基于时间连续性的企业枢纽车站进路选择优化

企业铁路车站的线路结构及作业方式较普速铁路车站更为复杂,其货运调车作业的进路选择较客运行车作业有明显不同。根据企业铁路枢纽站行车作业与调车作业并存以及调车作业繁多的场站特性,考虑调车作业的进路选择具有时间连续性即前项作业的完成情况直接影响后续作业的进行,建立进路冲突延误时间最小及走行时间最少的多目标进路选择及时间安排模型,并设计遗传算法求解。以某一具有代表性的大型企业铁路枢纽车站为例,结果表明:优化后的进路方案可避免部分进路冲突延误,最大程度上保持调车作业的时间连续性,对于进路冲突亦可进行时间调整疏解,较未考虑调车作业时间连续性的方案优化幅度达到21.6%。     

编组站作业计划自动执行功能研究

实现编组站作业计划的自动执行能力,核心在于实现编组站内各作业所需进路的自动优化选择,为每一项作业合理的安排走行进路及进路排序时机。本文以某编组站为背景,通过绝缘节和道岔节点,构建了车站网络的抽象描述方法。以作业准点率最大,作业总延误时间最小及进路总路径长度最短为优化目标,以进路冲突、作业时间冲突、满足作业计划要求等为约束条件建立了编组站进路选择的多目标优化模型。利用进路选择的0-1特性,提出了适合求解进路选择模型的遗传算法。实际案例证明:该模型可以较好地实现优化目标,有效调整进路在时间和空间上的相互干扰,实现了作业计划的自动执行功能。     

铁路车站咽喉区进路排列优化方法

合理排列接发列车和调车作业进路是保证铁路车站行车安全和提高行车效率的重要内容,在车站接发列车和调车作业自动化、车站行车作业过程模拟等方面也有着十分重要的意义。本文从有利于后续作业进路排列的目的出发,按序列化逐项作业排列进路的规则,分别提出了铁路车站咽喉区最大平行进路和最大概率进路的紧侧优化方法,该方法简明快捷,对现场计算和理论研究均有指导意义。     

基于CTC3.0系统的本务机车摘挂功能优化方案研究与实现

本务机车摘挂是枢纽车站的一项重要作业。针对CTC3.0系统本务机车摘挂功能在车站实际应用中存在人工操作繁琐、干预频繁等问题,提出本务机车摘挂计划安排和摘挂调车进路选择办理的优化方案。首先,通过定义本务机车固定径路和走行规则,由CTC3.0系统自动生成摘挂作业计划,减少车站值班员人工安排计划的工作量;然后,采用调车进路动态推算调整算法,辅助信号员办理最优的摘挂调车进路;最后,通过跟踪本务机车位置和识别调车进路状态,自动将摘挂作业设置为完成状态,实现闭环管理。经现场应用验证,优化方案可有效提升CTC系统的可用性,减轻车站行车人员的工作强度。     

大型铁路客运站列车进路优化模型与算法研究

以提高车站行车技术作业效率,保证车站行车作业安全,尽可能减少旅客站内走行距离和时间,保证发车时间相近的两列始发或通过列车尽量不停靠同一站台,提高车站既有行车设备利用率为优化目标,建立大型铁路客运站进路优化的多目标规划模型.运用层次分析法求出各子目标的权重,并构建启发式算法进行模型求解.通过对算法进行实例验证,得到了较优的列车进路安排方案.     

调车作业分散自律控制系统的研究

通过分析我国铁路车站调车作业流程,提出调车作业分散自律控制系统模型,指出其实质就是将车站值班员的经验、知识和各种规章制度进行计算机形式化描述.通过空间冲突法和时间冲突法对列调车作业相互干扰问题进行智能疏解,得到列车进路指令序列和调车进路指令序列.根据实际列车运行位置、调车作业申请和当前时刻,自动匹配进路指令序列,生成列车进路命令序列和调车进路命令序列,自动下达车站联锁系统执行.采用多智能体技术和面向服务技术构建车站分散自律控制逻辑单元,实现调车作业以车站为自治域的分散自律控制.     

铁路车站进路选择优化模型及求解算法的研究

铁路车站进路选择是车站运输组织的基础,合理地安排车站内各项作业的运行进路及其排列时机有利于提高运输生产效率,节约生产成本。本文以一般技术站为背景,从数学规划的角度研究车站进路的自动选择方法。通过定义衔接点和承载点,建立了车站网络的描述方法。以作业晚点时间最短以及各进路的总走行时间最短为目标,以避免车站作业的时空交叉、满足作业计划要求为约束构建了车站进路选择的数学规划模型。利用进路选择和进路排列时间的映射关系,把进路选择模型转化成一个等价的0-1整数规划模型。针对模型的非线性特点,以模拟退火算法为基础,提出了适合求解进路选择模型的复合优化算法。通过算例验证了模型的正确性以及求解算法的有效性。     

铁路车站作业进路分配的优化模型和算法

进路的调度与执行是影响铁路车站作业效率的关键因素之一，现阶段车站作业的调度安排与信号控制尚未形成一体化融合。引入运筹学车间调度思想，对作业计划进行分解，综合考虑线路拓扑关系和区段资源的占用时间，紧密结合信号联锁分段解锁控制原理，利用资源调度方法构建进路分配时空约束，提出一种基于站场区段资源精细化分配的车站进路分配优化模型。针对模型难于求解的特点，提出一种基于短路径和时间交换邻域搜索的混合遗传算法。实验验证结果表明：本文方法与进路冲突疏解的方法相比，在延迟时间和走行时间方面分别提升4.76%和10.72%;当提升作业连续性的影响比重时，可避免部分进路冲突延迟，提高进路分配的优化质量。     

调度集中系统调车进路办理改进方案

为了使调度集中系统（CTC）更好地适用于普速铁路，克服目前调车进路需要人工按钮办理的缺点，提出改进方案：新增CTC系统与车站管理信息系统的接口，以获取车站调车作业计划；结合车站机车摘挂作业流程，快速编制机车摘挂计划，并实现调车进路触发；减少车站调车进路误办概率，实现调车进路办理条件检查和安全卡控；CTC站场图界面增加调机（本务机）号显示及自动实时跟踪等功能，提升CTC系统在普速铁路运用的适用性。     

高速铁路车站列车进路分配方案的优化与调整

考虑高速铁路车站咽喉区和到发线的相互制约关系,以及车站接发各种类型列车的作业过程与列车进路的关系,结合道岔分组的方法,建立咽喉区和到发线一体化运用的列车进路分配方案优化模型。在此基础上,考虑列车晚点的情况,以车站作业过程占用车站设备的不均衡性最小和列车进站延误时间最短为目标,建立后续列车进路分配方案的动态调整模型。2个模型均采用运筹学软件LINGO中内置的分支定界算法求解。通过算例验证模型的合理性和求解方法的可行性。结果表明:当列车按照图定时刻正点运行时,采用优化模型得到的列车进路分配方案可以保证列车按照图定时刻进出站;当某列车晚点时,该列车的进路可能与后续列车的进路有交叉干扰,此时则应采用动态调整模型对后续列车的进路分配方案进行调整,在后续列车允许有延误时间的约束下,生成新的后续列车进路分配方案,有效保证列车进路的畅通,并使车站设备运用的均衡性更优。     

高速铁路大站作业计划鲁棒性链式优化研究

提出运用作业链来描述高速铁路车站中列车作业全过程,重点研究高速铁路车站技术作业计划鲁棒性优化问题。基于给定车站列车到发时刻表,在不改变列车到发时序的前提下,通过优化所有列车作业链的空间资源序列,同时考虑有调车作业列车的调车时机,从而一体化地优化列车作业与调车作业,降低列车间的相互影响,提高作业计划鲁棒性。具体方法是以列车间总冲突系数最小为优化目标,建立基于列车时-空资源占用函数的模型。设计改进的GRASP算法求解模型,优化随机特性参数α的设置,并增加路径重连过程。开发高速铁路列车运行计划网络协同辅助决策支持系统中的车站作业子系统,并以北京南站高速场的实际数据做实例分析,验证模型与算法的可行性,实验结果表明,改进算法可提高求解适应性和效率,提升车站技术作业计划的鲁棒性。     

铁路客技站车底作业耦合窗时排序模型与算法

车底作业耦合问题是指如何统筹安排车底在站各项技术作业,解决行车及调车作业干扰问题,对实现CTC条件下铁路客技站分散自律控制具有重要意义。以车底和调机、股道、进路等可再生资源为研究对象,结合维修、到达和完工时间窗,建立车底停靠与取送作业窗时排序模型;通过构造车底作业到达时间和交货期的满意度隶属函数,以车底取送时间表为耦合因子,运用现代排序理论,构建车底作业耦合窗时排序模型。采用基本和合成分派规则,结合资源再生过程,提出自律耦合优化算法制订车底在站作业计划。实例表明,所提出的模型与算法能全面、合理地制订车底在站作业计划,有效解决行车及调车作业干扰问题,并充分运用车站各项设备。     

CTC与STP结合的调车作业控制方案

为了提高CTC车站调车自动化的能力,实现多系统信息交互共享,车站调车作业的安全管理,进一步提高运输效率,提出了CTC与STP系统结合的设计方案。文章对该方案调车计划的传输、调车进路序列的生成、调车进路办理时机、调车安全卡控等进行了具体介绍。     

编组站到解作业计划自动化编制研究

到发线和调机运用计划是编组站阶段计划的一部分,合理安排到解列车的作业和进路是车站作业的基础。在编组站到发线运用排序模型的基础上,考虑咽喉区行调车进路约束,建立基于行调车进路统一编排的到发线和调机运用模型,以可行性安排为实现目标,设计相应的启发式算法,并编制到解作业计划自动化编制系统,最后通过算例验证算法的可行性。     

编组站综合自动化系统全面投入试运行

结合西安铁路局新丰镇编组站站改工程的实施,新一代编组站综合自动化系统(SAM)经过几个月来的每日3,12,24 h的测试过程后,SAM系统工程的最后关键功能--集中自动控制功能于2009年2月25日、3月1日先后在新丰镇编组站上行出发场(含编组场尾部)、上行到达场投人试运行.集中自动控制功能可以根据铁路局行调、编组站站调的行车作业计划、调车作业计划对作业指令进行分解,并根据实际作业情况进行指令优化,排解冲突,实时调整指令下达的时机,并将作业指令下达到控制系统,从而实现了接发列车进路、解体/编组调车进路的自动办理,提高了车站的作业效率,减轻了现场作业人员的劳动强度,同时还实现了接发车方向、设备状态、外勤作业等关键作业环节的自动卡控,最大程度地保证了编组站的运输生产安全.     

兰州西动车运用所配套列车运行模式改造关键技术研究与应用

动车段、动车运用所与相邻车站间的动车走行作业宜采用列车作业方式,也可采用调车作业方式。以兰州西动车运用所为例,比较列车、调车作业方式的优缺点,分析研究其对运输能力的适应性,并对调车作业方式改为列车作业方式后,从分析走行线坡道对相邻车站设置延续进路、信号机构选择等问题进行研究,提出适应于兰州西动车运用所的信号系统改造方案,并为类似项目提供借鉴。     

具有行车安全检查的TDCS车站系统研究

对于多方向的车站,接发列车时容易错办进路,从而导致错开方向。CTC系统是依据调度员的列车运行调整计划,经行车安全检查之后进行自动排列进路或人工排列进路,可解决进路办理的安全问题。对于列车作业不能按图行车,同时调车作业量大的车站来说,CTC有一定的局限性,但这类车站往往迫切需要行车安全检查。提出了在TDCS基础上,车站值班员在车务终端上输入进路指令或者人工触发进路指令,这些指令经TDCS车站分机进行行车安全检查后发送给计算机联锁系统执行。该解决方案可以彻底地防止错办及漏办进路．满足了现场的运输需求,又提高了生产效率。     

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。     

基于区域计算机联锁的CTC系统研究

区域计算机联锁实现了车站联锁、区间闭塞和调度指挥一体化控制,在我国铁路有广阔的应用前景,本文对基于区域计算机联锁的调度集中(CTC)系统进行研究,有实际意义。本文给出一种基于区域计算机联锁的CTC车站系统的结构和方案。系统采用智能化分散自律设计原则,依据列车运行调整计划来自动控制区域范围内车站的列车进路,同时,在列车运行调整计划的基础上,解决了区域范围内车站的列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突,实现了列车和调车作业的统一控制。以大秦线的王岭线路所、秦皇岛北站为例,讨论了区域控制后运输组织的变化,详细分析CTC功能的改变,并研究了CTC车站自律机、车务终端、电务终端的相应处理。该方案结构简单、可节省投资;系统运行稳定,可提高运输指挥效率。     

基于故障树的分散自律调度集中车站子系统可靠性分析

分散自律调度集中车站子系统作为分散自律调度集中系统的关键子系统,具有从运行计划当中解析出列车进路、调车进路,接收人工列车进路、调车进路操作,并经过自律检查后发送给联锁设备去执行,以及采集行车信息等功能。因此,车站子系统的安全可靠运行直接关系着行车的安全和效率。以自律机不能向联锁设备发送进路命令为顶事件,建立系统故障树,并对该故障树进行定性和定量分析。