基于双层模型的高速铁路车站能力计算与评估

铁路系统中固定设备与活动设备的各种相互作用的效果最终都体现在时间维度。本文根据高速铁路客流特征规律及车站基础设施的拓扑结构,从服务旅客市场需求的角度出发,定义时段内车站的列车服务-需求意向集合？（t@s-train service-demand intention set,t@s-TSDIS）,又以集合？中列车元素完成运行所需基础设施占用时间为度量标准,提出总体层-局部层的双层模型体系与算法流程表,并计算和评估高速铁路车站能力。在总体层列车占用车站股道时序已知的条件下,构造了资源树冲突图（RTCG）及两个算法（algorithm1与algorithm2）和进行了局部层冲突检验与进路选择优化。优化的目标是完成时段内集合？中列车元素对基础设施占用时间最小。实例应用于某高速铁路车站ψ,验证了模型体系与算法流程的有效性。     

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在安全苛求的现代列车控制系统中,列车的实时定位是一个十分重要的环节. 传统的基于里程计的列车定位方法只能提供列车行驶的里程信息,在具有多条平行股道的铁路车站,传统的列车定位方法无法解决轨道占用识别的问题. 本文根据列车在铁路线路上运行的特点,提出了基于道岔曲线信息的列车定位方法,该方法利用GPS及惯性传感器辅助提取列车在道岔处的速度、加速度、角速度等运行特征,得到列车在道岔处的转弯半径、曲率变化及运行方向,并通过与车载地图数据库进行比较,实现准确的轨道占用识别及列车定位. 文中给出了采用传感器获取运行特征的方法以及实现道岔信息匹配的流程. 现场测试结果表明,在当前试验条件下,该方法已具备较强的轨道占用识别能力,能够在一定程度上提高列车定位的性能.     

基于TPr/T-S的客专车站通用模型及仿真

为建立能跟踪列车、进路、股道变化踪迹且与车站站场布局及结构无关的车站通用模型,将客运专线车站站场视为由进路和股道这两类个体组成;引入时间参数将谓词/变迁-系统(Pr/T-S)扩充为定时/谓词变迁-系统(TPr/T-S).扩充后的系统既能在仿真中跟踪每个个体的状态变化踪迹,又能描述个体状态变化与时间的联系.基于列车、进路、股道等三类个体和TPr/T-S建立了与车站拓扑和规模无关的客运专线车站通用模型.对徐州东站的仿真试验数据显示了进路、股道等设施的占用情况,仿真时间段内车站进路平均利用率为34%,每列列车都能分配到可用进路,表明所采用的运行图是安全、可行的,也证实了此通用模型的有效性.      

基于多叉树的延误高速列车运行优化调整方法

高速列车高密度的运行模式,使列车运行对延误的敏感度非常高.因此,延误高速列车运行调整成为一个重要的研究问题.本文基于高速铁路列车运行特点,建立了高速铁路列车运行关系模型.在此基础上随机添加列车延误,设计区间加速、按图行车、减少停站时间、减少越行、增加越行、按最小间隔时间顺延及按延误时间运行等 7种列车运行调整方法.以各列车在各车站的总延误时间最小为优化目标,建立延误高速列车运行优化调整模型,并设计了基于分阶段多叉树的延误高速列车运行优化调整算法以实现延误后列车运行的调整,从而得到最优调整方案及列车在各车站的延误总时间.最后以京沪高速铁路实际运行图作为案例进行计算分析,证明该模型和算法的有效性和可行性.     

基于能力利用的高速铁路列车停站方案优化模型

随着高速铁路网络体系的建成,我国一些主要高速铁路干线能力逐渐趋于紧张。铁路运行图是通过能力的最终体现形式,运行图结构决定了对通过能力的利用情况。本文通过分析列车运行组单元,推导出列车运行组中两相邻列车运行线出发间隔时间的计算公式;然后以区段内各个车站列车运行线总占用时间最小为目标函数,以列车服务质量和停站率等为约束条件,建立停站方案优化模型,并提出模拟退火算法求解;最后以长沙南至衡阳东区段为例,通过对计算结果分析得出相同列车停站方案连续铺画,不同列车停站方案采用渐远渐停方式铺画,将大大提高列车运行图的能力利用率的结论。研究结论对我国繁忙高速铁路的能力利用优化、列车运行图铺画以及列车运行组织工作提供了一定的参考。     

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作为客运专线运输组织的关键技术之一,动车组的运用与运行图的编制以及车站作业计划的制定有着密不可分的联系. 为了解决基于枢纽站的多交路动车组周转问题,本文提出了部分环形运转的概念,并据此分析了多交路动车组周转问题的特点. 在建立动车组周转模型时,以动车组在车站的停留时间总和最小为优化目标,以动车组的开行条件、动车组之间的接续条件与唯一性条件以及基于时间容忍值σ的顺向接续优先条件为基本约束,设计了基于σ的紧凑接续算法,并以某小型路网为例对模型和算法的可行性进行了验证. 案例研究表明,多交路的动车组周转模型和算法能很好地解决枢纽站多个方向运行的列车运行线之间的相互接续,且能在很大程度上降低列车进出车站对车站咽喉区的影响.     

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地铁运输系统是城市公共系统中最大的耗能系统,列车节能运行具有重要的意义. 结合地铁列车运行特点与机车操纵规则,提出了在起伏坡道与定时约束条件下地铁列车节能运行的两阶段优化方法. 第一阶段,建立了寻求站间最佳惰行控制次数及惰行控制点的优化模型;第二阶段,建立了合理分配各个站间区间列车运行时间的优化模型. 设计了基于遗传算法的优化模型求解算法. 与既有方法相比,在运行时分相同条件下,经过两阶段优化后,列车运行能耗下降了19.06%,列车运行恢复正点的能力也得到了提高.     

基于拉格朗日的高速铁路车站作业优化

本文从Job-Shop 调度角度出发,以列车为待加工的“工件”,将车站接车进路、 到发线和发车进路看作“加工机器”,列车在车站的走行与停站看做不同的“作业工序”, 把高速铁路车站作业问题抽象成Job-Shop 车间调度优化,以设备能力、冲突进路、停站时 间为空间和时间约束,以最小化到发线的占用时间为优化目标,建立高速铁路车站作业 优化模型.采用拉格朗日方法松弛原模型的约束条件,建立车站技术作业问题的拉格朗日 对偶松弛问题,设计了高速铁路车站作业优化模型算法.并以高速铁路的某一车站为实例 进行验证,实例表明,该算法可以有效地化解车站作业进路冲突和实现到发线运用时间 的最小化.     

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根据我国建国以来铁路列车运行计划编制的特点,将编制方法分为4个阶段,分析归纳了4个阶段编辑方法的基本特征、主要成果、与发达国家的差异及存在问题。接着,论文根据列车运行计划编制涉及的主要方法与技术,从列车运行图、人员与设备周转计划、车站作业计划、方案计算验证4个方面分析了列车运行计划编制的主要方法和技术关键。通过对列车运行计划集成编制的研究,提出了新一代列车运行综合计划编制的系统框架、需要突破的关键科学问题以及技术实现的要点。最后,结合作者在该领域已经取得的研究进展,阐述了新一代列车运行综合计划系统编制的功能及其应用案例。     

高速铁路列车运行冲突判定及其实现

为了提高高速铁路行车调度水平,保障行车安全,研究了车站间隔时间冲突、区间冲突、到发线运用冲突、行车作业与维修作业冲突、列车运行与旅客换乘时间冲突、动车组接续时间冲突和跨线列车跨线时间冲突7类冲突的判定方法.根据高速铁路列车运行冲突的判定依据,运用时间拓扑矩阵理论,建立了事件时间片时态关系的计算准则,实现了列车事件的时间逻辑判断.将高速铁路列车运行冲突判定分为到发线运用冲突判定和其他类型冲突判定,提出了冲突判定的思路和步骤.应用实例表明:利用上述列车运行冲突判定规则和时间拓扑矩阵模型的组合,能够实现各类列车运行冲突的实时判断,满足高速铁路行车指挥的需要.      

铁路集装箱港站布局与能力协调研究

在海铁联运条件下,海铁集装箱联运对集装箱运输发展有重要的意义。论文对铁路集装箱港站布局原则、运作模式、车站布置图形和装卸线进港方式等相关布局问题进行了分析,结合集装箱船舶到港不平衡性及集装箱组成不平衡性,对集装箱码头通过能力及其协调问题进行了研究。     

高速铁路高架车站预应力混凝土现浇简支站台梁施工技术

结合合福铁路无为站特大桥的施工实际,主要介绍了高速铁路高架车站现浇站台梁碗扣支架体系搭设、支架预压及预拱度的设置,桥梁支座安装、模板和钢筋的安装,站前站后接口工程的预埋及预留,预应力混凝土工程等关键施工技术。通过检测梁体质量达到设计水平,该施工经验对今后类似工程施工的技术管理有一定的借鉴价值。     

铁路枢纽客运站布局优化研究

客运站布局评价指标既有定量指标也有定性指标,为统一评价指标,引入了评价指标的目标效应值,建立了客运站布局优化模型。以南宁铁路枢纽为例,确定了工程投资、枢纽内运用成本、旅客出行费用、与城市规划配合情况4个评价指标,工程投资、枢纽内运营成本、旅客出行费为定量指标,与城市规划配情况为定性指标。建立数学模型,计算各定量指标的具体费用值,对定量指标进行说明。利用线性插入法分别计算各定量指标的目标效应值,利用五等制确定定性指标值,通过专家确定各指标的权重,然后计算加权总目标效应值。根据总目标效应值最大方案最优,确定了南宁铁路枢纽客运站布局优化方案。     

铁路客运站地区的城市交通衔接研究

本文针对铁路客运站地区城市交通换乘的问题，分析了北京站地区交通衔接的现状，指出存在的主要问题是换乘地铁走行距离过长、公交车站设计不合理和站前广场人流车流混杂。参照国外建设立体综合枢纽的成功经验，结合实例，从车站的平立面设计、站前广场设计、与轨道交通的换乘设计以及运营管理等方面提出了改善我国铁路客运站地区交通衔接的基本思路，结合当今社会经济情况，对北京站作出了一些小方面的调整建议，最后，提出了新建同类型车站的设计方案．     

铁路客运站选址模型

将影响因素分为非强制性满足定性因素、强制性满足定性因素和定量因素,构建了铁路客运站选址模型。给出3类影响因素产生方法和过程,引入贡献值降低可能由定性因素引起的争议和分歧,通过改变综合贡献预设值大小,产生受非强制性满足定性因素和强制性满足定性因素约束的备选地点集合,建立由定量因素决定的目标函数,在所有约束下形成选址0-1...     

盾构隧道下穿火车站站场保护方案的探讨

介绍了苏州轨道交通2#线盾构与站场的交叉施工方案及苏州火车站至第三人民医院站区间盾构隧道下穿铁路站场的保护方案,并对交叉施工方案和保护方案的优缺点进行了分析比较。所采用的方案正在沪宁铁路沿线下穿工程中实施。     

大型铁路客运站交通特征分析和规划思路探讨

近年来,随着我国铁路建设速度加快,多个设计理念超前、技术先进的特大型铁路客运站相继建成。在对国内新建或已建的大型铁路客运站充分分析的基础上,总结分析得出其在交通规划中存在的共性特征,提出同类型铁路客运站的一般规划思路,可为今后的铁路客运站建设提供参考.     

铁路客运站应对高峰客流的对策研究

通过分析铁路客运站应对客流高峰存在的问题,认为应从人流引导和客运站规划方面进行解决.在人流引导方面,客运站应该做好提前客流预测、加强员工培训、协调其他运输部门以及加大先进设施的运用；在客运站规划方面,通过分析国外先进客运站实例,总结相应经验,为铁路客运站应对高峰客流提供参考.     

铁路站场联防联控安全管理 模式运作机理的研究

本文主要论述了铁路站场劳动安全联防联控的内涵、对象和运作机理,给出了互控、他 控、安全信息对劳动安全作用的评价模型,探讨了联防联控有效运作的条件。      

客运站旅客到发与列车到发的耦合分析

随着经济的发展,旅客的时间价值观正日益提高,减少旅客在站停留时间是提高铁路竞争能力的重要组成部分。国内外针对车站换乘的研究很多,但研究的重点主要是基础设施的布置,而没有针对旅客到发车站与列车到发车站的协调配合展开研究。以耦合理论为基础,探讨车站旅客到发站与列车到发站的协调程度,从而找出两者之间存在的问题,改善城市交通与铁路列车到发的不平衡性,提高车站工作效率,减少旅客在车站无谓的时间消耗。