考虑集结延误的列车编成辆数问题研究

货车集结是不可避免且耗时较长的技术作业环节，编成辆数与车辆集结延误时间密切相关.针对编成辆数问题，建立描述车辆在调车场集结过程的批到达批服务排队模型，分析车辆集结队长及延误时间等指标，并从经济角度求得最优最小编成辆数.结果表明，最优最小编成辆数受车组到达规律、车流到达强度和列车发车时间间隔影响.到达车组大小满足指数分布时，采用最优最小编成辆数策略节省经济效益优于几何分布和负二项分布；车流到达强度较小时，节省经济效益更显著；列车出发时间间隔分布满足几何分布时，效益优于负二项分布和均匀分布.     

放宽条件定点集结模式下编组站车辆 集结排队系统分析

集结模式决定了货车集结过程的结束条件，定点集结是一种高效率的集结方式，有利于提高运输质量.针对放宽条件定点集结模式下编组站车辆集结过程，建立离散时间批到达批服务排队模型，利用嵌入式马尔可夫链方法求得离去时刻瞬时系统集结车辆队长分布，并求得任意时刻车辆集结队长分布，在此基础上分别分析了最小编成辆数，车组大小分布，车流到达强度，服务时间间隔分布对车辆平均集结队长，集结延误时间，效率，一昼夜发送车流量等系统指标的影响.分析结果表明，各因素对车辆集结排队系统影响明显.因此，利用本文提出的模型能为编组站的精细化管理和车流组织优化提供决策参考.     

放宽条件定点集结模式下编组站车辆集结排队系统分析

集结模式决定了货车集结过程的结束条件，定点集结是一种高效率的集结方式，有利于提高运输质量.针对放宽条件定点集结模式下编组站车辆集结过程，建立离散时间批到达批服务排队模型，利用嵌入式马尔可夫链方法求得离去时刻瞬时系统集结车辆队长分布，并求得任意时刻车辆集结队长分布，在此基础上分别分析了最小编成辆数，车组大小分布，车流到达强度，服务时间间隔分布对车辆平均集结队长，集结延误时间，效率，一昼夜发送车流量等系统指标的影响.分析结果表明，各因素对车辆集结排队系统影响明显.因此，利用本文提出的模型能为编组站的精细化管理和车流组织优化提供决策参考.     

固定车组重量分组列车集结特性研究0

货车集结过程的占用时间构成其在站停留时间的主要部分,其耗费是编组计 划优化的重要参数,对其规律研究具有现实意义.固定车组重量分组列车的集结过程构成 两个相互关联的成批到达、成批瞬时服务的排队系统.首先根据车流到达的不确定性,将 基本组和补轴组两个去向到达批中的车数和间隔时间都视为随机变量,假定二者分别服 从泊松分布和指数分布且相互独立;然后应用随机过程理论和数值计算方法量化测度.结 果表明：平均集结批次与固定重量正相关、与到达强度负相关,可由二者比值近似估计; 平均集结占用时间都与固定重量和到达间隔时间正相关、与到达强度负相关,可由固定 重量与车流频率的比值近似估计;集结占用时间越长,总集结耗费越大,且附加耗费所占 比例也越大.     

考虑城市干道车队运行特点的交通信号协调控制算法

为建立交通信号协调控制算法并确定其适用条件,考虑车队离散、车辆转出、下游交叉口排队长度3个因素,在分析罗伯逊离散模型的基础上,提出了交叉口协调相位车流到达图式的预测方法,并根据车流到达时刻与协调相位绿灯启亮、结束时刻的关系,建立了协调相位车流延误的计算模型;以交通控制子区内各交叉口协调相位车流总延误最小为优化目标,以相位差为优化变量,设计了信号协调方案优化算法.仿真结果表明:与改进数解法相比,该算法降低了协调相位车流延误7.4%;随着交叉口间距、转出车辆数、下游排队长度的增加,信号协调控制效益逐渐下降.      

基于虚拟信号控制的交叉口群协调方法研究

为降低环形交叉口的平均延误时间,提高交叉口群车辆通行效率,以环形交叉口为研究对象,通过引入"虚拟信号控制环形交叉口"概念,对到达环岛的交通流进行错时分离,其次应用数解法提出主路径车流双向绿波协调控制方案,建立了基于主路径车流双向绿波协调控制的交叉口群相位差模型,最后利用VISSIM仿真软件对云南省曲靖市珠江源大道与建宁东路环形交叉口进行验证.结果表明:虚拟状态下主路径车辆通过环形交叉口数由66.36提高至88.69辆/100 s;车辆在环形交叉口平均停车次数为0.57次,较实际降低了10.9%;车辆平均延误时间较实际降低了23.8%;建立的交叉口群相位差模型能够较好地改善各个交叉口的延误效益.     

智能网联车环境下高速匝道汇入车流轨迹优化模型

为了解决传统匝道控制车流汇入时车辆需要减速至停止，从而造成延误时间过长的问题，提出了一种智能网联车环境下的高速匝道汇入车辆轨迹优化的两阶段优化模型，其中，第1 阶段优化车辆进入匝道口的时序；第2 阶段基于第1 阶段的最优时序，优化车辆轨迹. 根据所构建的模型设计了一种启发式算法优化车辆通过匝道冲突区域的时序，然后结合 GPOPS工具优化车辆的轨迹.为了验证所提出方法的有效性，将所提出的方法应用到20 min 随机到达的车流，进行仿真实验.实验结果表明，与先进先出的方法相比，本文所提出的方法能够使总延误减少59.7%，总油耗减少10.5%，说明该方法能够实现车辆以较高的速度通过匝道冲突区域，有效地减少了车辆汇入延误，同时也节约了油耗.     

智能网联车环境下交叉口车流轨迹优化模型

在智能网联环境下,车辆可通过相互穿插和协作通过交叉口,无需信号灯控制。为保证车辆安全高效运行,建立车辆到达时序和速度协同优化的交叉口车流轨迹优化模型。提出车辆到达时序优化模型和车辆速度优化模型,建立车辆到达时刻与速度的函数关系;在此基础上,模型以所有车辆在控制区域的行程时间与油耗加权最小为目标,车辆路径、到达时刻和速度等关键参数为决策变量,设计迭代式算法求解,实现同时优化车辆到达时刻和速度且交叉口运行效益最大的目的。实验结果表明,与车辆时序和轨迹分别优化的两阶段模型相比,本文模型降低车均延误 32.1%,减少车均油耗9.9%,说明该模型具有良好的主动性和适应性,在降低车辆延误的同时也节省了油耗。     

重载铁路智慧港口站作业计划综合优化模型及算法研究

为提升港口站调度智能化水平，本文在研究重载铁路港口站作业组织的基础上，分析本务机担当调机运用模式下不同卸车系统的调车作业方案，以列车分解计划、卸车计划、调车作业计划及列车组合计划为核心刻画不同类型重载列车在站作业全流程。考虑港口站卸车作业能力和卸后空车返程排空效率，以车辆在站停留时间最少为目标函数，构建重载铁路港口站作业计划综合优化的混合整数线性规划模型，采用带有启发式策略的微进化与自适应邻域搜索相结合的混合算法。以某重载铁路港口站为例进行分析，结果表明，得到的设备协同调度方案中未出现空闲等待时间，出发列车配流方案中，前7列均满足最大空车编成辆数；对比不同调车作业方案，本务机担当调机运用模式可为港口站减少5台调车机；所提算法相比Gurobi求解器，在求解时间上节省97.32%，与最优下界值间隔缩小0.06%。     

智能网联车环境下高速匝道汇入车流轨迹优化模型

为了解决传统匝道控制车流汇入时车辆需要减速至停止,从而造成延误时间过长的问题,提出了一种智能网联车环境下的高速匝道汇入车辆轨迹优化的两阶段优化模型,其中,第1 阶段优化车辆进入匝道口的时序;第2 阶段基于第1 阶段的最优时序,优化车辆轨迹. 根据所构建的模型设计了一种启发式算法优化车辆通过匝道冲突区域的时序,然后结合 GPOPS工具优化车辆的轨迹.为了验证所提出方法的有效性,将所提出的方法应用到20 min 随机到达的车流,进行仿真实验.实验结果表明,与先进先出的方法相比,本文所提出的方法能够使总延误减少59.7%,总油耗减少10.5%,说明该方法能够实现车辆以较高的速度通过匝道冲突区域,有效地减少了车辆汇入延误,同时也节约了油耗.     

列车运行图缓冲时间合理取值研究

在列车运行图中加入合适的缓冲时间对减少列车晚点和晚点传播而言很重要。为寻找缓冲时间的合理取值,以某一列车的源发晚点造成其后续列车继发晚点的总时间为评价指标,将列车源发晚点分为进站晚点和出站晚点两个部分来进行讨论。作者分别描绘了在这两种情况下评价指标随缓冲时间的变化趋势,通过寻找曲线变缓的临界区段来确定缓冲时间的合理取值情况。假设进出站时发生源晚点的第一列车的晚点概率服从负指数分布,研究表明在进站情况下,缓冲时间的合理取值只与具体的车站晚点参数有关,并随其增大而减小;在出站情况下,缓冲时间的合理取值与车站晚点参数的关系不大,而与最小列车间隔时间的大小有关,并随其增大而增大。综合进出站情况,取列车在一个车站出发情况与在下一个车站到达情况的两个缓冲时间合理取值的较大者为最终缓冲时间的合理取值。     

铁路结点站集装箱班列集结过程

为了确定铁路集装箱班列的集结消耗，运用随机过程的理论，研究集装箱班列的编成箱数和集结过程中涉及到的到达箱数、到达间隔，并对到达强度进行了参数估计．研究发现，箱流的重、空状态基本上不对班列的编成箱数产生影响；箱流的到达可以用简单计数过程描述，到达间隔服从泊松分布．集结过程可以描述为典型的标值计数过程．班列的平均集结消耗与该方向班列的编成箱数和一定时期内总的到达箱数成正比，并且与到达箱数的期望值线性相关．     

车站能力计算方法分析

车站能力的计算不仅是车站技术管理的重要内容,也是制定列车编组计划、列车运行图、技术计划和运输方案的重要依据。在分析车站能力计算方法优缺点的基础上,应用排队理论,将车站看成一个复杂的排队系统,建立排队模型,结合车站固定设备和列车到发间隔数据,计算各子系统的数量指标,最后计算出车站能力,为铁路车站日常运输生产和车站改扩建提供可靠依据。     

高速铁路车站咽喉区与到发线综合运用优化

研究接发列车的到发线分配和咽喉区进路选择问题,在满足到发线使用规则的条 件下,以作业计划稳定性强和接发车进路条件优为目标,构建到发线与车站咽喉区运用多目 标优化模型.采用改进的带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对模型进行求解,算法 能有效保存优秀个体和降低计算复杂度.最后以某高速铁路车站为例,采用Matlab 编程得到 模型的Pareto 最优解集,从解集中选择1 个解,将其结果与原始到发线方案进行对比,结果表 明,采用该模型和算法能有效改进车站咽喉区与到发线的综合运用方案.     

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研究了高峰期地面交通拥堵对民航旅客航班时刻选择行为的影响.在考虑地面交通瓶颈的基础上建立了民航旅客出发时间选择模型,给出了模型的用户均衡的性质.并进一步分析了票价差额对用户均衡的影响,得到了均衡人数不变时票价差额的取值范围,以及民航旅客的总排队时间和航空公司票价增量收益随票价差额变化的特征.研究表明:在均衡状态下,选择不同时刻航班的旅客人数由航班时刻差和瓶颈通行能力共同决定.对给定的航空出行需求,可通过调整票价差额,减少总排队时间(减缓交通拥堵)或者增大票价增量收益(增加航空公司票价收益).最后利用数值算例对结论进行了有效验证.     

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对于不成对机车周转图,多基于固定的机车运转区段且为单机牵引进行研究,传统机车周转图的勾划方法难以适应非固定区段机车周转图编制的需求.机车的非固定区段运用有利于缩短机车周转时间,优化机车周转方案,对提高机车运用效率意义重大.本文在充分考虑部分双机牵引不成对机车周转图中可能出现的情况:到达单机牵引列车数与出发单机牵引列车数不同,到达双机牵引列车数与出发双机牵引列车数不同.综合分析铁路运输运营效益、列车运行图均衡性等具体要求,以机车在站停留时间、机车周转图均衡性、机车周转距离、机车运用数量等4个目标函数为求解目标的基础上,建立了机车周转图的01多目标规划模型,并给出求解的方法.最后以西宁西—西宁货区段进行实例验证,得出了对应的最少机车总消耗时间,最优附挂方案和机车周转图.     

基于AFC数据的地铁车站留乘概率分布估计

为研究地铁车站留乘特征,基于地铁自动售检票(auto fare collection,AFC)刷卡数据和运行图数据,研究了地铁车站留乘概率分布估计方法.首先,基于乘客进、出站刷卡时刻与列车到、发时刻的关系,构造了聚集时间最大值、疏解时间的概率分布函数,提出了基于截断样本的聚集、疏解时间分布估计方法;其次,通过研究乘客进...