基于初始晚点和冗余时间的列车晚点恢复时间预测模型

列车初始晚点严重程度和运行图冗余时间配置是列车晚点恢复时间长短的重要影响因素。本文基于高速铁路列车运行实绩数据,以初始晚点时间、站停冗余时间和区间冗余时间为变量,使用多层感知器(MLP)和循环神经网络(RNN)建立了列车晚点恢复时间预测模型,并采用基于运行图历史数据的冗余时间近似统计方法来提高统计精度,降低了运行图参数数据采集的工作量成本。基于广深港铁路12个月列车运行实绩数据进行了列车晚点恢复时间预测试验,结果表明允许误差为1 min时,MLP模型预测精度为91.6%;允许误差为3 min时, RNN模型表现更好,预测精度在95%以上。     

考虑列车总晚点和到发均衡性的地铁列车运行调整 方法研究

当城市轨道交通列车在运行过程中因设施设备失效、司机操纵不当、上下车客 流过多等外部因素发生晚点时,需对晚点列车的计划运行时分进行调整.为保证城市轨道 交通系统服务水平和降低车站站台客流集聚过多或列车过于拥挤造成的安全隐患,本文 构建以减少列车总晚点和提高列车到发均衡性为优化目标的列车运行调整模型,并采用 遗传算法进行求解.案例分析表明,本文提出的模型和算法可以较快地求出满意的列车运 行调整方案.通过调整遗传算法适应度函数的权重系数可以平衡调整方案中的列车总晚 点时分和列车到发均衡性.在人工驾驶的线路上,与各列车赶点运行调整策略相比,本文 提出的列车运行调整方法可以在降低列车总晚点时分的同时显著提高列车到发均衡性.     

铁路客运站旅客最高聚集人数计算模型

考虑了旅客出行习惯和列车晚点,建立了铁路客运站旅客最高聚集人数计算模型.在模型中,在出行时,乘坐6:00～9:00出发列车的旅客一般在列车出发前5～60 min到达客运站,乘坐21:00以后出发列车的旅客一般在19:00～21:00达到客运站;在晚点调整时等级越高的列车具有越高的优先权,晚点时间与运行时间成正比.计算结...     

列车到达晚点对技术站车流接续影响仿真分析

为进一步明确铁路运输"流"、"线"的相互作用机理,分析了列车到达晚点对技术站车流接续造成的影响,建立了以中转车平均停留总时间最小为优化目标、以车流接续等为约束条件的技术站广义配流模型.在此基础上,随机产生符合到达列车晚点分布规律的晚点时间,将其加载到列车到达时刻,生成晚点列车群.将加载了随机晚点时间的列车群输入配流模型,进行仿真计算.以出发列车的晚点率、晚点总时间等为指标,分析了不同晚点条件下的列车群在同一作业方法和作业条件下不同的车流接续情况.分析结果说明,单时段列车晚点对技术站车流接续的影响是不确定的,多时段统计条件下的晚点影响虽因站存车数量、晚点率、总晚点时间、列车编组计划等的不同取值而呈现出不同的车流接续结果,但仍有较强规律.本文的工作验证了"流"、"线"协同优化的必要性及可行性.      

高速铁路初始晚点致因-影响列车数分布模型

为了研究高速铁路列车晚点严重程度,基于统计建模方法建立了高速铁路列车初始晚点不同致因情况下影响列车数的分布模型. 首先基于中国铁路广州局集团有限公司的高速铁路列车运行实绩,以2014年至2015年高速列车初始晚点影响列车数为建模数据,比选了5类备选模型对初始晚点影响列车数分布曲线的拟合优度;其次运用R语言估计了模型参数并建立了初始晚点致因-影响列车数分布的逆模型;最后对模型可行性进行了卡方检验,并运用2016年高速列车运行实绩数据进行Kolmogorov-Smirnov双样本检验. 研究结果表明:每类致因的逆模型精度都能够通过0.05的显著性水平检验,所建立的分布模型与校验数据是同分布,模型预测结果对初始晚点原因的实际影响列车数匹配度在97%以上.      

基于乘客等待时间的城市轨道交通列车运行调整模型

研究突发事件导致列车晚点情况下城市轨道交通列车运行调整问题．从乘客角度出发,提出了“首站控制”和“多站协调控制”两类列车运行调整策略．考虑列车能力约束和列车区间运行时间、追踪间隔时间等运行条件约束,以受突发事件影响的全部乘客等待时间最小为优化目标,建立了基于两类调整策略的列车运行调整模型,采用Lingo软件进行求解．以某简化线路为算例,与不采取控制策略相比,两类策略下乘客等待时间均节省约9％,结果表明了模型的有效性,能够为轨道交通列车运行调整提供辅助支持．     

列车运行图缓冲时间合理取值研究

在列车运行图中加入合适的缓冲时间对减少列车晚点和晚点传播而言很重要。为寻找缓冲时间的合理取值,以某一列车的源发晚点造成其后续列车继发晚点的总时间为评价指标,将列车源发晚点分为进站晚点和出站晚点两个部分来进行讨论。作者分别描绘了在这两种情况下评价指标随缓冲时间的变化趋势,通过寻找曲线变缓的临界区段来确定缓冲时间的合理取值情况。假设进出站时发生源晚点的第一列车的晚点概率服从负指数分布,研究表明在进站情况下,缓冲时间的合理取值只与具体的车站晚点参数有关,并随其增大而减小;在出站情况下,缓冲时间的合理取值与车站晚点参数的关系不大,而与最小列车间隔时间的大小有关,并随其增大而增大。综合进出站情况,取列车在一个车站出发情况与在下一个车站到达情况的两个缓冲时间合理取值的较大者为最终缓冲时间的合理取值。     

高速列车运行调整与运行控制一体化双目标优化模型与算法

列车实时运行调整与运行控制是实现高速列车准点节能运行的两个重要方面.本文构建高速列车运行调整与运行控制一体化优化模型,以降低列车总延误时间与运行能耗为目标,同时优化列车速度距离与时间距离曲线.与以往研究将列车运行调整与运行控制独立优化不同,本文基于列车牵引计算,通过锁闭时间理论将列车运行调整与控制的解空间进行耦合,根据列车运行速度、制动性能、信号系统的清空与开放时间、轨道区段/闭塞分区的长度等因素,精细化计算列车占用不同轨道区段/闭塞分区的时间,动态确定列车区间运行时分与追踪间隔.为求解复杂的非线性模型,设计分段近似法将非线性约束进行重构,从而将非线性优化模型转变为混合整数规划模型.通过算例计算,给出双目标问题的帕累托解集,与单目标优化方法对比,本文方法可以减少总能耗2.46%,降低运行总延误7.33%.     

地铁列车在出站晚点情况下的"压赶结合"运行调整方法

针对地铁列车站停时间计划外延长所导致的“出站晚点”情况和基于“车站发到间隔”与“列车追踪间隔”的均衡目标，本丈论述后续列车站前“压点”运行与站后“赶点”运行相结合的应对策略的有效性及合理性，提出地铁列车“压点”运行过程中ATO模式曲线的实时调整方法，作为现行的“赶点”运行调整方法的扩充，优化随机客流的有效吸纳。     

高速列车运行调整与运行控制一体化双目标优化模型与算法

列车实时运行调整与运行控制是实现高速列车准点节能运行的两个重要方面.本文构建高速列车运行调整与运行控制一体化优化模型，以降低列车总延误时间与运行能耗为目标，同时优化列车速度距离与时间距离曲线.与以往研究将列车运行调整与运行控制独立优化不同，本文基于列车牵引计算，通过锁闭时间理论将列车运行调整与控制的解空间进行耦合，根据列车运行速度、制动性能、信号系统的清空与开放时间、轨道区段/闭塞分区的长度等因素，精细化计算列车占用不同轨道区段/闭塞分区的时间，动态确定列车区间运行时分与追踪间隔.为求解复杂的非线性模型，设计分段近似法将非线性约束进行重构，从而将非线性优化模型转变为混合整数规划模型.通过算例计算，给出双目标问题的帕累托解集，与单目标优化方法对比，本文方法可以减少总能耗2.46%，降低运行总延误7.33%.     

轨道交通延误条件下列车跳站与客流控制协同优化模型

针对城市轨道交通突发列车延误问题,统筹考虑行车秩序的恢复和乘客出行体验,提出列车调整与客流控制协同优化方法。首先分析延误条件下城轨列车调整和客流控制的措施及效果,构建以跳站停车和多车站客流控制为手段的双层线性规划模型。上层模型以列车总延误最小为目标,以列车载客能力为约束;下层模型以上车客流量最大为目标,以列车载客能力和控流率均衡为约束。采用灵敏度分析算法求解模型,并以北京地铁亦庄线故障延误事件为例,验证模型和算法的有效性。结果表明：采用跳站停车与进站客流协同控制可使延误列车行程时间缩短5.2%,使各车站进站率方差降低97.8%,在保障乘客公平性的条件下提高列车运行和乘客集散效率。     

融入偏好信息的列车运行过程多目标优化算法

列车运行过程优化是一个多目标、大滞后、非线性的极其复杂的优化问题.为了更好地解决上述问题,以列车能耗、舒适性、停靠准确性和运行时间为控制目标,以列车运动动力学方程为约束,建立了列车运行过程的多目标优化模型,提出了一种融入偏好信息的列车运行过程多目标遗传粒子群算法.提出的改进策略具有以下优点,在融入偏好信息的基础上通过控制粒子群中个体在解空间的分布能够更好地保持粒子群多样性,从而在进化过程中具有更明显的全局收敛的指向作用.仿真得到的速度距离曲线表明,在列车及其运行线路相同的情况下,本文所提出的算法性能较佳、寻优结果较好.     

基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析

传统列车通信网络的带宽难以满足现代列车数据传输的要求.本文提出了一种基于交换式以太网的列车通信网络解决方案,为了降低列车实时数据的传输时延,为交换机设计了具有优先级的队列调度策略,并采用G/D/1排队论分析了列车实时数据和非实时数据的排队时延,计算证实了该策略可以将实时数据在交换机的平均排队时延降低到70 μs以下.最后,通过网络仿真研究证实了实时周期数据的平均排队时延从无优先级时的91 μs降低到了有优先级时的61 μs.     

面向鲁棒性的高速铁路网络列车运行调整计划优化模型

针对高速铁路路网中出现区间封锁事件,考虑事件持续时间的不确定性,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,引入路径选择唯一性约束保证列车运行调整计划的鲁棒性,以所有列车晚点时间之和的期望值最小为目标函数,建立高速铁路列车运行调整计划优化整数规划模型.设计基于优先级规则的启发式算法,求解原模型的可行解.运用拉格朗日松弛算法和最短路径算法求解该模型的松弛模型,得到原模型最优解的下界.根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量.结果表明,相较于CPLEX数学求解软件,算法求解效率较高;模型与算法能够有效生成鲁棒的列车运行调整计划,为调度员提供必要辅助决策信息.     

考虑交叉口影响的城市路网信号优化设计问题研究

基于城市路网交通间断流特性,本文将微观层面的信号交叉口延误计算方法引入宏观层面的平衡网络信号优化设计问题,构建了一个中观层面的城市路网交叉口信号优化设计双层规划模型,设计了基于遗传操作的优化算法。通过路网算例对模型及算法进行测试,并通过与微观、宏观层面的两种信号优化配时方法进行比较,验证所提出模型的优越性。     

Delay Restoration of Single-Track Railway Rescheduling

On the basis of analysis of the principle of delay restoration in a disturbed schedule, a heuristic algorithm for rescheduling trains is developed by restoring the total delay of the disturbed schedule. A discrete event topologic model is derived from the original undisturbed train diagram and a back propagation analysis method is used to label the maximum buffer time of each point in the model. In order to analyze the principle of delay restoration, the concept of critical delay is developed from the labeled maximum buffer time. The critical delay is the critical point of successful delay restoration. All the disturbed trains are classified into the strong-delayed trains and the weak-delayed trains by the criterion of the critical delay. Only the latter, in which actual delay is less than its critical delay, can be adjusted to a normal running state during time horizon considered. The heuristic algorithm is used to restore all the disturbed trains according to their critical details. The cores of the algorithm are the iterative repair technique and two repair methods for the two kinds of trains. The algorithm searches iteratively the space of possible conflicts caused by disturbed trains using an earfiest-delay-first heuristics and always attempts to repair the earliest constraint violation. The algorithm adjusts the weak-delayed trains directly back to the normal running state using the buffer time of the original train diagram. For the strong-delayed trains,the algorithm uses an utility function with some weighted attributes to determine the dynamic priority of the trains, and resolves the conflict according to the calculated dynamic priority. In the end, the experimental results show that the algorithm produces ＂good enough＂ schedules effectively and efficiently in disturbed situations.     

铁路旅客列车晚点的贝叶斯网络模型研究

通过分析导致铁路旅客列车晚点的设备、人为和环境等各种影响因素,运用能较好解决不确定性问题的贝叶斯网络,建立铁路旅客列车晚点的贝叶斯网络模型.利用Matlab中的BN推理工具软件包BNT计算出基本事件的后验概率.最后,通过实例数据分析得出了影响铁路旅客列车晚点的重要因素,为相关工作人员提供了一定的理论参考依据.