双向编组站静态配流的优化

定义了配流时间间隔和有效交换配流列车等概念．建立了双向编组站静态配流的双层多目标决策模型,目标函数包括排除与编组去向不符以及接续时间不够的车流形成的总代价、车辆在站总停留时间和交换车数量,用禁忌搜索策略和配流网络相结合的算法求解,算例证明,通过调整到达列车的接人场,可找出有效配流方案,从而实现双向编组站两个解编系统的配流优化,使除摘挂列车外的所有出发列车满轴和正点发车。     

技术站广义动态配流问题的局部邻域搜索算法

为了实现技术站阶段计划的计算机编制,研究了静态配流和列车解编方案调整的协同优化.在综合考虑优先排空和优先发送较近编组去向车流的编组要求、欠轴列车停运要求,以及到发列车时间和车流接续关系的基础上,以静态配流为主线,通过调整欠轴列车编组顺序以及与其相关到达列车的解体顺序构造邻域,设计了局部邻域搜索算法.该算法的主要思路是:每次搜索只考虑最早出发的欠轴列车;构造其邻域时保证不产生新的欠轴列车;通过邻域搜索后,该列欠轴列车如不能满轴就停运.算例表明,与既有方法相比,该算法能求出编组列车数、编组车辆数和中时的更好解.     

列车解体方案计数方法的改进

为了保证自编始发列车满轴正点出发,研究了编组站调度员编制阶段计划时列车解体方案的计数问题.根据动态配流理论,按照解体不等价方案与正则排列的对应关系,显式表示了缺省事件,并讨论了其性质.在此基础上,遵循最大解体和先到先解原则,给出了单列车解体不等价方案和阶段出发多列车解体不等价相容方案的计数改进方法.算例表明,改进算法充分利用了列车的解体区间和解体量信息,使搜索空间缩小了28.6%,计算复杂度降低.     

编组站配流中解编时刻参数的计算

编组站列车的解编顺序之间既相互联系又相互制约,配流方案作为二者的函数,只有当二者确定后,才能实现列车的配流.编组站配流时对车流的来源要求比较具体,解体与编组时刻的确定需要依据编组站现场的时间作业标准.为了实现编组站的精确配流,分析了解编作业与固定作业的冲突情况,按照考虑固定作业和调机干扰与否,确定了几个与列车的解体时刻和编组时刻有关的参数,并给出了其计算方法.这为编组站配流模型的建立打下了基础.     

技术站间货物列车协同配流方案研究

技术站间货物列车协同作业组织模式，可实现各站获益，整体加强，对提升铁路运输生产效率具有重要意义.本文建立技术站间货物列车协同配流模型.模型以最大化两技术站的正点出发列车数作为目标函数，采用启发式遗传算法进行寻优，得到货物列车解编顺序和配流方案.最后，通过对算例进行实验分析，验证协同配流模型的实用性.结果表明，技术站间协同配流作业明显压缩车辆在站总停留时间，增加了阶段计划内正点出发列车数，进而提高了技术站内线路使用能力.     

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．     

编组站配流相关问题分析

编组站配流是阶段计划中不可缺少的内容。本文以路网性编组站为研究对象,深入分析了编组站站型对车流组织的影响,着重探讨了配流计划与调机运用的关系。根据出发列车车流来源的确定性程度,将出发车流来源划分为A、B、C三类。从编组站配出发车流来源的确定以及到达列车解体顺序的确定,流问题的三个方面入手,即出发列车编组顺序的确定、利用双层规划模型描述了配流问题的优化方法。     

考虑多编组站转场作业的铁路枢纽车流组织优化

为提升多编组站铁路枢纽车流运转效率，首先，在分析枢纽内不同类型车流作业过程的基础上，以枢纽内列车进出站走行、车流改编、列车集结和转场扰动惩罚费用最小化为目标，构建数学模型；其次，根据接入枢纽铁路方向和场站接发列车能力，生成列车-编组站-调车系统初始匹配方案，进而利用转场-解集编能力对匹配方案进行调整与检验；再次，给出列车-编组站-调车系统匹配方案的双层编码方案，并利用嵌入替换-扰动-交叉操作的异步循环更新过程，完成匹配方案的群体寻优；最后，设计仿真试验对所提模型与算法进行测试.结果表明：所提方法能够完成对多编组站的合理分工，5组试验测试分别在369、422、516、641、763 s的计算时间内得到列车-编组站-调车系统匹配方案，在优化分工后的车流组织方案中，转场货车占到解车流比例均能稳定在20%，从而达到减少转场货车数、降低车流组织成本的目的.     

换乘导向的轨道交通网络发车时间优化研究

针对大城市轨道交通网络换乘站在高峰时段换乘乘客聚集造成的瓶颈,带来的运营安全性能差、效率低等问题,基于非线性规划方法,构建了以网络总换乘等车时间最短为目标的数学模型.该模型考虑了乘客在换乘站的走行时间,以列车发车时间的调整变化量为决策变量,利用调整轨道交通列车在起点站的发车时间及时刻表,协调了列车在换乘站的换乘衔接时间.用模拟退火算法进行求解,得到优化的列车发车时间及时刻表.对13个换乘站及5条线路组成的深圳市轨道交通网络进行优化,结果表明,早高峰小时的优化方案使网络乘客总的换乘等车时间减少了689 h,提升系统换乘效率22%.     

大型编组站空车调配若干问题研究

抓住地方流为有调中转流服务,确保列车正点出发这个大原则,在分析到达车流、发送货流以及车站现有车辆的基础上,将编组站空车调配问题划分为两个阶段进行研究.首先从运用车数最少,发送吨数最多两项目标出发,考虑车种代用,建立编组站空车调配计划模型.然后用分段的多个"静态"优化问题逼近一个"动态"问题的方法,以压缩作业车在站停留时间,减少空车调移总费用为目标,建立各时段编组站货场、调车场及专用线问的空车调配决策模型.通过一定算法,即可实现用计算机编制拥有大型货场和大量专用线的编组站空车调配计划,以减轻计划人员的劳动强度,辅助车站调度员做好空车调配工作.     

有限状态机在列车解编顺序中的应用

在编组站机车作业安排过程中,列车的晚点、待取乍辆的缺少、待出发列车的时间紧急等都会要求机车在解体列车时按需而行,而不是按列车到达的顺序依次解体。这就要求在编制车站计划时实现合理的到达列车的解体顺序。运用有限状态机模拟机车动态,输入计划列车到达、出发信息、现车信息推算机车任务,决策现场作业顺序,辅助调度员做好调车作业计划。     

开行5000t重载列车对编组站作业和能力的影响及其协调对策

针对目前我国繁忙干线开行５０００ｔ重载列车编组站工作面临的新形势，重点分析了开行重载列车对编组站作业的影响，详细验算了开行重载列车后编组站的通过能力、解体能力、编组能力以及车辆停留时间和列车作业时间的变化，并分析了不同重载车流组织方案对编组站分工和能力的影响，提出了实现点线能力协调的对策。     

编组站配流的协调优化算法

为了提高编组站动态配流与静态配流协调优化算法的收敛速度,根据编组站解体方案树的构造规则,用解体序号矩阵进行解体方案编码,限制解的生成空间,避免了不必要的搜索.结合遗传算法与蚁群算法(genetic and ant algorithm,GAAA)的优势和配流问题的特点,设计了以GAAA为基础的协调优化算法.用遗传算法求出若干组优化解体方案,并生成初始信息素分布,用静态配流蚁群算法筛选出最优解体方案,在此基础上生成配流方案.实例表明:对阶段到发列车数不超过25列的编组站配流问题,本文算法均能在30 s内收敛到最优解或满意解.     

试论新运行图下编组站到解子系统的工作组织

通过分析现行列车运行图下输入车流对编组站到解系统的影响,指出了编组站到解系 统所存在的部分问题,并针对问题提出了在运输组织方面的对策方案.     

基于资源可用度的编组站配流模型

配流方案是阶段计划的关键内容，在作业中将任务交由可用度较高的资源执行，能够在较大程度上提高计划的兑现率.考虑编组站实体资源的空闲度与可信度，给出了资源可用度的计算方法.在此基础上，综合考虑成功配流的自编始发列车数量、车辆在站停留时间、编组站整体资源的可用度，建立了基于资源可用度的编组站配流模型，并通过分层优化方法降低求解难度.算例结果表明：考虑资源可用度的编组站配流模型，其解编系统的资源可用度增幅均在5%以上；编组系统资源可用度的改善更加明显，在时间段3~8增幅约为18.9%.     

基于多编组的列车满载率均衡化方法研究

针对多编组均衡发车导致的大小编组列车利用率不均的问题,本文构建了轨道交通多编组列车开行方案双层规划模型.上层模型以大小编组发车频率为决策变量,乘客出行费用和企业运营成本最小为目标;下层模型以列车编组和发车间隔为决策变量,大小编组列车间的满载率均衡程度最大为目标,并设计嵌套遗传算法求解.算例分析表明：当列车编组和发车频率一定时,大小编组列车均衡发车时平均满载率相差 50%,非均衡发车时两者仅相差 0.8%,这说明非均衡发车模式可以有效提高列车满载率均衡性;大小编组列车均衡发车时,列车编组辆数不宜相差过大,非均衡发车时可以通过调整发车间隔的方法提高列车满载率的时空均衡性.     

编组站静态配流的约束传播和启发式回溯算法

为了提高阶段计划的编制效率,针对编组站静态配流字典序多目标累积调度模型,设计了迭代、约束传播和启发式回溯的混合算法.该算法根据多目标的字典序将模型分为3层:第1层为配流成功的出发列车优先级总和最大化,第2层为出发列车车流来源总数最少化,第3层为车辆平均停留时间最短化.每层先通过约束传播算法化简模型、缩小解空间,再通过启发式回溯算法和约束传播技术联合快速求解.上一层的最优解作为下一层的初始解,并动态增加避免上一层目标退化的约束,迭代求解每层的最优解.通过某编组站实际数据验证表明,本算法耗时小于20 s,满足现场对阶段计划编制的实时性要求,且求得的配流方案优于其他算法.      

考虑满载率均衡性的大小交路列车开行方案优化研究

多交路列车开行方案的优化编制是城市轨道交通网络化运营面临的重要课题.根据大小交路列车运行特点,本文构建大小交路列车开行方案双层规划模型.上层模型考虑小交路区段乘客乘车选择偏好对列车客流分担比例的影响,以乘客等待时间、车辆走行公里和列车运行时间最小化为目标,以小交路折返站、发车频率及大小交路的发车比例为决策变量;下层模型以大小交路列车间满载率的均衡程度最大为目标,以列车编组辆数和发车间隔为决策变量.算例结果表明,采用"大交路大编组,小交路小编组"可以提高大小交路列车间满载率的均衡性;考虑满载率均衡性时,早晚高峰大小交路列车间平均满载率差值分别减小21.5%和17.9%;调整列车发车间隔和缩短小交路列车编组2种方法均可以提高满载率的均衡性.     

基于Greedy方法的动态配流模型与近似算法

为研究寻优能力强、求解效率高且可及时调整的动态配流智能化编制方法,构建了基于Greedy算法的多阶段决策模型.以编组顺序为准依次划分阶段,提出了根据各阶段Δti（将最晚编组时刻和最早解体时刻之差与解体标准作业时间作求余运算所得之值）动态划分解体区间的方法;在解体区间内,以当前阶段待编列车的车流需求为匹配目标,设计了5种依据不同规则与策略的最优解体列车选择算法;将各阶段决策变量依次组成序列,得到最终的解体顺序.选取不同策略或改变参数,进行了8组对比实验,结果表明:简单规则和策略无法保证解的质量,匹配度选择算法的优劣取决于解体区间数量与解体列车选择策略;在基于R_PPCD2（根据当前阶段车流资源与后续阶段所需车流的去向匹配度选择解体列车的策略）的算法中,适当调整解体时间、编组作业时间、出发车作业时间等参数,可以在2 s内寻找到该NP难问题的一个高质量近似解.      

铁路大型枢纽地区GSM-R网络无线资源的管理

铁路大型枢纽如编组站通常以办理大量列车到达、解体、编组出发、直通和其他列车作业等业务为主,邻近区域汇接有大量相互交叉的线路,这些相互交叉的部分,无线网络可能相互重叠并引起干扰,实现大容量无线覆盖有一定难度.为解决铁路编组站地区特殊的地理条件和组织形式下的无线资源管理问题,本文首先明确了编组站GSM-R系统的基本构成,分析了编组站无线资源管理存在的问题,结合编组站频率规划、交叉线路无线覆盖等问题进行了研究.研究结果表明,微蜂窝和紧密频率复用有条件为枢纽地区提供更好的无线覆盖质量.最后提出了适合枢纽地区GSM-R频率规划和无线覆盖要求的技术方案.