铁路集装箱客运化班列停站方案与运行图协同优化研究

铁路集装箱客运化系统对于改善我国铁路集装箱运输效率和提升铁路在高附加值货物运输市场的竞争力具有重要意义。在客运化系统中,集装箱班列的停站方案与运行图是班列运输组织计划的核心内容,前者确定各班列的停站模式,后者确定班列在各车站的出发与到达时间,二者之间相互影响,共同决定服务质量。因此,为提升运输组织计划编制效率,有必要在基于铁路通道的运营环境下,研究考虑不同运行区段的集装箱客运化班列停站方案与运行图协同优化问题。在满足箱流需求与符合列车运力的前提下,考虑具体的集装箱至列车的分配,将列车停站方案约束嵌入到列车运行图编制过程中,一方面使得停站方案与箱流分配方案相协调,另一方面保证列车在站停留时间能满足集装箱装卸作业的要求。以总列车停站时间最小为目标,综合考虑货物运到期限、车站到发线资源的分配、列车追踪间隔时间以及列车停站时间等约束,构建混合整数线性规划模型,并借助优化求解器CPLEX对模型进行求解。以实际中欧班列通道为案例进行实证分析,验证提出方法的有效性。实验结果表明,客运化系统能够充分发挥网络运输的优势,在仅牺牲部分列车能力利用率的前提下,具有列车开行频率高、运输集装箱数量多以及运到期限...     

基于停站方式最少的高铁停站方案优化研究

合理确定列车停站方案对提高高铁运输组织水平具有重要的现实意义,既有研究中构建的模型容易导致列车停站方案中停站方式数量较多,不利于运行图编制及能力利用。针对该问题,以列车停站方式最少为目标,对高铁列车停站组合进行优化研究,构建了高铁停站方案优化模型。以京沪高铁为例进行案例研究,通过与既有停站方案进行对比分析,发现采用优化方案停站方式减少了5种、列车因停站总延误时间减少了119min、车站服务频次和直达列车分布满足旅客需求,验证了模型的有效性与实用性。     

高铁动态票价与停站方案联合优化方法

在高铁市场化运营过程中,高铁票价直接影响旅客需求,列车停站方案则会影响运输能力供给分配。目前高铁票价缺乏科学灵活的市场化调节机制,停站方案的制定也未能充分考虑票价调整对旅客需求的影响。为实现高铁供求关系的更好匹配,提升其市场化运营水平和竞争力,有必要研究基于客流需求和列车服务水平的高铁动态定价方法。基于旅客出行需求的价格弹性特征和列车停站方案对供需关系的影响规律,根据旅客购票规律将预售期划分成多个售票时段后,以最大化总的高铁运输收益和最小化总的旅客出行时间价值损失为目标,考虑票价范围、列车运能、票额配置、OD直达等约束条件,构建高铁动态票价、票额分配与列车停站方案联合优化的非线性混合整数规划模型,并结合问题特征设计双层模拟退火求解算法。以京沪高速铁路为例进行计算分析,优化后的综合方案能够使高铁运输收益增长3%以上,并使总的旅客出行时间价值损失降低8%以上。优化后的动态票价策略为预售期初期设置低折扣系数、后期设置高折扣系数,可以在提高客票收入的同时有效引导更多旅客更早购票。优化的列车停站方案能够在维持较高的客流水平的同时尽可能满足更多的客流需求。     

面向服务水平的高速铁路列车开行方案优化

在传统列车开行方案基础上引入列车始发时间,形成高速铁路列车开行方案的新概念。针对一些关键O-D对,提出服务列车数下限要求;针对车站需求稀疏时段,提出发车时间间隔上限要求。基于旅客出行的时变需求,建立面向旅客服务水平的高速铁路列车开行方案优化的双层规划模型,其中上层规划为铁路企业优化列车开行方案的决策;下层规划描述旅客的乘车选择行为,即列车网络上进行客流分配。为缩小优化搜索空间,列车运行区段仅限于备选集中产生,并将关键O-D对服务列车数约束转化为各车站的停站列车数约束。设计列车停站方案的确定方法、初始开行方案的生成方法和邻域解的搜索方法,并以此为核心设计求解模型的模拟退火算法。算例表明,采用该模型和算法求解的列车开行方案在时空区域上较好地满足了旅客出行时变需求,服务水平达到规定下限,模型和算法具有良好的优化效率和实用性。     

旅客列车停站设置方案优化

旅客列车停站设置的影响因素主要有客流换乘需求、列车停站等级、列车指定停靠车站、车站接发列车能力、停站数量对旅行速度的影响和列车最大停站数量.分析停站设置和客流换乘选择之间的博弈关系,将基于停站方案的多类用户均衡客流分配模型作为下层规划模型,将旅客广义出行费用最小和列车停靠站数量限制作为上层规划模型的目标函数,构建旅客列车停站设置方案优化双层规划模型.通过分析停站方案变动引起的目标函数变化,构造解的邻域,设计基于模拟退火的求解算法.对由某客运专线和既有铁路组成的混合网络测算结果表明;列车平均停靠3.68站,列车直通客流比例平均为65.24%;客流直达比例为65.23%,人均换乘次数为0.44次;旅客出行费用较初始停站方案下降了35.47%.运算结果合理,具有较好的优化质量,旅客的出行费用显著下降.     

城市轨道交通运输计划编制方法研究

如何对统计数据进行客流分析,找出客流特征与流动规律,在此基础上编制与实施线网条件下的运输计划成为城市轨道交通运营单位面临的实际问题。通过分析客流时空分布规律,基于既有运输设备条件合理编制、调整、优化运输计划,进而下达有关编制、调整、实施不同情形列车运行图,建立不同运行图体系,根据不同客流特征预判实施不同列车运行图运输方案,实现运能与运量的尽可能匹配,从而实现对旅客的合理运输。以深圳地铁运营实际情况为例,阐述具体编制方法。     

考虑能力利用效率的本线与跨线列车开行方案协同优化研究

列车开行方案是编制列车运行图的基础,合理设计列车停站方案对区段内的客流分配有着直接影响。通过研究现行的列车开行方案,结合客流量等数据,考虑提高线路通过能力和列车能力利用效率,进行本线列车与跨线列车的协同优化研究。结合数据,提出假设条件,建立本线与跨线高速列车开行方案协同优化模型。使用多目标优化的线性加权算法进行目标函数的转化和求解,并以京沪高铁为案例,对模型的参数进行标定,得到本线与跨线列车协同优化开行方案。通过对现行方案与优化方案的车站服务频率、停站次数等的对比分析,验证了模型的有效性和可行性。     

高铁列车密度与旅客需求强度的关联分析

为了评价高铁列车运行图是否吻合旅客的时变需求,可以针对时变需求进行客流分配,利用旅客出发时间偏差程度来评价。若未知时变需求的分布状况,则不能采用这种评价方法。本文研究如何运用高铁系统运营数据,评价列车运行图是否吻合旅客时变需求。通过定义较小时空单元及时空单元中的运输能力、客流量和客座率,来描述列车密度和出行需求及其关系。以京广高铁等线路的运营数据进行数值分析发现:合理的列车运行图在需求越高的时空区域,平均运输能力越大;在运输能力越大的时空区域,平均客座率越高。尽管数值分析中采用的是实际运量,但该特征表明列车运行图与出行需求相吻合。可以运用该特征来评价列车运行图,并适用于大规模高铁网络。     

基于节点服务的高速铁路列车停站方案优化模型

合理的列车停站方案对高速铁路运输计划的制定具有重要的现实意义,既有停站方案的编制受到各种技术与政策因素的影响,一般采用人工方法反复调整确定。本文提出一种基于节点服务的高速铁路列车停站方案优化模型,该模型的特点是将不确定性和不易量化的因素统一用节点服务表示,以方案总停站次数最少为目标,将节点服务频率、站间服务可达性、单个列车停站次数等作为主要约束条件,构建带有叉乘约束的非线性规划模型。运用停站概率与计算机模拟结合的方法有效解决了模型求解的问题。通过模型灵敏度分析发现,单个列车停站次数约束是影响停站方案求解可行性的关键问题。最后,以国内某高速铁路为例,进行实践应用,表明模型具有较好的可用性。     

周期运行图编制模型与算法研究

在周期运行的运输组织模式下,所有列车在车站到发都是周期循环发生的。将安排列车运行线的问题看作周期事件安排问题,并借助周期约束图及周期势差模型,可以建立周期运行图网络模型。模型充分考虑到列车不同情况下的停站时间、到发安全间隔等各项周期约束,并将列车的总停留时间最小作为目标函数。当约束图顶点和弧的数量众多时,模型的求解将比较困难。通过选择合适的约束图生成树,找到变量的合理取值范围,并对模型进行一些预先简化处理,可以降低模型的求解难度。最后求解一个区段不同列车开行方案的周期运行图,验证模型的可行性。     

变截面薄壁箱梁剪力滞计算的 板元梁段法

为了计算分析变截面薄壁箱梁剪力滞效应及其参数的敏感性,提出一种考虑剪力滞效应的三节点板元梁段法。基于箱梁截面内应变-位移-基本变形之间的关系,以形函数作为单元内高度变化的插值函数,利用最小势能原理推导出梁段法对应的等参有限元行列式。使用编写的有限元程序对算例进行计算,梁段单元法计算结果与模型的实测值及有限元数值结果均吻合良好,验证了理论方法与公式推导的正确性和可靠性;在集中和均布荷载2种工况下,分别考察变截面薄壁箱梁剪力滞效应分析中常见影响参数的敏感性,研究结果表明:翼宽比、宽跨比和腹板倾角是影响变截面箱梁剪力滞效应的主要因素。文中方法计算精度好、效率高,对分析变截面箱梁的剪力滞效应具有一定的参考价值。     

高速铁路关键岗位人员五维心理素质模型及应用研究

随着我国经济的快速发展,高速铁路作为一个新兴行业已进入迅猛发展期,这无疑给负责安全运行的高速铁路关键岗位人员带来更多的压力,良好的心理素质是应对这种压力的有效手段。通过实地调研,采用行为事件访谈、工作写实、开放式问卷调查等质性研究的方法,构建高速铁路关键岗位人员五维心理素质模型,包括情绪复原力、心理适应能力、认知能力、工作价值观、安全意识5个维度,并提出该模型在高速铁路关键岗位人员选拔、培训、日常管理等人力资源管理阶段的应用建议,为高速铁路的安全管理提供新的理论依据和技术方法。     

基于技术原理的城市轨道交通分类方法研究

城市轨道交通制式发展已逐渐多元化,既有城市轨道交通制式分类方法中的分类标准不统一、分类范围不明确、线路命名方式缺乏代表性等问题越来越突出,需制定一套新的城市轨道交通制式分类方法以解决上述问题。在研究国内外城市轨道交通制式分类标准的基础上,以城市轨道交通不同制式的技术原理为核心,遵循指标独立性、惯性和包容性等原则,提出了基于驱动方式、车辆支承方式、导向方式和轨道类型4项分类指标的城市轨道交通制式分类法。该方法规范了现阶段既有城市轨道交通制式的分类标准和命名方式,并为城市轨道交通制式创新预留了充足的发展空间。     

作业条件危险性评价法在车辆检修作业风险评估中的应用

针对车辆检修作业风险管理问题,论述利用已有故障信息和维修经验进行风险评价的过程。利用作业条件危险性评价法,对车辆检修作业风险进行分析和评价,对发生事故/事件的可能性、暴露于危险环境的频繁程度和事故/事件所产生的后果3个参数,分别制定等级划分和分值设置表,并在此基础上形成事故/事件的风险值评价表。以长春轻轨3号线某次列车分离事故为例进行风险识别和风险分析,并制定相关管控措施。作业条件危险性评价法可用于数据不充分条件下车辆检修作业初步风险分析,评价结果可作为开展故障诊断和调整维修规程的技术依据,但需要关注评估人员经验不足等因素可能带来的偏差。     

高温荷载下CRTSⅡ型 板式轨道上拱变形特性研究

基于CRTSⅡ型板式轨道在高温荷载作用下的上拱变形是一种比较典型的病害,将功的互等法应用到实际工程中,推导高温荷载作用下弹性薄板的功的互等定理,建立适用于两对边简支两对边自由的轨道板上拱计算模型。分析Ⅱ型板式轨道在温度荷载作用下的上拱变形特性,研究结果表明:在高温荷载作用下轨道板的上拱位移随纵向位置的变化呈正弦曲线变化趋势。分析不同因素对Ⅱ型板式轨道板上拱变形的影响,研究Ⅱ型板式轨道的上拱变形特性。从轨道板垂向稳定性和行车安全性角度,提出优化轨道结构参数和层间病害修补时机的建议。     

城市轨道交通分布式智能道岔转辙机研究

为适应城市轨道交通分布式联锁系统、数字化信号设备的发展方向,提出了一种基于分布式计算机联锁系统的智能转辙机。该转辙机结合智能控制模块、无刷直流电机和高精度位移传感器等技术,实现了转辙机工作状态和道岔尖轨位置数据的实时采集与处理。试验表明,该转辙机具有启动电流小、动作过程中可变速等优点,不仅提高了转辙机的性能和维修效率,还为室外设备的故障分析与预测提供了依据。     

悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

分析悬挂式单轨车辆的转向架结构及组成,建立相应的SIMPACK动力学仿真模型,总结悬挂式单轨车辆通过曲线时的受力分布和力矩平衡公式。应用控制变量法分别研究曲线通过速度、导向轮轮轨间隙和导向轮径向刚度对车辆曲线通过性能的影响。仿真结果表明,导向轮径向载荷随曲线通过速度和导向轮轮轨间隙的增大而增大,随导向轮径向刚度的增大而减小。其中,导向轮轮轨间隙对构架的横向加速度影响较大,对车体横向加速度影响较小。     

新一代城市轨道交通信号系统研究

分析了城市轨道交通传统CBTC(基于通信的列车控制)系统的系统架构、各子系统的安全完整性等级,以及存在的主要问题。提出了基于车-车通信和基于联锁列控一体化两种不同系统设计理念的CBTC系统。对两种系统从系统结构、性能、成本、维护、后备模式、兼容性等6个方面进行了分析比较,认为基于联锁列控一体化的CBTC系统更适合成为我国新一代城市轨道交通信号系统。     

复合轨枕有砟轨道温度 适应性试验研究

针对复合轨枕线膨胀系数较大的特点,在步入式高低温室内铺设复合轨枕有砟轨道实尺模型,对轨道施加温度荷载,研究其温度适应性。试验中测试了不同温度下的轨距、轨枕长度变化量、钢轨和轨枕的温度。研究结果表明:复合轨枕随温度变化热胀冷缩现象明显,进而引起轨距变化,环境温度变化10℃,复合轨枕有砟轨道轨距变化约0.78～0.81 mm。建议复合轨枕有砟轨道最好铺设在较恒温地区,如隧道内;若在高速铁路中铺设,复合轨枕年温差最大应不超过50℃,同时要注意控制铺枕温度。本文的研究可为复合轨枕的进一步推广提供技术指导。     

京津城际助力北京奥运 科技创新开启高铁未来

中国首条时速300公里的客运专线——京津城际铁路牵引送电系统主体工程2008年1月21日基本完工，并于月底前开始送电，为列车调试和空载试运行创造了条件。送电工程完工后。京津城际铁路将启动冷热滑试车，进行全线设备系统综合高工。预计今年五六月份，时速300公里的新车将开始空载试启动。据了解，京津城际建设工程于2005年7月4日开工，计划于2008年8月1日北京奥运会开幕前空载试运行。线路全长115公里，共设北京南站、亦庄、永乐、杨村、天津5个站点，建成通车后，京津两地直达预计在30分钟之内。业内专家对此工程也纷纷给予高度评价，京津城际铁路是中国《中长期铁路网规划》的一条重要快速通道，工程建成后，对加快京津区域经济一体化进程，促进环渤海地区的经济交流和人员往来具有十分重要的作用。该工程连接北京和天津两天直辖市，既是中国铁路跨越式发展的标志性和示范性工程，同时也是北京奥运会交通配套工程，更是一项惠及广大民众的民心工程……