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.      

铁路技术站作业系统的仿真策略研究

本文研究了铁路技术站作业系统仿真的特点及方法,分析了传统离散事件仿真策略在铁路车站作业仿真中应用中的适用性及缺点,提出了适合该系统的多进程关键活动扫描的系统仿真策略,该策略关系清晰、效率高、过程中没有无效等待,同时建立了与之对应的列车进路排列模型。该仿真策略及进路排列模型适合于以能力最大化为要求的铁路车站作业运营仿真。该方法在客运专线车站作业仿真系统中得以实现且运行效果良好。     

铁路车站（场）列车到发与调车作业过程仿真的研究

通过构造车站列车到发和调车作业的仿真模型，并辅以站场数据和联锁模型，在计算机上构造虚拟的车站及列车、机车，车辆，实现铁路中间站和大站车场的基本生产过程的模拟。     

北京南站京津城际车场站线运用及动车组接续方案优化模型

客运专线大型客运站列车作业过程模拟仿真是检验客运站站场设计质量,研究车站设备合理配置的重要手段和方法。对客运站设备、列车作业等客观实体进行结构化描述是仿真系统建立和开发的关键．不同性质的列车到达客运站会选择不同的作业任务序列和占用不同的设备,即选择不同的作业过程．针对北京南站京津城际铁路车场的站线配置,在给定的列车运行...     

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.     

基于分区优化的高铁车站通过能力提高方法

车站通过能力是铁路能力的一个关键制约点,本文通过降低咽喉长度对车站作业间隔时间的影响,扩大高铁车站通过能力. 分析车站分区的划分原则及方法,研究车站进路关系模型及作业间隔时间的计算方法. 以通过列车数量最大化为目标,考虑车站作业间隔时间,不同作业类型列车比例等约束条件,建立基于分区划分的车站通过能力优化模型及算法. 案例分析表明,不同作业类型列车比例及组合方式对能力的影响较大,分区划分车站咽喉区可有效减少列车作业间隔时间,提高车站通过能力.     

客运专线车站到发线运用多目标优化模型

为给客运专线车站接发的列车合理安排到发线,构建了客运专线车站到发线运用多目标优化模型.优化目标为列车站内走行时间之和最小及到发线使用最均衡;约束条件主要有到发线作业间隔时间约束、进路冲突约束.基于目标协调优化思想,提出了该多目标优化模型的求解方法.以济南西站为例,对7：00：00～13：00：00时段的到发线运用方案进行求解.结果表明,所求优化方案与图定方案相比,下行、上行列车的站内走行时间之和分别减少7.37%、1.88%;对于各到发线占用时间与到发线平均占用时间之差的平方和,下行、上行列车分别减少62.93%、74.75%.模型能准确地描述列车占用各条到发线的不同,适用于求解客运专线运行图编制阶段的到发线运用问题.     

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基于通信的列车控制系统是我国铁路信号技术发展的一个重要方向，本文在分析了基于通信的列车控制系统结构的基础上，采用有色Petri网方法对该系统进行建模仿真研究.有色Petri网是一种以图形形式描述系统结构、功能的建模分析方法，特别适合大型异步并发系统的建模与仿真.为了使模型简洁清楚，提出了分整体层、处理层和功能层三部分建立相应的系统有色Petri网图的分析方法，并用CPN /Tools工具软件来实现.通过建立一个墓于通信的列车控制系统的有色Petri网模型，为最终开发出该系统的软件仿真平台莫定了良好的基拙.     

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。     

高铁站列车和调车作业计划一体化编制方法

复杂高铁站作业计划的编制质量是影响整个路网运输能效发挥的重要因素,为快速编制高质量车站作业计划,分析了各类列车在车站列车和调车作业,构建列车作业链,并描述车站作业计划优化问题的本质,结合车站布局和轨道电路分布,构建基于微观层面的车站作业计划优化模型;针对实际问题变量巨大,约束条件复杂的特点,将模型转换为对偶形式,在不需要初始解的情况下,通过拉格朗日松弛算法求解,并通过基于对称性破缺规则的分支定界法快速对松弛问题的解可行化,获得可行车站作业计划。以北京南站为例测试模型和算法,计算时间不超过 20 min,对偶间隙不超过10%,计算结果无冲突,表明该方法能够实现复杂高铁站高质量列车作业计划的快速求解,具有实际应用意义。     

公路客运枢纽系统运营模拟

分析了公路客运枢纽系统特性,应用模拟优化理论和方法,构造了系统运营模拟框架,编制了经检验有效的模拟程序,再现了系统运营的全过程。通过计算机模拟,可以对客运系统站场布局的合理性进行了评价,为客运站场规划提供科学依据;对现有站场系统,能为可能采取的运营方案实施预演,从而实现运输组织方案的优化。文中还给出了示例。     

铁路客运站始发列车检票时间算法研究

铁路客运站始发列车检票时间通常采用写实查定的方法来确定,工作量大且 不能及时反映客流不均衡性和检票设备更新后的变化,因此有必要对始发列车检票时间 进行定量化研究.本文首先采用K-S 检验方法,对旅客检票时间随机分布进行建模研究; 其次,针对旅客检票过程中的排队、拥挤和换队行为,构建基于实时人群密度的路径规划 算法,建立始发列车旅客检票过程仿真模型,并对模型的正确性进行验证;最后,以发送 旅客人数和自动检票闸机数量为自变量设计正交试验,根据仿真实验数据分析结果,提 出铁路客运站始发列车检票时间算法,并对算法的正确性进行验证.     

基于Petri网的复杂行车故障分析方法研究

鉴于铁路大型客运站行车安全的重要性和复杂性,从人员、设备、环境的角度出发,建立系统的事故树,然后再将其转换为Petri网模型.提出了利用Petri网的关联矩阵求解系统最小割集的方法,并计算顶上事件的发生概率以及基本事件的临界重要度系数.以某车站发生列车冒进信号事故为例,建立了事故系统的Petri网模型,并对模型进行了定性和定量的分析.研究结果表明：Petri网能够更加清晰和准确地描述客运站行车事故过程,计算得到的结果反映了客运站目前的行车状况.     

考虑时空修正的轨道交通封站短时客流预测方法

为了实现封站情况下轨道交通短时客流的精准预测和探索客流的变化机理,提出了一种考虑时空修正的融合动态因子模型(DFM)和支持向量机(SVM)的短时客流预测方法(DFM-SVM); 利用符号聚合近似方法(SAX)与动态时间规整(DTW)相结合的算法(SAX-DTW)识别受封站影响的时空范围,利用DFM预测常态下的短时客流,利用SVM提取和处理受封站影响车站与时段客流量的非线性特征,对受影响车站与时段的客流量进行修正; 以北京地铁封站情景下车站的进站量预测为例,验证方法的有效性。研究结果表明: 与既有SAX相比,提出的SAX-DTW不仅能全面考虑到客流数量和客流趋势的变化,还能更准确地识别出多个车站的异常时段; 与传统DFM相比,DFM-SVM能显著降低各车站的预测残差,其中奥体中心车站的预测残差降低约60%;与基线模型霍尔特-温特(Holt-Winters)、SVM、门控循环单元(GRU)和长短期记忆(LSTM)相比,在整体客流量预测效果方面,提出的DFM-SVM在其均方根误差方面分别降低43.39%、70.00%、33.18%和70.83%,平均绝对误差分别降低43.72%、67.17%、28.98%和57.08%;在单个车站的客流量预测效果方面,提出的DFM-SVM在均方根误差和平均绝对误差方面有70%的车站均低于其他基准模型。可见,提出的DFM-SVM能够捕捉封站影响客流的非线性关系,极大提升了客流预测精度,能够为运营管理者提供可靠的客流预警信息与决策依据。      

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对铁路客运站客流到达、疏散的时空特性进行分析,提出了大型铁路客运站到达旅客疏散仿真概念模型. 从车站到达旅客交通特性出发,在经典社会力模型基础上对旅客站内交通行为进行微观仿真建模,并对模型的行人尺寸和期望速度参数进行了分析和标定. 通过对沈阳铁路局大连站到达旅客疏散仿真实验,得到该站地下通道和南出站口处旅客人数随时间变化的曲线、旅客最高聚集人数95%置信区间和高峰出现的时间,到站旅客换乘时间95%置信区间,找出了存在安全隐患的带状区域和点状区域. 仿真结果表明,模型具有较高的可靠性和实用性.     

大型铁路客运站规划选址影响因素分析——以重庆市铁路第三客运站选址为例

在当前大型铁路客运站不断涌现的背景下,分析国内多个大型铁路客运站规划选址的共性特征,并结合重庆铁路第三客运站的规划选址经验,提出大型铁路客运站选址时需考虑的主要因素,可为今后大型铁路客运站的规划选址提供初步思路。     

铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模型

为优化铁路客运专线车站的设计,研究了考虑不同发车频率的客流生成机制,应用标准的马尔可夫决策过程描述了乘客在车站内的集散过程,提出了基于逻辑网络和点阵的设备控制表示方法,建立了铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模型.仿真发现:当行人移动空间在0.5 m2左右时,流量达到峰值,速度分布在20～80 m*min-1,并随密度增加呈指数递减趋势;在相同客流输入条件下,不同设施上的客流集散规律不同;通过对行人复杂行为的仿真,成功再现了客流集散中的自组织现象,有效避免了交通流基本图模拟现实交通中的不适应取值范围.结果表明模型具有较高的可靠性和实用性.     

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.     

客专车站高峰通过能力一体化计算研究

论文提出了客运站通过能力进行一体化(咽喉和到发线)计算的方法及理念,并结合客运专线车站自身的特点,建立了反映客运专线车站咽喉、到发线作业过程及作业之间相互协调的通过能力优化模型,并用计算机模拟了车站的接发车过程,用实际的车站算例验算了一体化计算通过能力的计算模型算法的实用性。