基于灰色关联的城市轨道网络列车运行计划综合评价

城市轨道交通网络列车运行计划的综合评价不仅需衡量各条线路列车运行质量,还应着重考虑各线间列车运行接续质量。本文首先从服务质量、线间协调、首末班车协调、高峰期站台客流饱和、抗干扰性以及技术性6个方面构建城市轨道网络列车运行计划综合评价的指标体系;其次在分别采用层次分析法与熵值法确定各评价指标主观与客观权重的基础上,通过线性组合主观与客观权重而获得各评价指标权重,进而通过计算灰色关联系数确定各评价方案的灰色关联度来实现路网列车运行计划方案选优。     

客流饱和条件下轨道交通网络动态可达性分析

轨道交通客流的日益增长使乘客在网络上的出行可达性受到影响,当轨道交通处于客流饱和时乘客存在无法上车而被迫留乘的可能性。为分析轨道交通网络可达性的动态变化特征,建立考虑客流饱和条件下的轨道交通网络动态可达性的评价模型;模型以轨道交通网络拓扑结果作为可达性的空间特性,以列车运行计划作为其时间特性。在深圳轨道交通网络上进行案例分析,通过网络客流和列车运行计划,得到乘客在网络上的期望旅行时间,继而得到OD对及车站的可达性指标。结果表明,目前的轨道交通网络中客流需求更大的车站往往配备较好的列车运输能力,以提高可达性,但是受限于列车开行间隔,客流饱和条件下的部分热门车站动态可达性较低。提出可达性评价方法,可用于评价网络中的客流需求与列车运行计划的匹配程度。     

高速列车舒适度的评价

收集了国内外最新研究成果并结合广深线准高速客列车运行试验结果对高速列车舒适度进行评价，并对线路和车辆提高舒适度的方法进行了论述。     

基于Tableau的高速列车晚点综合可视化

高速列车晚点综合可视化可以清晰呈现车站和区间的列车运行情况,对于辅助智能高铁调度决策具有重要意义。定义高速列车晚点分析的指标,给出各指标的计算方法。运用Tableau软件构建高速列车晚点综合可视化的显示界面,以沪昆高铁部分车站和区间为对象,对高速列车晚点情况进行可视化显示和分析。高速列车晚点综合可视化可以辅助行车人员快速了解高速列车的晚点规律,为高铁智能调度提供基础支撑。     

基于TOPSIS法的列车运行控制系统风险排序模型研究

针对列车运行控制系统中相同风险等级危害事件的风险排序问题,从危害事件的发生频率和后果严重度2个方面构建其风险评价指标体系;在专家给出评价结果的基础上,运用模糊层次分析法确定各风险评价指标的权重,然后建立基于逼近理想解的排序法(TOPSIS法)的列车运行控制系统相同风险等级危害的风险排序模型.运用该模型,对国内某高速铁路CTCS-2级列车运行控制系统建设期识别出的3个相同风险等级的危害事件进行风险排序,验证了该模型的合理性、可行性和适用性.利用该模型可以从相同风险等级危害事件中分离出更关键的危害事件,为制订风险控制与监督提供更加科学合理的依据.     

高速铁路动车组运用的研究

首先将空车调拨引入动车组运用过程，建立了考虑空车调拨条件下动车组周转优化模型。并根据模型的求解思路，给出优化编制动车组运用计划，以及列车运行计划变更时调整动车组运用计划，确定备用动车组数量的计算机模拟方法。在此基础上，利用已开发的模拟软件系统，以京沪高速铁路为背景，对高速动车组运用问题进行综合模拟实验，获得一些有价值的研究结论。     

基于Max-plus代数法的市域铁路快慢车运行特性

目的：为编制市域铁路快慢车模式的运行计划和检验快慢车方案的鲁棒性，针对快慢车运行特点，提出一种基于Max-plus代数法的市域铁路快慢车运行系统的闭环模型。方法：将列车运行系统作为典型的离散事件动态系统，定义其模型变量与参数，同时定义系统约束规则；基于Max-plus代数法建立列车运行系统Max-plus开环线性模型，并进行了快慢车模式下开环线性模型的变换；基于Max-plus代数法建立列车运行系统Max-plus闭环线性模型，并以一段计划开行快慢车的市域铁路作为算例，对该算例建立闭环模型，并求解与分析输出演化过程，最后通过状态转移变量矩阵的求解结果生成列车运行时刻表。结果及结论：该算例的快慢车运行系统稳定，一个周期系统的缓冲时间为291 s;通过单参数摄动情形下的鲁棒性分析获得了使快慢车运行系统保持运行一致均衡性的摄动元取值区间；首班车在始发站的出发时刻不具备鲁棒性，当第4列列车为快车时，其越行后成为第3列列车，该列车在越行站越行时刻不具备鲁棒性。     

一种智能调度集中系统列车运行实时调整方法

智能调度集中系统中的列车运行调整业务，要求实时优化列车运行计划晚点时长。以此为目标，提出一种高实时性的列车运行调整业务数据处理方法，并基于不同的运输场景和调度操作，建立了约束规划模型；通过约束规划算法执行可递归检查流程，当列车运行计划状态变量不满足约束条件时，对调度操作进行调整，从而实现模型数据的更新。结合某调度区段的数据，计算采用约束规划模型的列车运行计划晚点时长，并与同等条件下采用整数规划模型的计算结果进行对比，验证了本方法对列车运行计划晚点时长具有较好的实时优化效果。     

高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化方法

股道运用是高速铁路车站作业组织的核心,车站股道运用与列车运行相互影响、相互制约。为缓解晚点对列车正常运行秩序的影响,以相邻若干高铁车站股道运用与列车运行调整综合优化为对象,统筹考虑各站股道、进路占用的唯一性及其最小安全间隔时间、车底周转计划等约束,以最小化列车到发时刻波动性和车站股道运用方案波动性为优化目标函数,构建综合优化模型;以列车在站到发时刻为纽带,设计基于模拟退火算法思想的综合优化算法,制订高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化方案。算例表明：所提方法能快速解决线路级高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化问题,有效降低股道运用站间影响及晚点对后续车站的影响;合理设置初始Markov链长有利于提高算法效率;立折旅客列车晚点对方案的波动性影响最大,终到、经停旅客列车的影响最小,在调整过程中应优先保证立折旅客列车的正点运行;若调度员决策偏好到发时刻稳定性,可优先调整终到旅客列车的方案,若决策偏好股道运用稳定性,优先考虑经停旅客列车;所提方法能够为高速铁路列车运行计划实时调整提供决策支持。     

基于多级可拓评价法的列车运行控制系统运营安全风险评价

为定量评价列车运行控制系统的运营安全风险水平,构建包括列控设备风险、操作风险、维修风险、环境风险、安全管理风险和更新改造风险的列车运行控制系统运营安全风险评价指标体系,并基于模糊层次分析法确定各评价指标的权重,建立列车运行控制系统运营安全风险多级可拓评价模型.以国内某高速铁路CTCS-3级列车运行控制系统的运营安全风险定量评价为例,验证了该模型的合理性、可行性和适用性.     

旅客列车开行方案评价指标体系

旅客列车开行方案评价指标体系是评价和优化开行方案的基础。通过对旅客运输组织和设备运用现行指标的分析,综合建立列车开行方案的周转量指标、速度指标、客车运用指标;在此基础上,考虑铁路和旅客的经济利益与服务水平,建立列车开行方案的经济指标和服务指标,以此构建旅客列车开行方案的评价指标体系。针对评价指标之间的相互替代性和相关性,对其进行聚类分析,合理地简化指标体系的规模。通过对评价指标的主成分分析,使评价指标体系更具可操作性。实际样本测算表明,经过聚类分析得到的化简指标体系,能够反映样本的各方面特征,主成分分析能够有效评价旅客列车开行方案的开行效果,对开行方案的优化提供支持。该评价体系可以用于评价现有开行方案的运营效果,特别是用于列车开行方案的生成和优化。     

基于子系统划分的铁路枢纽能力利用率评价方法

针对铁路枢纽能力利用率评价问题,从铁路枢纽的运输组织特性出发,将枢纽划分为客运、货运、行车、编解等子系统,构建枢纽子系统-构成要素-评价指标3个层次的指标体系。按照各指标项的适中型特征构造评价得分函数,设计包括子系统权重、构成要素权重和指标权重的层次化权重设置方法,建立基于子系统划分的枢纽能力利用率评价方法。开发了枢纽能力利用率评价软件,以郑州枢纽为实例进行评价分析,结果表明:该枢纽各子系统能力差异较大,编解瓶颈对枢纽能力制约较为显著。评价方法可全面评价枢纽能力状况、分析识别制约枢纽能力的瓶颈,为枢纽运输组织和总图设计提供决策依据。     

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。     

高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用研究

高速铁路客运调度计划与列车席位管理关联紧密,为了解决目前客运系统与调度系统独立建设导致的信息交互不畅、岗位协同性较低等问题,保证运力资源与出行需求的精确匹配,提出高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互方案。通过生产信息数字化管理、调度命令自动化执行模式研究及开行计划安全卡控等技术手段,设计包含计划下达、命令执行、席位自动调整、执行反馈在内的自动交互应用,实现调度业务域与客票业务域上下工序间的流程贯通、数据融合及专业协作,保证列车席位调整和列车开行计划调整的安全性和及时性,为适应高速铁路客运作业在市场竞争中不断提高服务质量和服务水平的发展要求提供支撑。     

高速铁路车站通过能力计算方法探讨

针对传统分析计算方法不适用于高速铁路通过能力计算的问题,研究计算机模拟法应用于高速铁路车站通过能力计算的关键技术。首先,分析高速铁路车站与传统既有铁路车站作业组织上的不同,对高速铁路车站通过能力的特点进行深入研究。其次,提出计算机模拟法计算高速铁路车站通过能力的整体思路流程,并提出高速铁路车站咽喉、到发线作业一体化模型的详细构建思路。最后,给出高速铁路车站作业计算机仿真模拟算法流程。     

基于节点分级的高速铁路列车停站方案设计策略

高速铁路发展方兴未艾,存在很多问题有待于进一步研究和探讨,特别是高速铁路列车开行停站方案设计问题。针对这一问题引入高速铁路客运节点等级划分的理念和方法,着重分析高速铁路客运节点等级划分的意义和方法,并建立基于节点分级的高速铁路列车停站方案设计策略,最后以京广高铁为例进行案例分析,得到设计策略结果和结论。     

基于遗传算法的高速铁路行车调整模型

高速铁路采用“高中速列车共线运行”的运输模式,其行车调度具有高实时性和整体性两大特点。以列车计划运行图为优化目标,给出运行图之间的距离定义,建立列车运行调整数学模型,给出列车的发车时刻、股道数量、列车在区间的运行时分、追踪运行间隔时间、维修天窗时间5个约束条件表达式。按照遗传算法的原理,采用罚函数的方法对数学模型中的约束条件进行处理并建立适应度函数,采用整数编码方法对个体进行编码,并定义交叉算子和变异算子。基于遗传算法的调整算法流程开发列车运行调度仿真子系统。仿真结果表明:使用该模型可大大减轻调度人员的工作量,彻底摒弃了在计算机上手工拖动运行线确定列车运行时刻的调整方式,提高了列车运行调整的科学性。该模型已应用在高速铁路综合调度仿真系统中。     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

高速铁路智能调度集中系统构想及关键技术

我国高速铁路调度集中系统已达到较高信息化和集成化水平，是高速铁路高效调度指挥、列车有序运行的关键支撑，但其智能化程度依然不高，存在列车运行计划调整效率较低、非正常情况下过度依赖人工操作、应急处置响应不够迅速、列车与调车作业协同困难等问题。针对高速铁路行车调度指挥现实需求，提出高速铁路智能调度集中系统构想，通过构建高速铁路行车信息大数据共享平台，实现车、机、工、电、辆等专业部门间信息共享和业务协同，可由计算机自动完成列车运行计划调整，实现列车运行图执行模拟与分析，以及列车和调车进路智能安全卡控；初步探讨基于物联网、大数据和云计算的信息共享及智能分析、列车运行计划的协调与优化、列车运行计划执行模拟与分析、不同等级列车共线运行条件下自恢复和自适应机制、基于可信动态感知的调度智能协同等关键技术，以期推动高速铁路调度集中系统的智能化发展。     

淄博地区铁路改造方案研究

为提高淄博地区的运输效率,扩大运输能力,研究淄博地区铁路的扩能措施。根据区域内列车牵引定数及行车组织特点,结合淄博地区铁路网的布局和发展规划,调查淄博地区既有设备情况和运营现状,分析其存在的主要问题,提出淄博地区铁路扩能改造方案。