地铁计划列车运营冲突管理实现方案

为保证地铁运营中的行车效率和质量，针对线路中计划列车的运营，基于列车自动监控系统设计了列车运营冲突管理方案。根据线路情况，识别和定义列车运营冲突区域和冲突路径；根据计划列车按图运行的特性和冲突路径，定义列车冲突检测条件。当在冲突区域检测出列车冲突时，提供基于列车进路自动办理和基于站台自动扣车2种冲突卡控方式，并提供系统冲突决策和人为冲突决策，最终为不同线路、不同场景下的地铁运营提供灵活、可行的列车冲突管理方案。     

基于动态优化的城轨网络列车运行计划换乘衔接研究

随着城市轨道交通网络的快速发展，线路间的换乘点不断增多，换乘站时刻表的协调直接影响服务水平，有必要结合线网客流分布特点协调换乘站列车到发时刻，以尽量减少乘客在换乘站的换乘等待时间，提高乘客出行效率。以线路间列车衔接时刻点为优化对象，以重点换乘站的换乘衔接需求为主导，建立换乘衔接方案编排优化模型，在网络层面实现基于线网整体换乘等待时间动态最优的换乘站衔接时刻优化，并以广州地铁线网为例，利用模型开发软件，得到符合现场需求的换乘衔接优化时刻点，为网络化运营条件下的列车运行计划协同编制提供技术支持。     

高速铁路综合维修“天窗”开设形式与行车组织协调问题的研究

主要研究如何确定京沪高速铁路综合维修"天窗"开设方式,以确保综合维修计划和行车组织之间的有机协调.分析认为高、中速列车混跑模式下,跨线中速列车尤其是"夕发朝至"列车在高速线上运行,要占用夜间维修"天窗"时段,将与综合维修作业产生干扰和矛盾;结合京沪高速铁路客车开行方案,根据行车组织和设备维修作业对"天窗"的需求,经铺画运行图确定京沪高速铁路应采用"隔日单向矩形天窗".为此,分析了一线行车、邻线维修的可行性,经过计算得出,无论是工务维修还是接触网维修,开设"隔日单向矩型天窗",时间在000～600或000～500都是可行的,技术上是可以实现的,此时列车的运行速度只要不大于160 km·h-1,在维修作业上是安全的;对于行车方面,采用"隔日单向矩形天窗"的线路通过能力较"双线矩型天窗"有所增加,且能开行8～10对左右的"夕发朝至"列车.     

编组站阶段计划自动编制的数学模型及算法

根据编组站实际作业流程，将阶段计划自动编制问题分解为配流计划、解体／编组计划、到发线运用计划3个自动编制子问题。分别建立数学模型并求解。配流计划模型是在满足列车编组要求的前提下，以中转车组在编组站的总停留时间最少为目标，确定出发列车从站存车以及本阶段到达列车中所获得的车流来源。解体／编组计划模型是在车组配流完成后，以晚点列车总数量最少为臼铄，确定列车的解体／编组次序。到发线运用计划模型是在当前股道的配置条件下，以能够完成接发列车数量最多为目标，合理安排图定列车的接发。通过将3个模型合理地衔接．实现编组站阶段计划的自动编制。采用所提出的3个模型建立的编组站计算机辅助决策支持系统，目前已在乌鲁木齐西站实施应用。     

面向O-D时变需求的城轨列车运行计划优化方法

面向城轨客流时变需求,在给定乘客服务水平的限制下,耦合出行需求与列车始发时间,优化城轨线路列车运行计划,使得列车对数和列车车底数最小化。以具有单一尽头车场的列车运行计划优化问题为研究背景,将该问题分解为列车时刻表优化子问题和列车周转方案优化子问题。针对列车时刻表优化子问题,提出基于时刻表的客流分配方法,构建相应的列车时刻表优化模型,并设计列车时刻表双向关联序列化优化算法;针对列车周转方案优化子问题,建立相应的列车周转方案优化指派模型,同时设计求解该模型的匈牙利算法。算例分析表明:本优化产生的列车运行计划,在满足乘客服务水平的基础上,最大限度地降低了列车运行成本,依次使得列车对数、列车车底数最少,证明模型和算法的有效性。     

互通运营模式下轨道交通开行方案编制模型

城市轨道交通互通运营模式下行车组织呈多样化与灵活化特点，合理编制开行方案是保障运营组织效果的关键。针对互通运营模式下客流-车流耦合关系复杂化难题，建立基于开行方案的列车服务网络以刻画列车服务的差异性，构建基于乘客出行选择“策略”的客流分配模型以揭示客流-车流间复杂耦合关系；以此为基础，以运力运量匹配度最大化、运输成本最小化为目标，考虑客运服务、通过能力、运力资源及行车组织复杂性约束，将运力运量匹配关系由既有“区间”层面细化至“交路”层面，构建开行方案编制双层规划模型。最后，以北京地铁昌平线-8号线互通运营为背景开展实证分析，结果表明：所构建方法能够有效给出开行方案，满足互通行车组织需求；相比单线实际运营方案，互通方案使运输成本降低4.83%,运用车减少3组，运力运量匹配度提高27.12%。所构建方法具有良好的实用性，能够为互通运营模式下复杂开行方案编制提供方法支持。     

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。     

郑州市郊铁路运营方案研究

结合市郊铁路项目背景及功能定位,同时借鉴国内外市郊铁路设计经验,从出行通达性、换乘便利性、技术方案可行性及功能转换的灵活性等角度分析,推荐郑州市郊铁路与2号线贯通运营。通过对线路功能定位、线路条件、平均站间距及运行能耗等因素分析,为发挥其快速联络通道作用,推荐列车最高运行速度为100 km/h,并与2号线80 km/h列车混跑运行。从乘客出行需求、出行时间目标值、线路条件及系统通过能力等因素分析,为满足沿线通勤客流及空港客流的多样化的出行需求,提供差异化的出行服务,推荐采用快慢车行车组织模式。     

成都地铁18号线行车组织模式分析

成都地铁18号线是通往远郊的市域轨道交通线路，采用传统行车组织模式会导致远郊出行时间超过通勤时限要求，因而需要研究既能吸引客流又能提供旅行速度的行车组织方案。从成都地铁18号线的功能定位出发，提出2种行车组织模式的应对方案，即快慢车模式(服务相同线路不同出行目标的需求)和跨线运营模式(服务不同线路相同出行目标的需求),以构建一线多功能的快线系统，实现线网效率的最大化。此外，还提出了跨线运营的主要技术要求、行车组织模式的概念，以及应对功能复杂、客流需求差异化的行车组织模式。     

离所时间限制下动车组交路计划优化研究

由于我国高速铁路系统一般在夜间进行检修作业,故动车所对动车组最晚离所时间会有一个限制,避免某些列车受检修天窗的影响而长时间停站。在编制动车组交路计划时考虑此类约束条件,将大幅增加模型的求解难度。本文针对该问题,将动车组最晚离开动车所时间、一级检修里程周期和时间周期作为约束条件,分析动车组交路的优化目的,以动车组接续总时间和动车组交路总损失里程最小化为目标,基于列车接续网络图,建立离所时间约束下的动车组交路计划优化模型。结合模型的特点及其复杂性,设计求解模型的模拟退火启发式算法。并以太原南动车所的46个列车车次为例,分别在不考虑离所时间约束和考虑离所时间约束两种场景下,生成动车组交路优化方案。结果表明：在动车组交路个数、接续总时间和平均运行里程等指标几乎相同的情况下,实现了离所时间约束,使得交路计划更加符合运输生产实际需求。     

维修天窗与列车运行图一体化编制模型

针对维修天窗的开设方式、维修开始时间和维修时长灵活性较高,不同的维修天窗计划对铁路的通过能力、行车组织方式具有不同程度的影响。目前,大多采用分步规划的方法对列车运行图和维修天窗进行编制,并且未涉及维修作业引起的列车运行限速对列车运行图编制的影响问题,导致维修天窗编制质量较低。考虑将维修天窗与列车运行图一体化编制,以求得一个更加合理的维修天窗计划和列车运行图。基于混合整数规划法建立一体化编制模型,考虑双线铁路中维修作业引起的列车运行限速,并以某路网为背景,利用CPLEX求解软件对模型进行验证。     

动车组运用计划和检修计划一体化编制模型及算法

针对动车运用所的动车组运用计划和检修计划编制问题,在动车组运用交路已知的前提下,以动车组的运用交路和检修规程为主要约束,以减少动车组使用数量、降低检修成本为优化目标,建立动车组运用计划和检修计划一体化编制的整数规划模型.根据动车组的可能运用情况和检修规程约束,求解动车组的可行运用路径集合;以该集合为基础,设计求解模型的模拟退火算法.通过算例分析,验证所提出的模型和算法可以有效解决动车组运用计划和检修计划的编制问题.     

地铁列车运行与车底周转计划同步实时调整方法

地铁区间线路双线中断干扰事件的发生,会造成列车偏离原列车运行计划,进而扰乱原车底周转计划的实施,调度员要面临停开列车、调整交路和车底周转计划等问题。针对此类问题的干扰,基于事件活动网络理论建立混合整数线性优化数学模型,综合考虑列车在车站及区间运行约束、车底与列车的匹配约束、车底周转约束、终止列车运行路径等约束,同步实现了双向列车运行的实时调整、列车运行小交路的变更以及车底的周转使用计划的调整。针对该复杂的数学优化模型,通过精简模型中的决策变量和紧约束条件,利用商业求解软件实现了对最优解值的短时高效的求解。最后,以西安地铁2号线为例,对取消列车惩罚系数、列车区间运行时间延长等变量进行了对比分析,结果表明：针对不同算例参数,在600 s的计算时长内均能得到最优解,当取消1列列车的惩罚系数取值在150～500之间,优化方案效果最佳;被取消的列车多发生在故障发生后紧邻时间域内;首列被影响的列车在中断区间的上游毗邻区间的运行时间的长短对线路后续通过能力的影响最大。因此,在故障干扰时间和范围一定的情况下,系统决策制定的时间和反应速度会直接影响取消列车数量及区间晚点时间。最后,绘制了调整后的列车运行...     

考虑乘客选择行为的城轨Y型线交路计划编制

为满足网络化条件下互联互通需求,越来越多的城市规划了城市轨道交通Y型线路。编制科学、合理的城市轨道交通Y型线路列车交路计划不仅能使线路的运力与不均衡的客流需求相匹配,还能在满足客流需求的前提下,降低企业运营成本。以Y型线路列车交路计划的组合优化问题为导向,分析城市轨道交通Y型线乘客对直达列车的选择偏好,建立考虑乘客对直达列车偏好的列车交路计划编制模型,并对某市城市轨道交通Y型线进行案例应用和分析。研究表明:随着乘客对直达列车偏好的下降,区间覆盖交路数增加,发车频率降低,企业成本降低,乘客总出行时间增加,乘客对直达列车选择偏好会对交路计划编制产生影响,在实际运营中应予以充分考虑。     

地铁车辆段/停车场列车运营日计划优化模型与算法研究

综合考虑列车正线运营、车辆检修、车辆调车等需求，将列车运营日计划优化问题归结为指派问题，并建立0-1整数规划模型。针对优化模型的目标函数不确定性及为了提高求解效率，根据实际经验和计划编制优先原则，设计一种基于规则的启发式算法，并利用计算机辅助决策实现运营日计划的自动编制。通过实例验证了模型和算法的有效性。     

城市轨道交通列车运行图自动生成与CAD转换

基于人工模拟法编制列车运行图,保证每个时间段的对数满足设计要求的同时,根据虚拟链接及调整,使其满足列车折返约束,之后根据列车出入库的情况进行调整,使生成的运行图更好地符合设计需求,能够高效地对不同线路的不同全日行车计划进行铺画。另外,将生成的运行图转换为CAD脚本,也减少了设计者的劳动强度。以深圳地铁6号线为例实现全日运行图的铺画,表明该方法是有效可行的。     

论高速铁路维修人员安全

中国国土面积大，客流大，高速铁路运营初期采用高、中速列车共线运行的模式，夜间仍会有部分中速车上高速线运行，因此必然要形成一线行车、一线维修的局面。为了保证行车及维修作业人员的安全，必须采取相应的安全保证措施。     

基于多旅行商问题的接触网检修计划自动编制方法

为实现接触网检修计划的自动生成及优化，提出一种基于多旅行商问题的接触网检修计划自动编制方法，通过优化接触网检修作业车的检修路径，从而减少作业车出动次数、降低维修成本，并设计针对该模型的粒子群优化求解算法，给出了具体的求解流程。通过具体算例，对比了优化前后检修方案的路径差异，验证了编制模型的有效性和可行性。     

编组站阶段计划刚性与柔性优化的协调研究

运用模糊集合论及系统优化的方法，考虑编组站阶段计划刚性与柔性优化的综合协调问题，通过对阶段计划中柔性概念的模糊化定义，建立了该问题的模糊混合０－１规划模型。该模型在编组站总停时最小与提高出发列车正点率等刚性优化指标及计划可实现性等柔性优化目标之间，寻求一套最合理的编线站到发线、调机安排与车流接线优化调度方案，采用遗传算法进行实例计算表明，刚性与柔性优化的结合改进了阶段计划计算机自动编制的辅助决策基     

网络化运营条件下的地铁乘务计划优化方法

随着城市轨道交通网络化运营程度的不断深入,乘务管理也需要不断适应线路结构、客流特征、列车方案、管理制度等因素的变化需求。乘务计划优化是一类综合考虑各类因素的多目标组合优化问题。对计划列车运行图、线路条件、乘务班制、劳动时间等乘务计划编制的关键因素进行分析,从编制条件和编制目标等方面研究了网络化运营条件下乘务计划的编制难点,从乘务班制、任务划分、网络统筹、编制的智能化和信息化等方面提出网络化运营条件下乘务计划编制优化的建议与方法。