城市轨道交通多交路模式下中间折返站能力分析

在城市轨道交通大小交路开行方案下,中间折返站能力为线路运输能力的关键因素.本文分别针对中间站站前折返与站后折返,根据列车折返作业流程,分析列车在中间站的最小间隔时间,建立列车间隔时间的计算模型;并考虑列车接发车作业与折返调车作业之间的冲突,分析有作业干扰情形下的车站能力.案例表明:小交路列车开行比例越高,车站的发车能力越小,但不发生作业干扰时,大小交路开行方案对车站能力的影响较小;而在有产生作业干扰情形时,站后折返能力损失可能达30%以上,要高于站前折返.在实际运营过程中,有必要合理安排通过列车在中间折返站的到站时间,以减少作业干扰、避免线路能力损失.     

列车到发分布对高速铁路车站到发线通过能力利用的影响分析

高速铁路列车不同到发分布影响车站到发线的运用方案,进而影响到发线通过能力的利用。基于高速铁路车站列车实际到发情况,从列车间隔时间和高峰时段特征两个维度系统地分析了列车到发分布及其对到发线通过能力的影响,并在此基础上构建了用以量化列车到发分布对通过能力影响的评估模型。最后,基于列车实际到发分布情况,设计了列车到发分布对通过能力影响的仿真实验。仿真结果表明:间隔时间缩短和高峰时段列车到发频率增强将增加列车对到发线数量的需求,而高峰持续时间对列车占用到发线数量的影响较小,高峰时段出现时间对车站到发线通过能力的影响与高峰前后的列车到发密集程度有关。     

大城市客运铁路枢纽客流分配模型

不同时段内,不同区位的旅客会根据不同的接驳方式及城际列车班次进行城际出 行.只根据城际间的出行成本无法准确地刻画旅客的出行.在已知不同时段内城市间各分区 OD客流、城际列车时刻表和铁路枢纽布局的前提下,构建城市内接驳交通网络;利用多项 Logit 模型,建立各个交通分区到铁路车站的接驳子模型;进而利用列车时刻表得到城际出行 成本,并考虑列车拥挤造成的成本增加,根据总成本最小原则及接驳子模型,构建分时段的铁 路枢纽客流分配模型.通过改进的MSA算法进行求解,得到各时段内各交通分区到铁路车站、 以及铁路车站之间的客流量.最后通过算例,对方法的可行性及有效性进行了验证.     

高速铁路高峰小时运力资源优化配置研究

为了解决高速铁路线路合流区段高峰小时通过能力紧张的问题,本文结合车站间隔时间随着相邻列车运行状态及运行速度、车站而动态变化的特征,将精确到1 s的列车追踪间隔时间和车站间隔时间作为输入条件,以最大化高峰小时列车开行数量、优先组织开行停站较少的列车为目标,提出基于列车运行时空路径的高峰小时运力资源配置模型,设计分支定界求解算法,采用列生成技术降低模型求解规模.以包含7个车站的客流区段作为算例,验证模型和算法的有效性.结果表明,模型能够进一步提高运输效率、满足旅客运输需求.     

南京南站到发线运用方案对京沪高速铁路列车追踪间隔时间的影响分析

本文基于车站进路一次解锁及分段解锁的不同情况,重点研究了南京南站到发线运用方案对京沪高速铁路列车出发及到达追踪间隔时间的影响.在分析到发线运用方案对列车追踪间隔时间影响机理的基础上,对南京南站所有到发线运用方案下的列车追踪间隔时间进行检算.检算结果表明:到发线运用方案主要影响进路分段解锁下的南京南站列车到达追踪间隔时间,通过合理安排进路分段解锁情况下的到发线运用方案可压缩列车到达追踪间隔时间达40s.     

客专车站高峰通过能力一体化计算研究

论文提出了客运站通过能力进行一体化(咽喉和到发线)计算的方法及理念,并结合客运专线车站自身的特点,建立了反映客运专线车站咽喉、到发线作业过程及作业之间相互协调的通过能力优化模型,并用计算机模拟了车站的接发车过程,用实际的车站算例验算了一体化计算通过能力的计算模型算法的实用性。     

车站作业方案对高铁车站通过能力影响分析

车站作业方案的确定对高铁车站通过能力有重要影响.首先分析高铁车站通 过能力的影响因素,建立计算高铁车站通过能力的仿真模型,明确车站作业方案是高铁 车站通过能力的关键影响因素,并重点对高铁车站通过能力的车站作业方案决策规则进 行分析,然后提出了基于正交试验的仿真试验方法,对不同车站作业方案下的高铁车站 通过能力进行仿真计算,利用极差法对仿真结果进行分析.最后用实例对该试验方法的有 效性进行了验证,确定了能使高铁车站通过能力最大的最优车站作业方案组合.     

基于TCPN的铁路客运站作业组合仿真模型

为解决现有铁路车站作业系统仿真模型建模过程复杂、适用范围有限、效率不高等问题,根据站场布置图,用进路冲突图描述车站列车进路及进路关系,并在此基础上建立了适用于不同站场布置图的赋时有色Petri网(timed colored Petri net, TCPN)仿真模型.车站作业过程仿真结果表明: TCPN仿真模型性能与结构稳定,适用于包括高速铁路在内的任意铁路客运站站型图的作业过程仿真及优化;冲突图模型与现实车站系统相似程度高,对车站布置图的描述精度与施工图精度相同,最高可达毫米级;与传统铁路车站仿真软件手工建模过程相比,冲突图模型建模效率高,建模过程耗时小于1 s;仿真过程咽喉进路最高负荷为70%,到发线最高负荷为35%,列车到达正点率100%,出发正点率91%.      

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从便于车站作业计划与时刻表的协调编制及提高计划稳定性的角度出发,以具有潜在冲突的作业之间间隔时间合理、车站资源运用费用最小化为目标,在忽略车站资源相容性约束的基础上构建了基于集合划分的车站作业计划整数规划模型,设计了基于蚁群算法的求解方法.本文以长沙南站为例验证了算法的有效性,并对参数的选择进行了分析.结果表明,与仅考虑资源运用权重的模型相比较,本文给出的模型以29%的资源运用权重降低换来了37%的计划稳定性提高.     

基于最小到达间隔的高铁车站进路分配问题研究

在给定站型布局、列车停站方案的前提下,考虑列车密集到发时受前后列车停靠股道组合影响的到达追踪间隔,以及咽喉区进路与到发线的整体性,以单方向追踪列车到达间隔时间总和最小为优化目标,构建了高铁车站列车进路分配模型。模型采用Lingo全局求解器求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明:所求进路分配方案中,正线及接近正线的股道占用频次较高,进路冲突得到疏解,能够实现到达间隔总和最小;停站方案对到达间隔具有影响,当列车密集到发,供停站、不停站通过列车占用的股道数目不足3条时,受到发线安全使用间隔约束,列车到达间隔显著增大。     

垂直天窗对线路通过能力的影响

在分析列车运行图结构的基础上,探讨了垂直天窗前、后影响时段内货物列车的铺画方案,建立了垂直天窗对线路通过能力影响的数学模型.对数学模型的分析表明,线路通过能力扣除与天窗时间成正比,与货物列车运行间隔时间成反比.     

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城际铁路高峰时段通过能力是确保其良好行车组织的重要技术参数,确定其值具有一定的复杂性和不确定性. 根据我国城际铁路高峰时段运营特征,在利用已有通过能力计算方法的基础上,通过影响因素和列车间隔时间、不同种类列车越行等列车运行结构分析,采用修正的负指数分布模型,提出高峰时段通过能力计算方法,方法力求实用、有效、简便、准确. 以沪宁城际高速铁路某段为例进行验证,结果表明,方法符合运营实际. 该方法的采用对城际铁路通过能力利用起到很好的借鉴作用.     

基于多叉树的延误高速列车运行优化调整方法

高速列车高密度的运行模式,使列车运行对延误的敏感度非常高.因此,延误高速列车运行调整成为一个重要的研究问题.本文基于高速铁路列车运行特点,建立了高速铁路列车运行关系模型.在此基础上随机添加列车延误,设计区间加速、按图行车、减少停站时间、减少越行、增加越行、按最小间隔时间顺延及按延误时间运行等 7种列车运行调整方法.以各列车在各车站的总延误时间最小为优化目标,建立延误高速列车运行优化调整模型,并设计了基于分阶段多叉树的延误高速列车运行优化调整算法以实现延误后列车运行的调整,从而得到最优调整方案及列车在各车站的延误总时间.最后以京沪高速铁路实际运行图作为案例进行计算分析,证明该模型和算法的有效性和可行性.     

面向时变需求的高速铁路列车开行方案优化方法

为了使高铁列车开行方案与旅客时变需求相吻合,引入列车运行方案图,使列 车开行方案优化中既能利用列车运行的时间信息,又能避免结合列车运行图综合优化的 大规模计算.借助于基于时刻表的高铁客流分配方法,在区间通过能力、车站始发能力、列 车载客能力等多种约束下,以列车运行时间与旅客出行时间加权和为优化目标,构建了 时变需求下高铁列车开行方案优化的Stackelberg 博弈模型.利用降低编组、删除列车、添 加列车、拼接列车、提高编组和调整列车始发时间等邻域搜索策略,设计了求解模型的模 拟退火算法.最后,针对京沪高速铁路进行算例分析,优化产生的列车开行方案具有良好 的评价指标,特别是旅客上车时间与计划出发时间的偏差较小,具有较高的运算效率和 收敛性.     

高铁站列车和调车作业计划一体化编制方法

复杂高铁站作业计划的编制质量是影响整个路网运输能效发挥的重要因素,为快速编制高质量车站作业计划,分析了各类列车在车站列车和调车作业,构建列车作业链,并描述车站作业计划优化问题的本质,结合车站布局和轨道电路分布,构建基于微观层面的车站作业计划优化模型;针对实际问题变量巨大,约束条件复杂的特点,将模型转换为对偶形式,在不需要初始解的情况下,通过拉格朗日松弛算法求解,并通过基于对称性破缺规则的分支定界法快速对松弛问题的解可行化,获得可行车站作业计划。以北京南站为例测试模型和算法,计算时间不超过 20 min,对偶间隙不超过10%,计算结果无冲突,表明该方法能够实现复杂高铁站高质量列车作业计划的快速求解,具有实际应用意义。     

重载铁路装车端空车调配优化研究

重载铁路装车端通常为组合列车和单元列车混行，空车调配的结果影响其装出重车列的组合作业。为提升线路能力利用和加速货物运输，基于装车站对到达空车的需求，研究协同装出重车列组合优化的空车调配问题。以最小化空车列到达惩罚、最大化装出重车列组合数及最小化装出重车列组合等待时间为目标，以线路通过能力和技术站技术作业能力等为约束，构建重载铁路装车端空车调配多目标0-1规划模型，并采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解。以包神铁路东线空车调配为例进行分析，结果表明，得到的空车调配方案能够使各装车站对到达空车列的惩罚值为0，与传统空车调配方法相比，有效减少了装出重车列的组合等待时间，能够为重载铁路装车端空车调配优化提供参考。     

基于客流需求的城际列车时刻表模型改进研究

列车时刻表的编制是铁路旅客运输组织的关键问题,如何优化时刻表,最大限度缩短旅客的旅行时间,具有重要的理论和现实意义.然而,既有基于客流需求的时刻表优化模型大多数假设列车顺序固定或不允许列车间任意越行,离实际尚有一定差距.针对这一问题,本文以最小化旅客在站等待时间和在车旅行时间的线性加权为优化目标,综合考虑列车停站、区间运行、安全间隔、列车容纳能力等约束,在定序无越行和定序有限越行模型的基础上,构建了更一般的非定序任意越行混合整数二次规划模型,并利用ILOG CPLEX分别进行求解.最后,以某城际高铁为例进行案例研究.结果表明,本文所提的非定序任意越行模型求解质量最好,且能有效减少旅客全程旅行时间,具有可行性.     

V型天窗对线路通过能力的影响

在分析列车运行图结构的基础上，深入研究了繁忙干线V型天窗的特点，建立了V型天窗对线路通过能力的影响的数学模型，以分折V型天窗中影响线路通过能力的关键因素．对各影响因素的灵敏度分析表明，线路通过能力的扣除与天窗时间和天窗分段长度成正比，与货物列车速度、列车间隔时间成反比．     

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为研究不同运输组织模式下京沪高速铁路区段通过能力问题,本文首先分析了列车铺画方式对通过能力的影响.通过对比分析可知,将停站次数相同的列车成组铺画能够提高通过能力.在此思路基础上分别给出了停站高速列车和中速列车成组铺画方式下的扣除系数计算公式.运用该扣除系数,进一步分别计算了京沪高速铁路在全高速运输组织模式下和高中混跑运输组织模式下的通过能力,并对通过能力的影响因素进行了深入分析.     

基于双层模型的高速铁路车站能力计算与评估

铁路系统中固定设备与活动设备的各种相互作用的效果最终都体现在时间维度。本文根据高速铁路客流特征规律及车站基础设施的拓扑结构,从服务旅客市场需求的角度出发,定义时段内车站的列车服务-需求意向集合？（t@s-train service-demand intention set,t@s-TSDIS）,又以集合？中列车元素完成运行所需基础设施占用时间为度量标准,提出总体层-局部层的双层模型体系与算法流程表,并计算和评估高速铁路车站能力。在总体层列车占用车站股道时序已知的条件下,构造了资源树冲突图（RTCG）及两个算法（algorithm1与algorithm2）和进行了局部层冲突检验与进路选择优化。优化的目标是完成时段内集合？中列车元素对基础设施占用时间最小。实例应用于某高速铁路车站ψ,验证了模型体系与算法流程的有效性。