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%。     

技术站列车解编顺序的调整方法

在综合考虑技术站运输生产实际情况、调车机车能力限制和到发列车车流接续关系的基础上,提出了技术站列车解编顺序的调整方法．当前一列出发列车的待编时间长于或等于后一列的编组作业时间,且前一列的编组最晚开始时刻晚于或等于后一列的编组最早开始时刻时,可调整相邻列车编组顺序．当后一列到达列车的待解时间长于或等于前一列的解体作业时间,且后一列的解体最早结束时刻早于或等于前一列的解体最晚结束时刻时,可调整相邻列车解体顺序．上述规则可推广到跨列车解编顺序的调整．     

铁路客运站调机运用研究综述

调机工作是铁路运输生产的基本环节,其质量直接关系着到发线的占用、车底出入库、客技线的占用及列车的正点到发,也对提高运输效率、增强运输能力、降低运输成本又好又快地满足国家和人民对铁路运输的需要,起着十分重要的作用。依次对铁路旅客运输的含义、国外调机运用研究的现状、国内铁路技术站和客运站调车机车运用优化等进行了综述,并在此基础上,对铁路客运站调机运用的研究方向进行了简单分析。     

技术站配流与调机运用综合问题的混合整数线性规划模型

为进一步提高铁路技术站作业计划编制效果,针对采用一台调车机车解体和一台调车机车编组的技术站配流与调机运用的综合问题,作者确定了出发列车的编组内容和解体（编组）调车机车的解体（编组）任务,使得出发列车满足列车编组要求,且车辆在站总停留时间最小。基于单机器调度理论和资源分配理论,在将原问题分解为解体子问题、配流子问题和编组子问题的基础上,首次建立原问题的混合整数线性规划模型。最后,采用既有文献中普遍采用的算例对该模型进行计算分析,并与其他研究方法进行比较。计算结果验证了该模型在问题描述上的正确性以及在消耗更多计算时间前提下计算质量上的优越性。     

铁路调车机车运用问题探讨

随着我国经济的快速发展,铁路运输能力更显不足,因此,优化调车机车运用,提高铁路客运站工作效率是迫切需要解决的问题。分析相关铁路客运站调车机车运用研究中存在的问题,并对所提出的问题给出相应建议。通过对该问题的阐述,完善目前调机运用的理论体系,为铁路工作人员提供一定参考。     

区域计算机联锁系统站间安全通信研究

区域联锁系统是实现铁路相邻车站集中控制功能的安全相关信号控制系统,站间安全通信是区域联锁系统安全性保证的一个至关重要的环节,本文分析了站间通信中潜在的危害,针对每种危害提出可行的安全防范措施,并描述了在区域联锁系统中如何实现安全相关传输功能,进而实现安全完善度等级4的站间安全通信.     

城市轨道交通车站客流吸引范围重叠区域划分模型

现有城市轨道交通车站客流吸引范围划分方法大多未考虑相邻车站间的重叠区域,导致车站客流预测值偏大。为了提高车站客流预测的准确性,考虑中间站、首末站、换乘站,针对不同相邻车站类型提出客流分配量计算公式。基于此构建轨道交通车站客流吸引范围重叠区域划分模型,并采用日本东京都城市轨道交通车站的相关数据标定模型参数。最后,以上海市轨道交通11号线安亭站及相邻的兆丰路站和汽车城站为例进行模型验证,结果显示精确度为78.6%。指出产生误差的原因可能在于上海市与东京都的差异以及交通小区数量过少。     

列车编组计划和技术站布局的综合优化

列车编组计划与技术站布局问题是铁路运输组织工作中重要而复杂的问题.针对两者的相关性,通过技术站改编能力约束,将列车编组计划问题与技术站布局问题组合并进行综合协调优化.以技术站车辆集结消耗和改编消耗整体最小为目标,构建综合优化0-1规划模型,利用禁忌搜索的两阶段算法求解,并给出算例说明模型与算法的有效性.算例结果表明,优化方案有利于路网上有调作业向作业能力大的技术站集中,为开行直达列车、提高直达列车开行比重创造条件.     

树枝形专用线取送车问题哈密尔顿图模型及算法

合理安排铁路专用线取送车顺序,对提高调车机车作业效率、加速货车周转具 有重要的意义.在已知条件下,以机车在装卸点间走行时间为权,把树枝形专用线取（送） 车作业优化问题转换成哈密尔顿图最短路问题,并松弛为指派问题,采用匈牙利算法求 出指派问题的最优解,可得到最短回路路长的下界或最优解.若未得到最优解,再利用破 圈连接法求出满意的取（送）车顺序,此算法的复杂度为O(n2).同时对送兼调移、取兼调 移、取送结合、送调取结合作业形式进行了深入地讨论.最后举例说明了模型的构造及求 解过程.大量小规模案例表明,该算法的平均复杂度及性能是比较优越的.     

基于均衡性的机车乘务排班计划编制方法研究

机车是铁路运输的牵引,机车乘务员是牵引的驾驭者,机车乘务员的工作状态直接影响着铁路行车安全。提出单循环乘务排班方法,建立使各个乘务组的工作时间尽量达到均衡为目标的模型,利用分支定界法求解,合理的添加休息时间。以京津线的部分数据为例,验证算法的有效性,证明分支定界法可以有效解决单循环乘务排班问题。     

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企业内部运输组织是服务模式复杂的随机服务系统,机车在运行中受到系统组织者（站调）不断调整,机车的单机走行时间和作业走行时间受到多种因素的干扰影响,具有很强的随机性。针对此类问题的特点,本文建立了机车调度仿真系统的仿真模型,在分析实际机车生产规律和调度原则的基础上,抽象出了机车状态转移函数;采用软件工程方法,对系统进行总体和详细设计,开发了仿真软件系统。并以某钢铁企业为实例进行仿真实验,通过仿真分析,提出三项优化措施：(1）机车需配合站区设备进行优化整合,使机车利用与设备利用能够协调均衡使用;(2）机车运用应采取分区运用和固定专用相结合,分工负责与灵活运用相结合的方式;(3）提高小运转的利用率,减少机车的单机空走率。     

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。     

基于中间站最优的公交线路优化调整研究

数量众多的城市公交线路和公交站点密布在中心城区,在给居民提供便捷通 行的同时,也给城市交通带来了诸多难题.大量的公交车辆在同一个中间站到发,导致车 辆停靠时排队延误严重是最普遍的问题,尤其是在早晚交通高峰时段.本文从公交中间站 所服务的公交线路数和各线路车辆停靠时间特征入手,以各线路车辆在研究站点区域无 延误到发为控制目标,结合车辆停靠时间特性和乘客出行需求特点,确定公交站点的最 优通行能力,即不产生因车辆排队而造成延误的最大服务能力,并给出调整冗余线路的 优化方法,最后通过一个算例来验证模型的实用性.     

铁路技术站到发线运用调整模型及算法

从满足车站到发线的运用要求、减少作业和进路交叉干扰出发，建立了铁路技术站到发线运用的调整模型；针对模型是一个非线性规划模型的特点。对交叉干扰产生的原因进行了分析。提出了其等价模型；根据等价模型特点。设计了求解该问题的遗传算法。并用实例进行了验证。其程序运行时间不超过100s.     

列车到达晚点对技术站车流接续影响仿真分析

为进一步明确铁路运输"流"、"线"的相互作用机理,分析了列车到达晚点对技术站车流接续造成的影响,建立了以中转车平均停留总时间最小为优化目标、以车流接续等为约束条件的技术站广义配流模型.在此基础上,随机产生符合到达列车晚点分布规律的晚点时间,将其加载到列车到达时刻,生成晚点列车群.将加载了随机晚点时间的列车群输入配流模型,进行仿真计算.以出发列车的晚点率、晚点总时间等为指标,分析了不同晚点条件下的列车群在同一作业方法和作业条件下不同的车流接续情况.分析结果说明,单时段列车晚点对技术站车流接续的影响是不确定的,多时段统计条件下的晚点影响虽因站存车数量、晚点率、总晚点时间、列车编组计划等的不同取值而呈现出不同的车流接续结果,但仍有较强规律.本文的工作验证了"流"、"线"协同优化的必要性及可行性.      

长沙轨道交通1号线尚双塘站配线能力系统分析

为了满足列车正常折返与进、出车辆段,灵活解决实际运行中的需求,需要设置终点站配线。重点研究站后折返方式,分析站后单线折返和双线折返的技术作业流程及特点,得出影响折返能力的发车间隔,并通过案例计算,在分析终点站配线系统能力的基础上,对比分析了长沙轨道交通1号线尚双塘站在折返线兼入段线、出入线单独接入和出入段线从正线的两侧接入两种配线方案下的折返能力和出入段能力,比较不同站后折返形式折返能力的大小,得出方案一在出段能力、咽喉能力和发车能力上优于方案二,综合考虑最终推荐方案一。该分析可为今后城市轨道交通的同类线路设计提供有益参考。     

交叉进路对田集站通过能力的影响分析

田集站是淮南矿区专用铁路的主要区段站,不仅承担同国铁阜淮线车流的交换,而且承担电厂、选煤厂车流的中转,车流量大,交叉进路对车站通过能力的影响日益突出。分析田集站交叉进路的成因和类型,梳理车站实际运营数据,对各类交叉进路影响时间做量化分析,总结交叉进路时间和车站接发列车量的关系规律,具体计算每一咽喉道岔组的交叉进路影响时间,根据交叉进路成因和具体影响时间,有针对性地提出改善交叉进路、提高车站通过能力的方案和措施。     

郊区轨道站综合体周边交通规划研究——以南翔花园站为例

结合郊区轨道站开发城市综合体是带动区域发展和实现人口导入的一个有效措施,为支撑节点发展,有必要对综合体周边区域交通规划进行提升。以南翔花园站为例,介绍了区域综合交通优化方案,并对调整前后区域路网的服务水平进行评估。研究成果已纳入相关法定规划,并可供类似区域轨道站综合开发后周边综合交通改善研究借鉴。     

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...     

广州地铁5号线文冲站折返能力分析研究

广州地铁5号线使用的信号系统是西门子基于无线的移动闭塞系统。为满足日益增长的乘客需求,增加列车上线数、缩短行车间隔已势在必行,因此终点站折返效率的影响增大。结合实际运营状况,详细分析折返进路和作业流程对文冲站折返能力的影响,在此基础上提出相应的改进措施建议。