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。     

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。     

考虑旅客需求的停站方案与列车运行图一体化模型与算法

考虑高速铁路旅客出行的时空敏感性较高的特点,将旅客运输状态引入运输时空网络,构建三维的时间-空间-状态网络,提出基于旅客需求的停站方案与列车运行图综合优化0-1整数规划模型,实现旅客分配、停站方案与列车运行图编制的一体化。设计拉格朗日松弛求解算法,将复杂的列车间强耦合问题分解为单列车的最短路径子问题集合,从而降低模型求解难度。以京沪高铁北京南-曲阜东区段为背景进行验证和分析,结果表明模型不仅实现了较低的运营成本,还能够有效满足旅客需求,实现客流分配、停站方案与列车运行图编制的有机联动。     

考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法

铁路客流均衡分配是旅客出行选择的集中体现,对旅客列车开行方案和列车运行图等的评价和优化十分重要。实际运营中列车的随机延误会导致铁路旅客的出行时间发生变化,影响旅客的出行,尤其是换乘选择。考虑旅客在路径选择决策过程中的出行时间可靠性和不可靠性2个方面因素,提出一种考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法。首先,构建旅客换乘网络,基于提出的期望-超额出行成本(METC)概念,考虑换乘过程中列车的延误概率,计算旅客的换乘成功概率和换乘周期选择;然后,进一步计算旅客出行路径的期望-超额成本,基于用户均衡条件,构建考虑列车随机延误的期望-超额客流均衡分配模型;最后,考虑到期望-超额出行成本的不可加性,结合相继平均法和k-最短路算法设计基于路径的客流分配算法,并对均衡模型进行求解。通过对一个简单算例和广珠铁路实例进行分析,结果表明：同时考虑出行时间的可靠性和不可靠性时,旅客的出行路径选择和换乘选择与仅考虑出行时间可靠性有较大差异,基于期望-超额的铁路网络客流分配模型可以更加准确地描述考虑列车随机延误的旅客的出行选择行为,证实了均衡分配方法的有效性。因此提出的客流分配方法可以为铁路网络旅客列车开行...     

基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化

城际铁路列车服务水平直接影响着全天各时段旅客出行需求量。为了研究这种影响关系,获得吻合出行需求的城际列车开行方案,首先建立旅客时段出行需求与广义出行费用间的弹性需求函数,并基于给定候选列车集构造旅客出行网络,进而以最大化列车开行收益为优化目标,构建面向弹性需求的城际列车开行方案优化模型。模型结合弹性客流在出行网络上的路径选择,从候选列车集中选择开行列车,并优化其停站方案与始发时刻。在生成初始列车开行方案基础上,设计其邻域解生成策略,构建求解模型的模拟退火算法。算例优化不同分布客流的列车开行方案,结果表明:模型与算法能够获得更吻合弹性需求的列车开行方案,且有助于提高旅客服务水平与企业经济效益。     

关于高速铁路旅客列车开行的一些思考

本文结合运行图、客流、客票的特点,针对客运站的服务特征阐述列车运行图与客流、客流与票额分配、列车运行图与车站运输能力之间的关系和相互影响,从中得出在列车运行图调整时的客流预测、客票分配和列车运行图之间的逻辑关系,为更合理高效地调整列车运行图提出建议。     

城市轨道交通列车运行图能力与客流需求匹配度的评价方法

为了衡量城市轨道交通列车运行图对于动态多维度客流的适应性,提出一种基于实际客流数据的列车运行图能力与客流需求匹配度的评价方法。在微观层面,考虑列车能力约束,构建客流与列车交互模型,得到载客量、满载率、留乘人数、平均候车时间等微观指标,设计色阶列车运行图从时空维度可视化展示客流与列车的作用结果。在宏观层面,提出能力匹配度的概念,并在采用梯形分布函数量化乘车舒适度、候车满意度和企业满意度的基础上,通过乘法合成模型计算得到能力匹配度。以上海轨道交通9号线为例的验证结果表明:由交互模型所得的微观指标与实际运营规律一致;能力匹配度是对乘客利益与企业利益的综合评价,晚高峰时段的能力匹配度最高,早高峰和平峰时段的次之;随着高峰时段发车频率的增加和平峰时段发车频率的减少,能力匹配度呈先增后减的趋势。该方法可为定量优化列车运行图质量提供理论支撑。     

城际直达列车开行方案优化研究

以一定客流时段内城际直达旅客列车开行方案为研究对象，确定列车开行频率和列车编组。对旅客出行的广义费用进行分析，将城际直达客流的广义出行费用分为票价费用、候车时间、延迟费用、拥挤费用。得出了广义出行费用下客流乘车选择的一般规律：选择各列车的客流，其期望出行时间连续分布在所乘列车两侧，各个列车的客流吸引范围具有一致性。建立了以客流总出行费用最小和企业效益最好为目标的优化模型，并对模型进行了分析求解。算例结果表明，列车编组和开行频率是列车开行方案中具有密切联系的两个组成部分，小编组和高密度的开行模式能够显著提高运营服务水平。     

考虑能源消耗的城际列车运行速度优化

在考虑能源消耗以及城际列车与公路大巴和私家车客流竞争关系的基础上,以铁路运输部门收入最大化和城际旅客出行广义费用最小化为优化目标,以运输供给、列车到发时间以及列车数为约束条件,建立连接2个中心城市的城际列车运行速度的多目标非线性优化模型,并借助Matlab软件实现基于模糊折中规划的求解算法.分析旅客时间价值和最小上座率2个参数的变化对城际列车最优运行速度的影响.算例结果表明:在考虑列车的运行能耗后,城际列车的最优运行速度随旅客时间价值的提高呈上升趋势,随最小上座率的提高呈下降趋势;在一定的经济发展水平下,列车过高的运行速度并不能减少城际旅客出行的广义费用,反而造成列车运行能耗的大量增加.     

城市轨道交通列车运行图鲁棒性优化模型

针对高密度行车因受运输干扰而导致城市轨道交通列车晚点的问题,按照在计划层的列车运行时段内调整列车缓冲时间以优化列车运行图鲁棒性的思路,考虑列车载客能力约束,基于历史客流数据和通过候车乘客与列车的交互关系确定列车的实际停站时间,然后基于列车运行图扰动时间的递推关系,建立以列车运行图扰动时间之和最小为目标的列车运行图鲁棒性优化模型;运用改进的遗传算法对属于非线性混合整数规划模型的该优化模型进行求解;另外还对只要求大型枢纽站等重要车站准点发车的实际运输需求,用时间控制点法对该优化模型进行扩展。以北京市城市轨道交通房山线为例验证了该优化模型和改进遗传算法的有效性。     

基于遗传算法的用户线缆智能选路系统

将遗传算法的思想与原理应用到大型通信网络路由选择算法中来，使得路由选择功能随着网络动态的变化而不断自我进化与完善。其根本目的是通过准确率极高的预见性来提高路由选择性能。这种改进后的新型选路机制将会在很大程度上改善复杂通信网络中选路系统的性能与效率。     

一种新型l次格基规约算法

寻找格中的非零短向量是格理论应用于密码学研究常常遇到的一个问题。一般通过各种格基规约算法来得到格中的近似最短向量。本文在标准LLL规约算法[7]的基础上,首次提出了l次规约的概念,并且设计了一种新型的l次规约算法。利用这种新型算法找到的短向量比使用标准LLL规约算法求得的短向量更加接近格中的最短非零向量。算法在一定范围内具有计算花费时间和规约结果质量之间可以相互转化的特点,可以通过牺牲更多的运算时间来获得质量更优的规约基。通过大量的数值测试,本文比较了l次规约算法和标准LLL规约算法的实际性能,验证了对l次规约算法的理论分析。最后,本文提出了进一步改进l次规约算法的两个思路。     

城市轨道交通门禁系统加密方案研究

城市轨道交通门禁系统通常采用的Mifare 1技术因被破解而存在严重的安全隐患,且随着城市轨道交通在各个城市的快速发展以及轨道交通运营管理部门的人员流动需求,各条线路的门禁卡需进行统一的授权管理。提出采用CPU卡技术、运用加密算法的方案,实践证明将可有效地解决上述两个问题。通过对门禁系统技术的分析,提出城市轨道交通门禁系统的技术方案,并从卡的类型、通信原理及加密可靠性等角度,研究分析其特点;论述了城市轨道交通门禁系统的加密方案及发展方向。     

地铁车辆低落弓位受电弓线导板算法研究

在建立地铁车辆低落弓位受电弓结构数学模型的基础上,以受电弓在工作高度范围内的静态接触压力保持恒定为目标,基于恒定静态接触力下受电弓的平衡方程,采用矩阵法建立了升弓转矩计算函数,计算受电弓的升弓转矩。通过对升弓装置工作机理的深入研究,对其进行简化,建立了相应的计算模型,提出了适用于地铁低落弓位受电弓线导板廓形的计算方法。利用MATLAB软件编写了计算程序。通过试验,验证了算法的有效性。     

基于混合算法的机车二系弹簧载荷调整优化方法

针对电力机车二系悬挂调簧分析数学模型算法的优化问题,提出一种遗传算法(GA)与蚂蚁算法(AA)相结合的混合优化算法。其基本思想是:首先采用遗传算法以较少的进化代数进行全局快速随机搜索,获得若干可能的(近似)优化解,以此生成蚂蚁算法初始信息素分布,再用后者求得全局优化精确解。对国产SS3B和SS9型机车的应用结果表明,对同一车体进行多次优化计算试验,混合优化算法的搜索寻优过程均能稳健一致地收敛到全局优化解,可明显缩短二系支承载荷调整调簧计算所需时间,使调簧试验的实时性大为提高。对于二系为高圆簧的SS9型机车,混合算法平均用时比迭代算法和单一遗传算法分别减少约74%和29%。     

Turbo编解码结构及基于LOG-MAP算法的性能仿真研究

阐述Turbo码的编解码结构。研究MAP以及LOG MAP解码算法。设计MATLAB仿真运算程序。根据设计的仿真程序比较Turbo码在不同约束长度、不同迭代次数以及不同编码速率情况下的性能。由仿真结果得出影响Turbo码性能的主要因素是交织器长度、迭代次数、编码速率。在各种情况下通过增加交织器长度和迭代次数、降低编码速率来改善Turbo码的性能。     

开放车流径路建模方法与算法设计研究

开放车流径路是著名的NP难题,所以启发式算法是目前求解开放车流径流的主流。在分析开放车流径路的基础上建立了模型,并用遗传算法为模型求解。研究表明:遗传算法在解决开放车流径路问题上有优势,并能很好地解决相关问题。     

基于小波域谱相减算法的语音增强研究

谱相减算法是目前常用的语音增强算法，它常在处理宽带噪声中使用，具有运算量小、效果明显等特点，但该算法是基于短时傅立叶变换（STFT）基础上的，是一种单分辨率的信号分析方法。与STFT本质不同的小波变换是一种变分辨率的时频联合分析方法，当分析低频信号时，其时间窗口很大，而当分析高频时，其时间窗口减小，这恰恰符合实际中对非平稳信号进行分析的自然规律。基于小波域的谱相减算法，是将带噪语音信号进行Mallat多尺度分解，然后分别对各尺度下的信号进行谱相减运算，再逐一进行小波重构，得到去噪后的语音信号。仿真结果表明。该方法不但有效地提高了语音信号的信噪比，而且也在很大程度上改善了语音的失真程度，不失为一种有效的语音增强算法。     

不同需求日高铁列车开行方案协同优化方法

不同需求日的出行需求在结构和总量上都存在差异,不仅需要提供与各需求日相匹配的运输能力,而且不同需求日的列车开行方案应有很大相似性,使高铁运输组织能平稳过渡。为权衡铁路运营成本和运输组织衔接,在考虑高铁运输组织平稳过渡前提下,谋求铁路运输成本和旅客出行费用最小,对不同需求日列车开行方案进行协同优化。由各需求日各OD对需求生成最大包络需求,以最大包络需求列车开行方案为备选列车集,产生各个需求日的列车开行方案。建立不同需求日开行方案协同优化双层规划模型,设计求解模型的遗传算法。算例分析表明,在公共列车集比例限制下,协同优化产生的开行方案具有较好评价指标,算法收敛性较好,体现了模型和算法的有效性。     

搜索引擎排序算法的探索

搜索引擎是一项崭新而且流行的技术,而检索排序技术是信息检索系统处理结果的核心技术.排序算法的好坏,直接决定搜索引擘效率的高低.文中详细分析了目前流行的3种排序算法:PageRank算法,HillTop算法,竞价算法.介绍各自原理,优缺点以及改进措施,并以PageRank方法为例,详细描述PR值的求解过程.