我国高速铁路列车运行图采用模式的分析

分析了我国高速铁路列车运行图与既有铁路列车运行图的主要区别，提出并论述了在高速铁路列车运行图编制中如何满足旅客运输市场需求、合理利用通过能力以及便利列车运行调整的几个关键问题；借鉴国外高速铁路列车运行图编制思想，研究了我国高、中速列车共线运行的具体实现形式，综合分析后提出了高速铁路运行图初期采用集中－均衡模式，远期采用合理负荷下的规格化饱和运行图模式的论点，并对这种模式下高速铁路的通过能力进行试算     

高速铁路列车运行图冗余时间优化布局系统研究

列车运行图的动态性能是衡量列车运行图的一项重要指标,冗余时间的布局是影响列车运行图动态性能的关键因素之一.在考虑相关作业的冗余时问之间关系的基础上,研发了高速铁路列车运行图冗余时间优化布局系统,介绍系统的功能结构和体系结构,以某条高速铁路为例,对该系统进行了展示.     

基于定序优化的高速铁路网络列车运行图优化

考虑车站各衔接方向的列车作业时间间隔约束关系,以列车旅行时间最少为目标,建立高速铁路网络列车运行图的优化模型。通过扩展网络松弛运行图的有向图表示形式,建立网络松弛运行图的定序优化线性规划模型。在构建冲突及其化解方案选择策略的基础上,通过组合平移列车作业、交换列车作业顺序、变更列车停站以等冲突化解策略,设计基于定序优化的高速铁路网络列车运行图铺划方法。算例分析验证相关模型与算法的有效性。     

高速铁路无越行区段通过能力计算方法

针对高速铁路无越行区段,根据对其标准通过能力和使用通过能力及使用通过能力弹性系数的定义,提出基于列车运行图平均最小列车间隔时间的区段标准通过能力和考虑列车运行图缓冲时间的区段使用通过能力的计算方法。通过分析高速铁路区段无越行条件下运行列车组两列车在中间站停车办理作业对区段额外占用时间的影响,并结合有停车作业列车出现的概率,推导列车在中间站停车平均额外占用区段时间的算式,进而得到列车运行图平均最小列车间隔时间的算式;由给出的允许列车后效晚点时长计算得到平均列车运行图缓冲时间。利用算例验证了高速铁路无越行区段通过能力计算方法的可行性和实用性。     

高速线与既有线列车运行图衔接问题的研究

论述了在我国高速铁路运营初期，高、中速列车混行的条件下，合理衔接高速线与既有线列车运行图的高速铁路列车运行图的编制方法、编制步骤，以及铺画设备用列车运行线的必要性及备用线的比例。     

考虑动车组接续的列车运行图智能调整方法

为提高列车晚点情况下高速铁路调度指挥系统应急处置的效率,实现列车运行图智能调整,本文结合具有大量始发终到作业车站所在的调度区段动车组接续的特点,建立考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型,采用基于改进的和声搜索算法对所建立的模型进行求解。以京津城际延伸线(天津站至于家堡站)实际应用情况构造仿真实例,对4种模拟运行干扰场景下的列车运行图实时调整方案进行求解。仿真结果表明考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型及所采用的求解算法,能够减小晚点时间并抑制晚点传播,具有可行性和有效性。     

基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法研究

定义存在于高速铁路列车运行图运行线间的使列车无法在适当功率下运行的软冲突问题,该问题使用既有列车运行图规划方法难以有效解决。分析软冲突形成的机理及其影响,论证牵引供电与列车群一体化仿真计算方法能较好解决软冲突问题,即利用牵引供电计算实现列车运行图软冲突的检测,基于该检测结果进行列车仿真运行调整,从而实现对软冲突的剔除。一体化仿真方法不仅能实现高速列车运行图软冲突的疏解,同时也能得出列车运行过程的操纵策略,并解决了交流牵引供电仿真计算中的某些难点问题。选用我国某一高速铁路线路为例,验证基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法。     

对高速列车运行图的旅客平均出行成本评价

在详细分析旅客平均出行成本影响因素的基础上，提出建立相应的指标评价模型算法，并运用该模型算法对京沪高速铁路列车运行图中的旅客平均出行成本进行实例计算与评价，为旅客平均出行成本的评价提供一定的参考方法，以期使高速铁路运行图的评价体系更加完善。     

计算机编制高速铁路列车运行图的研究

根据我国高速铁路行车组织工作的特点，对计算机编制高速铁路列车运行图进行了研究，通过系统分析，探讨了适合我国高速铁路特点的编图理论和方法。在确定了高、中速列车运行线的合理铺划顺序之后，根据各类列车的不同性质，提出了３种算法。在广泛借鉴国内外利用计算机编图经验的基础上，利用这些算法，开发了计算机编制我国高速铁路列车运行图系统，其内容包括基础数据的存取与管理、铺划列车运行线、运行图选优、运行结果输出等。     

国外高速铁路运输组织方案特点分析

国外高速铁路经过多年的发展和运营经验积累，形成了成熟和高效的旅客运输组织方案，主要体现在紧密结合市场需要，设计高效益的列车开行方案、列车运行图、种类丰富的客票以及构建基于“无缝运输”理念的联合运输体系。分析国外高速铁路运输组织方案特点，结合我国铁路高速客运产品的开发实际，提出编制市场导向型列车运行图，创新列车开行方案与列车运行图设计，加强铁路旅客联合运输体系研究，以使我国铁路适应客运市场需求，提高客运服务质量，获得良好的经济和社会效益。     

基于多属性决策方法的高速列车运行计划评价研究

为有效利用高速铁路车站和区段通过能力,提高铁路客、货运输能力,必须提高高速列车运行计划的质量,确保铁路运输生产稳定有序。从高速列车运行计划的评价指标分析与选择入手,运用多属性决策方法,对列车运行计划的指标值进行赋值和规范化,采用熵权法确定评价指标权重,运用理想点法求解最佳方案;通过计算实例,对该评价方法的可行性与合理性进行验证,为评价高速列车运行计划提供一种新方法。     

高速列车多模型广义预测控制方法

列车运行过程是一个典型的非线性过程,并且随着列车速度的增加,非线性特性越来越强,这就给自动驾驶系统的设计提出更高的要求。本文针对高速列车自动驾驶系统设计多模型广义预测控制器。首先针对高速列车的非线性特性,利用聚类有效性评价指标确定最优的多模型个数,然后采用减法聚类方法建立多模型集合。接着针对每个聚类集合,利用递推最小二乘方法建立相应的线性模型。最后针对模型参数不确定性和未建模部分,设计多模型广义预测控制器进行控制。仿真结果证明了该方法的有效性。     

GSM-R无线通信网络指标评估体系研究

在分析高速列车系统对无线通信系统需求的基础上,阐述了在高速环境下对无线通信系统进行评估的意义和重要性。根据我国高速铁路特点及需求,提出我国GSM-R无线通信网络指标评估体系的分层模型及各层指标构成。探讨了评估流程,对指标映射以及评估结果分析中用到的主要成分分析、回归分析数学模型方法进行了介绍。     

基于SIMPACK的缓和曲线段高速行车动力响应分析

高速铁路列车运行时的安全性、舒适度以及轮轨动力特性与缓和曲线的线型、长度具有较高的相关度。采用动力学分析软件SIMPACK建立高速铁路车线系统模型,在考虑高速铁路存在轨面不平顺的情况下,引入低干扰谱,研究缓和曲线线型及长度对高速列车运行时各主要评价指标的影响。研究表明,对于300 km/h以上的高速列车,当曲线半径达到7 000 m及以上,缓和曲线达到一定长度时,采用三次抛物线型缓和曲线与半波正弦型相比差别不大,均能满足行车安全需求。     

安装风阻制动装置的高速列车制动距离研究

随着高速列车运行速度的提高,采用包括风阻制动技术在内的组合制动方式以保证高速列车紧急制动时达到规定的制动距离成为热点研究方向。文章针对目前研发中的新型分布式风阻制动装置,采用计算流体力学(CFD)方法对安装风阻制动装置的列车进行了制动力计算,并将相关结果作为输入参数,评估不同布置工况下风阻制动装置对高速列车制动距离的影响。依据评估结果,确定了风阻制动装置的适用速度范围、使用特点及效果。     

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。     

列车信息控制系统安全相关特性研究

高速铁路的发展给列车安全提出了新的要求,需要建立一套列车安全标准和评估体系。借鉴国外列车安全技术和标准,并结合我国的实际情况来建立这个体系是比较可行的方法。本文介绍了安全相关标准EN50159-1的内容,分析了CRH2的列车信息控制系统的安全相关特性,并对其安全相关通信网络的故障率进行初步探讨。     

基于视觉信息的高速铁路声屏障景观量化分析探讨

高速铁路声屏障是减少运营噪声的有效措施,但声屏障的设置会产生“廊道效应”,对乘客产生视觉和心理上的负面影响。本文将高速列车乘客在旅途中的视觉信息作为分析目标,将声屏障的景观特性细化为空间特性和视觉特性,并系统阐述空间特性和视觉特性的具体评判和量化方法。借助数字摄影和图像处理技术,对已建高速铁路不同声屏障的景观指标数据进行计算,并以此构建高速铁路声屏障景观层次灰色分析模型,实现对不同声屏障景观特性的量化评判。在此基础上,给出高速铁路声屏障景观选型的方法和建议。     

强侧风对高速列车运行安全性影响研究

在列车空气动力学和系统动力学相结合的基础上完成了相关研究工作。论文首先在研究列车受侧向风力的气动力特性基础上,利用流体力学计算软件FLUENT进行数值计算,得到不同侧风风速和列车车速下作用于车体的侧风载荷值;接着,利用所建立的高速列车动力学模型,将得到的风载荷值作为外加载荷作用于列车,研究了侧向风速对直线运行列车运行安全性的影响特性;最后,参照高速列车运行安全性相关限定标准,提出不同侧风风速下高速列车的最高安全运行速度,为特殊风环境下我国时速200 km/h及以上动车组安全运行提供理论依据。     

高速列车车头的气动噪声数值分析

随着列车运行速度的提高,列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先,建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后,基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算高速列车车身表面气动噪声源;基于瞬态流场,分析车身表面脉动压力的时域及频域特性;利用Lighthill声学比拟理论,计算高速列车远场气动噪声,分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制高速列车气动噪声具有一定意义。