基于模拟退火算法的旅客列车车底运用的优化

经济合理地使用客车车底,是编制铁路旅客列车运行方案要考虑的主要目标之一。为此针对铁路旅客列车车底运用现状,建立了车底运用的数学优化模型一指派模型,提出了针对指派模型的模拟退火求解算法。以南昌车站为实例,证明了算法的实用价值。     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

铁路旅客乘车方案优化决策模型研究

研究铁路旅客乘车方案优化问题。首先分析了旅客乘车方案选择问题，给出径路约束条件，并通过定义顺序拆分径路及顺序属于运算符，使得该约束条件与旅客列车开行方案相关联，从而确定铁路旅客乘车方案的约束条件。以顺序拆分子集合个数为优化目标，建立最少换乘次数优化模型，并设计相应求解算法。同样以顺序拆分子集合为基础，结合旅客列车开行方案，对狭义最短乘车时间、最短换乘时间、广义最短乘车时间、最小乘车费用、最短乘车径路、最佳列车等级、最佳席别、最小购票困难度等目标进行分析，并考虑非线性矫正因素，分别得到其数学模型。通过8个平衡系数综合以上模型，最终建立旅客乘车综合优化数学模型。根据旅客列车开行方案构造有向网络，设计了相应算法，最后通过算例验证上述算法。     

基于弹性需求的旅客列车开行方案优化研究

旅客列车开行方案直接影响着铁路旅客出行费用,从而导致铁路旅客运输需求的变化.通过分析与旅客列车开行方案相关的铁路旅客运输需求影响因素,构造旅客运输弹性需求函数关系,将旅客换乘方案的选择归结为弹性需求下的用户平衡分配问题,进而利用铁路企业与旅客之间的Stackelberg博弈关系,建立了基于弹性需求的旅客列车死行方案的双层规划模型,并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法.算例分析表明,基于弹性需求的旅客列车开行方案优化模型和算法能够更好地优化旅客列车开行方案,使之与铁路旅客运输需求相吻合,从而产生更大的社会与经济效益.     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

旅客列车发车时间域优化研究

在大量问卷调查的基础上,根据旅客对不同到发时间域选择的偏好,确定了各发车时间域旅客出行的方便系数。利用目标规划原理,以旅客出行方便程度最大为目标,构造了三级控制策略。在考虑客运站到发线能力,以及旅客列车必须在合理的时间域发车等约束条件下,建立旅客列车发车时间域的目标规划模型。利用该目标规划模型,可根据旅客列车实际运行的需要,通过变化控制策略和赋予各目标的优先因子,实现对列车发车时间域的优化。根据模型约束目标正负偏差变量,计算了各级控制策略实现程度系数。最后,以太原站始发旅客列车为实例,利用变换方案对该目标规划模型的运用进行了分析,并将目标规划优化结果和传统确定发车时间域的结果以及指派模型优化结果进行比较分析。     

旅客列车开行方案评价指标体系

旅客列车开行方案评价指标体系是评价和优化开行方案的基础。通过对旅客运输组织和设备运用现行指标的分析,综合建立列车开行方案的周转量指标、速度指标、客车运用指标;在此基础上,考虑铁路和旅客的经济利益与服务水平,建立列车开行方案的经济指标和服务指标,以此构建旅客列车开行方案的评价指标体系。针对评价指标之间的相互替代性和相关性,对其进行聚类分析,合理地简化指标体系的规模。通过对评价指标的主成分分析,使评价指标体系更具可操作性。实际样本测算表明,经过聚类分析得到的化简指标体系,能够反映样本的各方面特征,主成分分析能够有效评价旅客列车开行方案的开行效果,对开行方案的优化提供支持。该评价体系可以用于评价现有开行方案的运营效果,特别是用于列车开行方案的生成和优化。     

客运专线相关旅客列车开行方案研究

通过分析铁路客运专线的相关收益及费用,从铁路运输企业和旅客两方面的利益出发建立了客运专线相关旅客列车开行方案的多目标优化模型,提出了优化旅客列车开行方案的求解方法。所提出的换乘多种类别列车的疲劳恢复时间计算公式、不同消费层次选择不同类别列车的思想、列车开行数量的计算式、列车的吸流原则、确定列车类别的动态规划方法等都贴切反映了铁路客运组织和客运市场的相关规律。该方法在客运专线预可行性研究中得到了成功的应用,求解路网规模为60个车站的旅客列车开行方案仅需100s左右时间,并获得了满意的结果。     

基于模拟退火算法的铁路旅客列车车底套用优化研究

为了提高铁路旅客列车车底的利用效率,利用列车晚点传播理论分析了列车晚点对旅客列车车底运用的影响,建立了铁路旅客列车车底套用优化模型。以某铁路网络内的4个车站为例,应用该模型对4个车站的旅客列车车底运用进行了优化和分析,并运用MATLAB软件编程进行了求解,根据计算结果,在运行图不变的情况下,对车底运用进行了调整。     

列车开行效益分析与优化辅助决策系统的研究

为进一步提高铁路客运公司在交通运输市场上的竞争力和经济效益,迫切需要对旅客列车开行方案进行全面系统的分析,为铁路客运市场的运营进行决策.研究基于旅客列车开行效益分析,并结合路网OD客流进行旅客列车开行方案一体化设计及评价的辅助决策系统开发,对于合理确定开行方案,辅助运营决策进行有益的探索.     

客运专线车站设计有关问题的研究

研究目的：研究客运专线车站设计车场布置及有关设计标准,提出客运专线车站设计采用标准的具体建议。研究方法：结合客运专线车站设计存在的问题,车站作业的要求和特点,对车站设计技术标准进行研究分析和总结。研究结果：提出了客运专线站场设计高、普速车场布置方式；对旅客通道站台出入口的宽度给出计算公式；对安全线设置要求提出了建议；分析计算了车站到发线数量确定的参数和方法,分析了车站到发线有效长度的组成因素、道岔型号的选用、道岔配列及铺设要求等设计标准。研究结论：客运专线车站高、普速车场应采用分场分线布置；到发线数量为0．063 3倍的旅客列车换算对数；旅客站台出入口最小宽度,始发站岛式站台为5．0 m,侧式站台为4．5 m,中间站为2．5 m；车站到发线有效长度为700 m；列车控制系统不能满足列车追踪间隔或保证列车运行安全时,建议在车站到发线接车末端设置安全线；道岔应离开竖曲线起终点或变坡点不小于20 m的距离布置。     

基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法

列车开行方案是有效利用铁路运输能力和提升服务质量的关键组织手段。基于城际铁路客流的时变特性,将时空网络方法引入城际列车开行方案决策,增加考虑客流出行时间信息,从而能更加全面评价所得方案。在构造开行方案时空网络图的基础上,以最小化包括列车运行成本、旅客旅行时间、旅客出发偏差时间和未上车惩罚和列车数量等的总成本为目标,考虑时空网络客流及列车流守恒、发车时间间隔和列车能力等约束,建立基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化模型,并设计双层模拟退火算法进行求解,其中内层算法优化列车停站方案,外层算法优化列车起讫点、开行数量和始发时间。算例计算分析表明,所提方法能为城际铁路列车开行方案决策提供科学依据。     

面向O-D时变需求的城轨列车运行计划优化方法

面向城轨客流时变需求,在给定乘客服务水平的限制下,耦合出行需求与列车始发时间,优化城轨线路列车运行计划,使得列车对数和列车车底数最小化。以具有单一尽头车场的列车运行计划优化问题为研究背景,将该问题分解为列车时刻表优化子问题和列车周转方案优化子问题。针对列车时刻表优化子问题,提出基于时刻表的客流分配方法,构建相应的列车时刻表优化模型,并设计列车时刻表双向关联序列化优化算法;针对列车周转方案优化子问题,建立相应的列车周转方案优化指派模型,同时设计求解该模型的匈牙利算法。算例分析表明:本优化产生的列车运行计划,在满足乘客服务水平的基础上,最大限度地降低了列车运行成本,依次使得列车对数、列车车底数最少,证明模型和算法的有效性。     

基于定序优化的客运专线列车运行图铺划方法

在考虑旅客列车始发时间域和维修天窗的基础上,建立客运专线列车运行图优化模型,设计基于定序优化的客运专线列车运行图铺划方法。该方法在不断优化松弛列车运行图的过程中实现,对于当前松弛列车运行图,每次按照最小平移时间法则选择冲突进行优先化解,直至所有冲突化解为止。化解冲突时,通过构造松弛列车运行图的扩展多平行四边形和有向图,以平移作业、交换作业顺序、变更停站方案和调整列车始发时间域等方法来优化松弛列车运行图。算例分析表明,该方法能够有效地实施客运专线列车运行图的铺划。     

基于混合Logit模型的旅客对短途高速铁路列车选择行为

以南京到上海和南京到杭州的短途高速铁路客流为背景,应用行为调查法与意向调查法开展客流调查,获取客流数据。基于选择行为理论,以旅客对列车的选择作为因变量,旅客个体特征、出行特征、列车服务水平作为自变量,基于多项式Logit模型构建混合Logit模型,拟合客流调查数据。结果表明:混合Logit模型的拟合优度高于多项式Logit模型;出发时间是影响旅客选择行为的关键因素,77%的旅客偏好选择6:00—7:00出发列车,仅有10%的旅客偏好选择20:00—21:00出发列车;列车旅行时间、票价水平与旅客对列车的选择行为负相关;女性、50岁以上、学生、低收入、自费购票等类的旅客对票价敏感度较高;公务人员及企业职员偏好选择8:00—11:00开行的列车,休闲出行旅客偏好选择8:00—11:00及14:00—17:00开行的列车;行前接驳选择自驾换乘的旅客,偏好选择5:00—8:00开行的列车;旅客对6:00-10:00开行列车的支付意愿最高,对17:00—22:00开行列车的支付意愿最低。     

铁路客运站到发线运用优化研究

详细分析客运站旅客列车到、发技术作业。把客运站到发线运用优化目标分解为方便旅客旅行、有利于保证行车作业安全与行车技术作业和有效地使用车站各种既有行车技术设备等三个子目标,并分别建立其优化模型。运用多目标规划理论与分枝定界法对模型进行求解。依据某大型双线通过式客运站的实际数据,应用优化模型进行到发线运用实例分析计算,计算所得方案的优化效果明显。