高铁晚点列车智能调度系统的研究与开发

为提升调度员对高铁晚点列车的调度指挥效率,研究晚点时间估算方法和晚点列车调整规则,利用雷达图和电子地图等可视化技术,开发高铁晚点列车智能调度系统,提供高铁列车运行晚点实时监控、重点监控列车晚点预警、列车晚点原因分析、调整方案协同制定等功能,具有一定程度的智能化水平,有助于减轻调度员的工作强度。目前,系统1.0版本已在中国国家铁路集团有限公司和铁路局集团公司两级单位正式启用,应用效果良好。     

基于Tableau的高速列车晚点综合可视化

高速列车晚点综合可视化可以清晰呈现车站和区间的列车运行情况,对于辅助智能高铁调度决策具有重要意义.定义高速列车晚点分析的指标,给出各指标的计算方法.运用Tableau软件构建高速列车晚点综合可视化的显示界面,以沪昆高铁部分车站和区间为对象,对高速列车晚点情况进行可视化显示和分析.高速列车晚点综合可视化可以辅助行车人员快...     

基于改进RF-XGBoost算法的列车运行晚点预测研究

为度量列车晚点造成的影响，将传统随机森林(RF)与极端梯度提升树(XGBoost)相结合，采用改进的RF-XGBoost算法对高铁列车运行晚点进行预测。以济青高铁为例，将其原始数据预处理并根据特征重要度排序，选取前7个参数组成晚点特征自变量，以预测到站晚点时间为因变量。将列车实际到达时间等7个特征变量输入RF-XGBoost预测模型中参与训练。前200次列车的晚点预测结果表明：预测晚点与实际晚点时间的曲线变化趋势大致相同。相较于XGBoost算法，本文提出的方法MAE和RMSE值分别降低60.5%与44.8%, R2值提高14.6%,且在允许预测误差5 min的范围内，精度达到97.78%,此方法拥有更优的晚点时长预测性能，对铁路实时调度与提升客运质量至关重要。     

广州地铁乘客因素导致列车晚点分析及措施

广州地铁1号线是广州地铁客流强度最大的地铁线路,列车晚点会造成非常大的影响。在造成列车晚点的原因中,乘客因素逐渐成为导致列车晚点的主要原因。通过对广州地铁1号线列车晚点的分析,指出因乘客因素导致列车晚点主要包括夹人夹物、乘客不良行为和乘客自我反应3种形式,最后提出有针对性的应对措施,减少列车晚点情况的发生。     

列车运行实绩大数据分析及应用前景展望

基于京沪高铁一个半月的列车运行实绩数据,分析得出列车实际区间运行时分和停站时分的分布特征、列车区间运行时分与发车晚点之间的关系、列车停站时分与到站晚点之间的关系,阐述了大数据分析对优化列车运行图编制和辅助调度指挥工作中的作用,并展望列车运行大数据分析的应用前景。     

郑州地铁列车晚点原因及应对措施

通过对郑州地铁列车晚点的统计分析,找出影响晚点的设备原因和非设备因素,并对造成列车晚点的非设备因素进行分析说明,制定解决方案,为郑州及其他城市地铁的安全、准点运行提供指导和帮助。     

京沪高铁列车运行晚点预测方法研究

为快速、准确地掌握列车的运行状态及未来的运行趋势，需要对列车运行晚点预测方法进行深入研究。文章根据对北京—上海高速铁路（简称：京沪高铁）2020年列车运行数据的分析，包括停站时长对于晚点的影响及不同初始晚点时长下的传播车站数，提出了基于循环神经网络（RNN,Recurrent Neural Network）的全段预测方法，使用同步多对多模式的RNN模型作为基础模型结构，建立列车运行晚点预测模型。在特征值的选择上，采用集成梯度打分法，从多个特征值中选择12个最显著的变量作为模型自变量。采用该模型对京沪高铁2020年晚点数据进行验证，结果表明，该模型在验证集上5 min的误差范围内可以达到89%的准确率，该预测方法可以满足实际生产的需要，有助于调度部门进行科学决策，有利于提升铁路旅客服务质量。     

列车运行图动态性能及其指标体系的研究

从分析影响列车晚点传播的主要因素入手，提出从晚点传播模拟实验出发探讨评价列车运行图动态性能的基本原则，建立了相应的动态指标体系给出有关计算公式，在我国首次对列车运行图动态性能及其适应度测试理论与方法进行了研究。     

城市轨道交通大小交路套跑下列车晚点分析与行车调整策略探讨

城市轨道交通大小交路套跑运行时,大交路列车与小交路列车的晚点将相互制约、相互影响。文章基于小交路折返站采用站前单渡线侧进直出折返方式,根据列车折返作业流程,分析不同列车不同程度晚点下的行车调整制约点,建立列车晚点行车调整模型,提出相应行车调整策略,为行车调度人员在应对列车晚点情况下高效组织行车提供最佳决策。以厦门地铁3号线为例,探讨列车晚点下行车调整策略应用实施方案,相关研究对大小交路套跑晚点分析及行车调整具有借鉴意义。     

基于深度强化学习DDDQN的高速列车智能调度调整方法

在高速铁路系统的日常运营中,列车经常受到各种突发事件的干扰而导致晚点,严重影响旅客出行体验。为在短时间内制定出列车运行调整方案并尽可能缩短列车晚点时间,提出一种将深度强化学习与整数规划模型相结合的列车智能调度调整方法(DDDQN)。首先,将线路划分为多个轨道区段相连接的形式,并基于车间作业调度问题,以最小化所有列车总晚点时间为目标,构建描述列车运行过程的整数规划模型。之后,将各列车视为智能体,根据实际运营需求定义了多智能体的状态、动作以及回报函数,并构造了2个深度神经网络以近似值函数。最后,结合上述整数规划模型设计了DDDQN的训练方法,先利用智能体在仿真环境中探索求出问题可行解,并通过2个神经网络之间的“互馈”机制,实现神经网络参数的更新。在此基础上求解整数规划模型,即可在短时间内得到问题最优解。利用京张高铁实际线路数据和运营数据进行仿真实验,通过比较3种不同求解方法在10个不同突发事件场景下得到的列车总晚点时间和求解时间,验证了所提出的DDDQN模型可以在短时间内得到问题的最优解,可降低至多30.43%的列车晚点时间以及至多68.33%的求解时间。DDDQN为提升高速铁路系统在突发...     

高速铁路列车晚点调整中区间渡线作用的分析

高速铁路行车组织具有高速度、高密度的特点。在高速铁路区间设置一定数量的渡线,能增加对晚点列车运行调整的灵活性。根据高速铁路列车开行模式,讨论了在高速列车晚点和中速列车晚点两种情况下高速铁路利用区间渡线组织列车越行的方案,量化分析区间渡线在晚点列车运行调整中所起的作用。     

一种晚点地铁列车实时调整策略及其动态速控模式

针对追踪运行地铁列车群,分析晚点情况下的常规“赶点”运行调整措施的缺陷,提出在晚点列车“赶点”运行调整措施的基础上,扩充后续列车的“延赶结合”运行调整策略:在晚点发生期间“延点”运行,以提高列车群分担时段客流的合理水平并挖掘节能运行的潜力;在晚点发生之后“赶点”运行,以消除前、后列车之间的晚点传播效应。基于此策略,后车ATO系统根据“追踪间隔”与“发到间隔”的双重均衡原则,以晚点时分的动态递增为依据,实时更新ATO模式曲线,并根据列车v-t实迹曲线的时序特征,动态调整牵引末速或制动初速,避免列车v-t实迹曲线与最优ATO模式曲线冲突,实现基于最优ATO模式曲线的实时的列车速度控制。根据牵引电机有功电流、列车牵引加速度及其变化趋势的综合作用对于列车能耗的决定性影响的分析可知:在牵引电机有功电流与列车牵引加速度分别相等条件下,与“正点”运行相比较,“延点”运行的节能量能够弥补“赶点”运行的费能量,实现列车能耗的总量节省。     

基于超统计理论的高速铁路跨线列车晚点分布模型研究

精确描述高速铁路跨线列车晚点时长分布是准确计算跨线列车晚点引起的后效晚点的基础,也是精细化管理能力紧张的高速铁路的依据,具有重要的理论和实践意义。通过对高速铁路跨线列车晚点实绩数据的分析,运用超统计理论对列车晚点机理进行研究,构建跨线列车晚点时长q-指数分布模型。以2018年9月京沪高速铁路跨线列车晚点数据为样本,通过非线性回归拟合和Kolmogorov-Smirnov检验比较常见的正偏态厚尾分布模型及用于建模普速铁路列车晚点的指数分布模型对跨线列车晚点时长分布曲线的拟合效果。结果表明:q-指数分布模型相比于常见的正偏态厚尾分布模型,有更优的拟合效果,能更精确地描述高速铁路跨线列车晚点时长分布。     

武广高速铁路列车晚点恢复时间预测的随机森林模型

基于列车运行实绩的列车晚点恢复模型是铁路晚点管理的重要内容,是运行图优化和行车指挥的理论基础和依据。为了研究高速列车初始晚点恢复的机理,进行初始晚点恢复预测,本文以武广高速铁路列车运行实绩数据为研究基础,将列车在初始晚点站的晚点时间(PD)、列车晚点后经停各站的总停站缓冲时间(TD)、列车晚点后经停各区间的总区间缓冲时间(RB),以及标识列车是否晚点通过株洲西—长沙南区间的0-1变量(ZC)作为自变量,运用R语言编程建立了以晚点恢复时间(RT)为因变量的高速列车初始晚点恢复随机森林回归模型。对275个测试集数据的预测结果表明:模型允许误差在3min情况下,模型的预测精度能达到90%以上。随机森林模型与多元线性回归模型、支持向量机模型的对比表明,随机森林模型具有最优的预测精度。     

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。     

高铁盈亏平衡分析法的探究与思考

随着我国高铁建设的重心由满足需求、拉动需求向补齐局部地区短板转变,高铁建设的投资关系也由铁路主导向地方政府主导转变。有必要探索适用于项目评价、运营指导的高铁盈亏分析方法,让项目建设单位、运营单位和地方政府能够了解高铁的运营效益和影响因素,以便采取有针对性的运营策略和政策支持。分析不同角度开展高铁经济效益的方法存在的不足,提出通过测算出的盈亏平衡点,建立高铁运营盈亏和列车开行方案之间的关系,指导高铁运营企业科学优化列车开行方案,以达到效益最大化的高铁盈亏平衡分析法。高铁盈亏平衡分析法在成本估算时,主要归集固定成本(折旧成本、利息费用、维管成本)和变动成本(人工成本、电力成本、车辆运用成本);在收入估算时主要考虑列车运行交路、上座率和票价率等。在综合考虑上述因素的情况下,提出高铁运营成本、运营收入和高铁运营盈亏估算的模型。并结合实际统计数据,运用模型进行测算,从列车的开行方案、客流培育、资金结构等方面提出建议。旨在从实务角度归集影响高铁盈亏因素,探索构建一种科学论证、导向效益、指导经营、辅助决策的方法,以提升高铁投资和经营效益。     

徐州枢纽高铁列车运行经由优化调整分析

徐兰高速(郑徐段)开通运营以来,徐州东站列车办理对数增加较多,晚点情况突出。为充分合理利用徐州枢纽普速线路区间通过能力,缓解徐州东站作业压力,在不影响列车运行图框架的基础上,对徐州枢纽部分高铁列车运行经由调整至经徐州站运行进行了可行性分析,并对可行性方案进行了模拟评价,可为其它枢纽地区运输组织调整提供参考。     

考虑乘客流影响的列车运行调整难点研究

本文针对基于通信的列车控制(CBTC)系统中列车运行的特点,研究了运行调整中的难点问题-晚点传播,即在前行列车发生初始延误的条件下,引起后行列车或其自身的后效晚点现象.分析了乘客流对列车晚点的影响,在建立列车停站模型时,考虑乘客流的影响,提高该系统的可行性.建立了以列车总晚点时间为优化函数的运行调整模型,最后利用matlab中的遗传算法工具箱对此进行求解,实验结果显示了该模型应用于实际运行调整时的可行性和有效性.     

基于智能化应用的列车运行调整模型

基于列车运行调整理论研究现状,在分析现有研究局限的基础上,提出建立列车运行自动调整模型应考虑的4个关键问题:部分非运行图相关信息、动车组接续、交叉进路抵触及股道-线别连通性。基于这些关键问题构造10个约束条件,结合智能CTC系统技术标准,以提升旅客满意度为导向,依据旅客行程信息和多目标优化的思想,建立将列车运行调整对旅客出行实际影响最小化的目标函数,构建可满足智能化应用的列车运行自动调整规划模型,将其引入开发中的智能CTC系统,并通过京张高铁3个列车运行调整实际场景进行验证。结果表明:模型能够准确处理各种场景下的列车运行偏离,生成切实可用的列车运行阶段计划;生成的计划能有效消解列车晚点造成的交叉进路抵触、股道运用冲突及动车组接续等冲突,在兼顾旅客换乘考虑的同时,缩小列车晚点波及范围,控制晚点传播。     

城市轨道交通晚点列车的运行调整模型

分析了城市轨道交通列车发生出发晚点后,在确保安全的前提下,针对不同的初始晚点时间利用运行图缓冲时间进行运行调整的策略。该策略旨在尽量避免连带晚点,并使所有受影响列车尽快恢复正点运行。最后建立了列车运行图的实时调整模型,并运用仿真软件对策略进行了验证。