区域铁路车站股道运用在线融合实时调整优化方法

区域铁路网络化运营背景下相邻车站股道运用经由列车运行和到发时刻呈现强关联及时效性特征,易受突发事件影响,股道运用在线调整是列车运行调整的重要内容。基于双层规划理念,兼顾区域铁路多站股道运用在线协同编制和列车时刻表调整,构造抗二次干扰能力评估函数,统筹考虑列车最小停站时间、接发车和股道占用最小安全间隔时间、进路占用等约束,建立以时刻表波动性最小和抗二次干扰能力最大为优化目标的列车时刻表动态调整模型、以股道占用整体波动性最小和均衡性最大为优化目标的多站股道运用在线实时调整优化模型,并以车站实际到发时刻为融合因子,构建区域铁路车站股道运用在线融合调整双层规划模型;基于多站股道运用、时刻表之间的正反馈-负反馈作用机制和模拟退火思想,设计多站股道运用在线融合实时调整启发式求解算法,提出一种兼顾调整方案波动性、抗二次干扰能力和均衡性的区域铁路车站股道运用在线融合实时调整优化方法。算例分析表明：所提方法在兼顾调整方案波动性、抗二次干扰能力和均衡性的同时,能高效制订出合理的区域铁路多站股道运用在线融合调整方案,满足实时调整强时效性的要求,能够为区域铁路多站股道运用在线协同编制和列车运行实时调度管理提供...     

高速铁路列车运行调整策略的研究

设置合理的调整策略是保证高速铁路列车运行调整质量的重要条件。本文介绍综合评价不同调整策略的关键技术，并利用列车运行组织模拟实验系统，对多种运营条件下的列车运行调整策略进行模拟分析，为优化高速铁路列车运行调整提供了方法和决策依据。     

高速铁路天窗设置与夜间列车运行协调优化技术

高速铁路综合维修天窗与夜间运行列车间存在动态影响关系,将天窗设置与夜间列车开行方案进行协同优化有利于降低天窗设置对列车运行的影响。以最小化列车运行时间增加量的权重和为目标,考虑区间运行时分、列车停站时分、追踪间隔时分、综合维修天窗和合理运行时间范围约束,构建了该问题的优化模型并进行修正。针对模型特点设计了模拟退火算法并通过Matlab与Cplex混合编程实现。以京沪高速铁路为例进行的实例研究表明模型和算法具有较好的实用性。     

复线列车运行调整理论与方法的研究

以复线列车运行调整问题进行了详细的分析和描述，建立起相应的线性规划模型。在此基础上，着重分析了求解列车运行调整问题的技术关键（必须确定待调整列车在调整后的相互关系与相互位置），建立了数学模型，提出了求解的计算方法。     

单线铁路列车运行调整优化模型及算法

对单线铁路列车运行调整的优化问题，构造了一个变量数上限为（ｍ－１）ｎ的“约束可选择的”线性规划模型（ｍ为区段内车站数，ｎ为所涉及到的列车数），并说明了在该模型中变量不必作整数性约束的理由。通过论证用一般线性规划的对偶算法求解本模型的可行性，使得该模型的求解问题迎刃而解。最后介绍了求解过程的几点技巧。     

高速铁路客运站到发线运用方案调整研究

针对高速铁路列车在客运站作业时受到干扰导致列车到达晚点的问题,提出调整车站到发线运用方案,保障列车正常运行。建立最小化总晚点时分和最小化列车到发线调整次数的多目标混合整数规划模型;采用分层序列法进行求解;通过仿真实验,实现了列车到发线冲突的有效疏解,验证了该模型及算法的有效性。     

铁路客运站到发线运用和接发车进路排列方案综合优化

在给定站形布局和列车运行图的前提下,研究铁路客运站到发线运用和一端咽喉接发车进路排列的综合优化问题.以列车等级总权重最大化为第1层次优化目标,到发线运用效用最大化为第2层次优化目标,对列车占用到发线和道岔进行相容性约束,建立到发线运用和一端咽喉接发车进路排列方案综合优化的0-1规划模型.提出极大列车进路方案及其k剔除邻域系的概念,以此设计求解模型的模拟退火算法.最后以某客运站一端咽喉区为例验证该模型和算法的合理性.结果表明:模型对实际问题的描述准确,规模较小,算法效率较高,适用于大规模的铁路客运站.     

考虑动车组周转和到发线运用的高速铁路列车运行图优化方法

以列车在车站的作业时间、动车组在终点站的接续时间和车站到发线数量为约束条件,以列车旅行时间和动车组接续时间最小化为目标函数,建立高速铁路列车运行图综合优化模型.模型求解算法主要采用了4种关键技术:以定序列车运行图优化方法化解列车作业时间冲突,以交换列车到发顺序化解到发线冲突,通过保持到发线运用紧张时段的列车到发顺序防止产生新的到发线冲突,运用匈牙利算法求解以动车组最小接续时间为目标的动车组周转方案.算例分析表明,运用给出的模型和算法能够达到整体优化高速铁路列车运行图的目的.     

多类干扰下的高铁列车运行调整优化模型

高速铁路列车运行实时调整一直是行车调度指挥工作中的重要核心任务之一.为解决有多种行车干扰事件(初始晚点、限速和到发线不可用)影响下的列车运行调整问题,针对准移动闭塞行车方式,基于替代图理论,兼顾车站进路调整约束,建立混合整数线性优化模型,设计两阶段近似求解算法,在600 s内可以实现列车变更到发线次数最少和列车晚点延误时间最短的列车调整方案的快速求解.研究结果表明:模型可以同时实现列车运行调整和列车径路优化,相比时间间隔法行车方式,该模型可以有效避免列车在闭塞区间的冲突;有初始晚点的干扰会加剧列车的二次晚点;列车限速值越低会指数型加剧晚点时间.     

考虑股道运用的重载卸车站作业计划优化研究

重载卸车站是重载运输的重要组成部分,实现车站作业计划自动化编制对于加速列车周转时间、提高重载运输生产效率具有重要意义。重载卸车站由于列车在站作业种类多,车站作业计划编制复杂。为实现计算机自动化编制高效智能的车站作业计划,在分析重载列车在车站作业流程的基础上,将重载列车在站技术作业过程转化为对卸车站内到达线股道、存车线股道、卸煤线股道、清煤线股道、组合线股道的5次占用问题,构建考虑股道运用的重载卸车站作业计划模型。考虑到模型属于NP-hard问题,设计微进化算法进行求解,并在微进化算法基础上引入大规模邻域搜索算法中的损坏和修复思想对算子操作进行改进。以朔黄铁路终端黄骅港站某夜间到达的15列重载列车为实际案例,对提出的模型和算法进行验证。研究结果表明：微进化算法所采用的优势基因结构机制能快速有效解决重载卸车站作业计划编制问题,相较于GUROBI求解器,其求解质量在95%以上且求解时间缩短48.16%,同时相较于遗传算法其求解质量提升5.38%且求解时间缩短27.49%。微进化算法得出的优化计划相较于人工编制计划,重载列车在站总时长缩短了389 min,提升了重载卸车站作业计划质量。研究结果...     

基于序优化方法的列车运行调整算法研究

用计算机自动编制列车运行调整方案是铁路行车调度指挥系统中的一个核心和难点问题,其目的是保证列车能够安全、快速、正点运行。以列车旅行时间最少作为优化的目标函数,在建立复杂路网列车运行调整模型的基础上,对其先进行快速初步的评估计算、再引入序优化理论和方法进行求解是解决列车运行调整问题的一个途径。详细论述了序优化方法求解算法的实现步骤,并用大秦重载铁路的一个实际算例证明,序优化理论能够确保以足够高的概率求取到足够好的解。尤其对于计算量大的复杂优化问题,序优化能够明显提高计算效率,比一般的启发式算法至少可节约一个数量级的计算量,较好地满足实际需要。     

铁路车站股道运用排序模型与算法

遵守车站股道运用条件,在引入时间窗、权重和有限度3个参数的基础上,利用排序理论构建车站股道运用排序模型。结合列车在车站的实际作业过程和进路编排,利用启发式算法对模型求解,得到股道运用初始方案。基于排序原则选择、进路编排方式和多方案选优3种解改进策略对股道运用初始方案进行改进,得到股道运用改进方案。利用现代柔性理论,设置1个人—机交互接口,以股道运用可行性为第1优化目标、均衡性为第2优化目标,建立股道运用的柔性模型,按照人—机交互会话的方式进行求解。采用该模型与算法编制的铁路车站股道运用自动编排系统,目前已在广州东站和韶关站初步运用。     

城市轨道交通列车运行延误 及其调整方法

阐述城市轨道交通列车运行延误的概念、分类及其特点,总结单线情况下、共线运营条件下以及网络化条件下列车运行延误传播的规律,分析客流对于网络化列车运行延误的重要影响。从运营角度和乘客角度两方面,对列车运行延误调整的优化模型和方法进行分析和比较。最后,提出网络化运营条件下地铁列车运行延误及其调整方法的研究展望。     

复线列车运行调整满意优化模型研究

基于列车运行调整模型建立的复杂性与求解的困难性,以及满意优化理论在求解大规模组合问题的优越性,将满意优化理论用于复线列车运行调整中,建立了完善的复线列车运行调整满意优化模型,为我国铁路复线列车运行调整优化提供一条新的思路。     

基于智能化应用的列车运行调整模型

基于列车运行调整理论研究现状,在分析现有研究局限的基础上,提出建立列车运行自动调整模型应考虑的4个关键问题:部分非运行图相关信息、动车组接续、交叉进路抵触及股道-线别连通性.基于这些关键问题构造10个约束条件,结合智能CTC系统技术标准,以提升旅客满意度为导向,依据旅客行程信息和多目标优化的思想,建立将列车运行调整对旅...     

区间中断下给定调整图的高速铁路动车组运用调整优化

综合考虑动车组检修要求,以及列车停运、动车组空驶调拨/回送、热备动车组启用等措施,研究高速铁路在干扰导致区间中断情况下调整图已确定后的动车组运用调整问题。根据动车组在车型和时间上的接续规则,为各动车组创建1个接续网络,描述从其发车到收车的运用全过程。利用多商品网络流点-弧模型框架建模动车组接续约束,利用调整图中各区间相邻列车运行线间的空隙建模动车组空驶运行线约束,将原问题构建为1个整数线性规划模型,可采用商业优化软件有效求解。以郑州动车段实际数据构造1组算例测试模型,结果表明,CPLEX使用所构建模型最多耗时60 s可获得各算例的最优动车组交路和空驶运行线,验证了模型的可行性和有效性。     

蚁群算法在城轨列车运行调整中的应用

当城市轨道交通列车在行车过程中由于设备故障、乘客拥挤等情况发生晚点时,需要对列车时刻表进行调整,使之尽快恢复正点运行。本文以调整区段内总晚点时间最小为目标函数,提出了基于蚁群优化算法的列车调整模型,在Visual C++ 6.0编程环境下,以深圳地铁6号线为例,对模型的实用性进行了验证。     

基于遗传算法的高速铁路行车调整模型

高速铁路采用“高中速列车共线运行”的运输模式,其行车调度具有高实时性和整体性两大特点。以列车计划运行图为优化目标,给出运行图之间的距离定义,建立列车运行调整数学模型,给出列车的发车时刻、股道数量、列车在区间的运行时分、追踪运行间隔时间、维修天窗时间5个约束条件表达式。按照遗传算法的原理,采用罚函数的方法对数学模型中的约束条件进行处理并建立适应度函数,采用整数编码方法对个体进行编码,并定义交叉算子和变异算子。基于遗传算法的调整算法流程开发列车运行调度仿真子系统。仿真结果表明:使用该模型可大大减轻调度人员的工作量,彻底摒弃了在计算机上手工拖动运行线确定列车运行时刻的调整方式,提高了列车运行调整的科学性。该模型已应用在高速铁路综合调度仿真系统中。     

高速铁路智能CTC多区段列车运行协同调整方法研究

为破解调度集中系统（CTC）在多区段调整方面的技术瓶颈,支撑智能高铁2.0时代多线成网运营的智能化行车调度运用场景,梳理并分析现阶段CTC智能调整方面的研究成果及问题,明确了调度管理边界及CTC系统边界将长期存在的客观性,从模型构建、动态协同联盟定界机制、求解算法等方面对多区段调整方法进行探讨。立足于CTC系统现状及规划实施的智能化技术路线,从多区段调整业务主体、信息存储、相关信息综合利用技术、动态信道分配等方面,分析CTC承载多区段调整业务的可行性及技术研究路线。分析研究结果表明：基于智能CTC的多区段列车运行协同调整方法研究具有较强的可行性和紧迫性。分析过程及相关结论对大范围智能行车调度的深入研究具有参考价值。     

单线列车运行调整的最早冲突优化方法

针对单线铁路列车运行调整问题的特点,建立单线列车运行调整的数学模型,提出最早冲突优化方法。该方法首先生成松弛运行调整计划,再对松弛计划中的冲突逐一选择最早冲突优先化解,松弛计划中的全部冲突得以序列化化解后获得阶段计划。最早冲突优化方法克服了组合化解冲突产生的巨大方案数,具有较高的运行效率。实例证明最早冲突优化方法生成的阶段计划质量高、运算快,完全能满足行车调度的实时性要求。