序备份需求，深入研究GPFS并行文件系统的基本框架和功能特点，将新投产主机加入到既有的GPFS集群，实现对集群内共享存储的实时并发访问，解决了车站系统生产数据第三方集中备份以及应用应急恢复问题，达到了整合备份资源、规避单点隐患、节约备份成本的目的，进一步确保了铁路的信息安全生产。     

基于代价敏感RBF神经网络的道岔故障诊断系统

针对铁路道岔故障中几种常见类型故障,为尽量减少道岔故障误分类所造成的损失,特建立基于遗传算法的代价敏感RBF神经网络模型以及基于该模型的道岔故障诊断系统。模型通过建立代价敏感适应度函数,实现基于遗传算法的RBF神经网络向代价最优的方向进行随机搜索。利用某车站道岔动作电流监测数据进行验证,证明系统能够提高故障数据的识别精度,降低故障数据的误分类代价。该系统可帮助维护人员快速、准确地对道岔故障进行诊断,缩短故障处理时间,提高铁路行车的安全性。     

基于深度Q网络的轨道交通客流控制

针对高峰时期城市轨道交通因有限运能,不足以满足乘客出行需求而引发的安全问题,需要采取客流 控制策略来调节进入车站的客流量,以缓解车站拥挤。提出一种基于强化学习深度 Q 网络的多站协同控制模 型,用来优化每个车站在一定时间内的进站量,以最小化地铁车站乘客的站台超限量、平均等待时间,提高 客流控制强度的综合效益。以北京地铁八通线为例进行仿真实验,验证该方法的有效性。仿真结果表明,所 提出的模型可以在客流控制强度较低的条件下有效地降低乘客等待时间,提高乘客出行效率,有助于缓解车 站的乘客拥堵。     

基于断面客流特征的城市轨道交通行车组织优化方法

以西安地铁4号线为例,基于线路设施和断面客流特征条件,提出了行车组织的优化方法。根据车站条件进行折返适宜度分析以确定小交路区段,分别以乘客服务水平最高和运营成本最小为目标并考虑一定的约束条件构建目标函数,结合Rail Sys软件仿真得到的线路拓扑结构确定了不同交路区段下的列车运行时分及速度,据此标定了模型参数。建立了多目标函数,并利用基于隶属度的算法得到了模糊最优解,求解出大小交路的列车编组数量及行车间隔,给出高峰时段的行车方案。模型计算结果表明,和原设计方案相比,优化方案在满足乘客需求的同时可有效节约运营成本,并显著提高客流时空分布不均衡状态下的线路断面满载率。     

铁路车站进路选择优化模型及求解算法的研究

铁路车站进路选择是车站运输组织的基础,合理地安排车站内各项作业的运行进路及其排列时机有利于提高运输生产效率,节约生产成本。本文以一般技术站为背景,从数学规划的角度研究车站进路的自动选择方法。通过定义衔接点和承载点,建立了车站网络的描述方法。以作业晚点时间最短以及各进路的总走行时间最短为目标,以避免车站作业的时空交叉、满足作业计划要求为约束构建了车站进路选择的数学规划模型。利用进路选择和进路排列时间的映射关系,把进路选择模型转化成一个等价的0-1整数规划模型。针对模型的非线性特点,以模拟退火算法为基础,提出了适合求解进路选择模型的复合优化算法。通过算例验证了模型的正确性以及求解算法的有效性。     

基于分布式云架构的铁路客运站智能应急指挥系统设计

设计基于分布式云架构的铁路应急指挥系统，解决当前铁路车站应急指挥业务智能化、一体化不足的问题。通过将应急数据及各类应急服务部署在各车站应急云平台的方式，实现对车站设备、设施、系统软件，人员、环境等资源的横向一体化监控，对突发事件预案、组织、响应、处置、恢复和评估等过程的纵向一体化管理。试运行结果表明，基于分布式云架构的铁路客运站智能应急指挥系统技术方案满足铁路应急指挥的发展要求。     

铁路客票快速经由算法的研究与实现

为解决铁路既有运能和路网布局导致的高峰期无票及小站间无直达车的问题，以计算推荐换乘站为目的，提出了铁路客票快速经由算法；通过对比分析既有经由算法，根据应用程序实现复杂程度，使用GemFire平台搭建了铁路旅程规划系统模型。经测试，算法准确高效，可实现旅客有效中转换乘，提高铁路客运资源利用率。     

基于iBeacon的站内定位导航系统设计研究

通过研究国内外室内定位技术应用现状,分析在铁路车站内基于iBeacon实现定位、导航,构建站内导航系统的可行性。提出了基于iBeacon的指纹匹配定位算法,采用面向服务的架构体系,融合多源系统异构数据,提出并设计了站内导航系统总体架构、逻辑架构及网络架构。设计了站内导航系统的功能,满足了旅客在站内对位置服务的需求及对站内外导航接续服务需求。利用大数据分析及数据挖掘技术为铁路车站工作人员提供了站内商业智能分析。通过系统的建设能够解决旅客在站内“迷路”的难题,提升旅客出行体验,改善客运服务质量,降低客运服务成本。     

单线区间列车最优运行次序的量子遗传算法

讨论在单线区间上以车站接续时间最好为目标的优化列车运行次序问题.首先建立该问题的数学模型,然后结合排序理论给出求解该问题的一个量子遗传算法,阐述算法的实现方法.通过对某车站实际运行图实例计算结果表明,该算法能在较短的时间内以97%以上的概率得到最优解,所得接续时间较实际运行图减少约31%.