快慢车组合运行条件下市域快线节能坡优化模型与算法研究

基于既有研究大多局限于站站停列车运行条件下的地铁节能坡优化,为解决快慢车组合运行条件下市域快线节能坡优化问题,在对列车受力分析的基础上,提出快慢车组合运行下列车运行能耗表达函数,并构建以运行能耗最小和列车运行时间偏离最小为目标的节能坡优化模型,并基于改进的遗传算法设计快速求解算法。通过广州市域快线18号线验证,研究结果表明:本文所提模型与算法能够有效求解节能坡设计方案,相对于原始方案,优化方案在保持运行时间小幅变动的前提下,使列车牵引能耗降低了15.2%～25.2%。并发现快慢车的不同比例对节能坡设计方案和节能效果有影响,慢车比例越大,方案的节能效果越显著。     

基于改进蚁群算法的铁路取送车作业问题研究

针对企业铁路树枝形货物作业点取送车作业路径优化问题,运用改进的蚁群算法对其进行运算求解,并通过国内某煤炭企业案例验证优化模型和算法,结果表明运用建立的模型和最大最小蚁群算法可得到更加符合实际生产的作业方案,可以满足取送车作业实际要求。     

列车安全距离优化算法研究与仿真

本文对列车追踪安全距离优化算法进行研究。分析原有安全距离模型的原理及制动最不利情况算法。为缩短安全间隔,基于原有安全距离模型,给出增加前行列车速度信息来计算安全距离的优化算法,并对此进行可行性及安全性分析,该算法是考虑前行列车最有利情况下制动与后行列车最不利情况下制动的一种安全距离模型优化算法。通过仿真研究,对原有算法与优化算法的安全距离模型进行比较。结果表明:优化算法与原有算法相比,能够有效地缩短最小安全间隔,提高列车通过能力。     

城际轨道交通旅客票价与客流量敏感性分析模型

城际轨道交通票价作为影响客流大小的关键敏感性因素,关系到客流预测的准确性。为明确城际轨道交通票价与客流的关系,本文提供一种基于均衡模型的票价敏感分析方法,通过对平均运行时间、花费价格及其他影响因素分析,建立效用函数,计算效用值;依据客流均衡配流模型,得到各类交通方式均衡状态下客流量;在此基础上,利用灵敏度分析模型得到不同方式出行票价与客流量的关系;最后以杭绍城际轨道交通线为例进行票价敏感性分析,研究结果表明,该模型与算法具有较高的可靠性。     

城市轨道交通列车运行自动调整的优化模型及算法研究

针对城市轨道交通列车运行的特点，以发车时间、停站时间、区间运行时间、追踪间隔为约束条件，以列车总晚点时间和总晚点数目为综合优化目标，构建城市轨道交通列车运行自动调整模型。采用改进的遗传算法对该模型进行求解。并对实例进行仿真测试验证，仿真结果表明，此模型和算法可以满足自动运行调整的需要。     

城市轨道交通列车开行方案的优化理论及方法

根据城市轨道交通的特点,分析客流需求的时变特征、乘客在车站的等待行为和列车与运行线的匹配关系。以轨道列车运行要求、动车组数量和运营企业利益为约束条件,以最小化乘客的等待时间为目标函数,构造拥挤环境下城市轨道交通列车开行方案的数学模型。采用遗传算法求解模型,设计基于二进制结构的特殊编码方法。以南京市地铁1号线为背景,应用本文的模型和算法进行了仿真测算。计算结果表明,利用本文模型得到的非均衡列车开行方案能够更好地满足城市轨道交通乘客和运营企业双方的利益。     

基于乘客服务水平和安全的城市轨道交通扣车方案评价

[目的]扣车是城市轨道交通发生长时间初始延误条件下经常采用的列车运行方案。为了评价该方案的合理性,需构建基于乘客服务和安全的扣车方案评价模型,并对扣车方案进行评价。[方法]考虑到乘客出行规律的复杂性和特殊性,制定了城市轨道交通扣车方案。构建了基于最大发车间隔、列车总延误时间、列车均衡性、终到延误列车数、滞留乘客数及乘客总旅行时间的扣车方案评价模型。选取上海某条轨道交通线路的4个区间,以早高峰小时的实际OD(起讫点)客流量为例进行计算。[结果及结论]计算表明,方案6下的综合评价指标最小,为最优扣车调整方案。该方案可以有效提高列车运行图的均衡性,减少滞留乘客的数量,降低车站的安全隐患。     

现代有轨电车平交道口常规道路交通流通过能力分析

分析了影响现代有轨电车平交道口常规道路交通流通过能力的关键因素,主要包括非机动车交通、平交道口车道数、信号相位控制及现代有轨电车开行对数等。采用停车线法建立现代有轨电车平交道口在无信号优先、相对信号优先和绝对信号优先情况下的常规道路交通流通过能力模型。基于广州现代有轨电车试验段新港东路口的交通调查数据,计算出平均车头时距,并基于模型得出固定信号控制及绝对信号优先下的常规道路交通流通过能力。研究结果对现代有轨电车的规划、设计和管理,以及提高路网运行效率具有指导意义。     

超级电容有轨电车多区间节能优化研究

超级电容有轨电车具有高效环保的优点，研究其多区间运行时刻表和运行策略能够进一步降低运行能耗。文章首先介绍车载超级电容能量流动模型，建立列车动力学模型与超级电容模型，以列车系统总能耗最小为目标，建立协同优化列车运行时刻表和运行策略的节能控制模型；设计动态规划算法，求解列车多区间运行时刻表和运行策略；最后通过实车线路进行仿真验证。结果表明，在各区间均采用节能运行策略，相比于标准时刻表，优化时刻表能够进一步降低运行能耗；同时分析了多区间总运行时间与能耗的关系，可综合考虑列车运行能耗与效率制定运行时间，采用协同优化方法确定时刻表与运行策略，从而达到节能的目的。     

基于多传感器融合的视觉感知困难样本挖掘方法

视觉感知困难样本能有效提升自动驾驶场景中目标检测算法的性能,但是这些样本通常稀少且难以通过简单手段获取.针对该问题,文章提出一种基于多传感器融合的视觉感知困难样本挖掘方法.该方法利用雷达点云分割出来的障碍物目标对图像检测目标进行交叉复核,基于实际障碍物在多传感器间的映射关系挖掘图像目标检测算法难以识别或者未加入模型训练的样本,并将这些困难样本通过云边协同机制用于图像目标检测模型的重训练和远程部署,实现模型的优化迭代更新.试验表明,该方法可以有效挖掘矿用卡车自动驾驶场景的困难样本,通过增量迁移学习显著提升图像目标检测算法性能.同时,该算法对轨道交通等领域自动驾驶场景也具有重要的指导意义.     

基于列车运行线的铁路货车运行里程计算方法

为进一步提高铁路货车检修质量,降低检修成本,有效监测货车的运输安全,需要准确掌握货车的运行里程。针对现有货车运行里程计算存在的问题,文章提出了一种基于列车运行线的铁路货车运行里程计算方法,通过整合铁路运输信息集成平台采集的货车运输数据,将列车运行线绑定列车编组,生成货车运行轨迹,基于列车运行线路网车站位置关系构建里程计算模型,实现货车运行里程的计算。本方法充分利用了铁路运输信息集成平台现有数据资源,通过列车运行线实现了货车运行位置的追踪,加大追踪节点的密集度,提高里程计算的精度和智能化程度。     

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。     

单线铁路成对非追踪平行运行图最小周期时间的混合整数非线性规划模型

按上下行列车的发站和到站是否为区段的首末站、列车到站后是否有技术作业等情况将单线铁路成对非追踪平行运行图的区间铺画方式分为32种方案.分析采用这32种铺画方案之一铺画区间列车运行线时与相邻区间铺画方案之间可能的衔接关系以及车站间隔时间的限制条件,建立约束条件,构建用于求解单线铁路成对非追踪平行运行图最小周期时间的混合整数非线性规划模型.使用给出的模型和利用Lingo11软件编程对算例进行求解,验证了该模型对求解单线铁路成对非追踪平行运行图最小周期时间有较好的适用性和实用性.     

基于线路能力约束下的铁路空车调配迭代算法

以空车总走行里程最小为目标，以空车供需平衡和车流量不超过线路通过能力为约束条件，建立空车调配数学模型，并设计分步优化迭代算法进行求解。该算法的基本思路是：先放弃模型中能力约束条件，将问题转化为标准运输问题求解；再检验解是否满足能力约束条件，若满足，则得到最优解；否则，记忆有效解，调整OD供需量、路段通过容量和路网路段，形成新的能力约束条件下的空车调配子模型，再求解。如此反复迭代，直到全部空车车流配置殆尽为止；累计各步迭代的结果，得到空车调配方案。在应用实例中，分别采用直接求解算法和分步优化迭代算法求解，分步优化迭代算法得到的空车调配方案比直接求解法可减少空车走行里程6000km，且路网配流相对均衡。结果验证了空车调配数学模型及其分步优化迭代算法的正确性及可行性。     

基于Dijkstra算法铁路运输径路的研究

Dijkstra算法是铁路运输径路实现计算机判定的重要基础算法。以Dijkstra为最短径路算法,结合我国铁路运输现状,设计特定径路参数描述语言,实现了计算机对铁路运输径路的智能化判定。径路计算速度达到5万条/s以上,正确率达到100%,满足了不同业务对径路的需求。是计算机理论知识转化为铁路运输生产力的成果。     

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。     

动车组自动过分相最低入口速度探讨

依据我国高速铁路分相区长度设置规定,总结各型动车组自动过分相的差异,确定动车组过分相时无电运行走行距离的计算方式。在此基础上,分析动车组自动过分相最低入口速度与分相区长度设置、动车组自身运行阻力、坡道等附加阻力的关系,通过数学模型仿真计算得到在GFX装置过分相和ATP过分相两种条件下动车组通过典型坡道的自动过分相最低入口速度结果,给出了动车组自动过分相最低入口速度的通用速度等级。     

客车捎带模式下高铁快捷货物输送方案研究

以提高高铁快运当日达产品的时效性、收益率为核心,对既有载客动车组捎带模式下的快捷货物输送方案进行优化。借助时空网络以列车运行成本与时间惩罚费用之和最小为目标,同时满足货主时限、列车容量以及列车停站方案等约束,建立输送方案优化模型,通过匈牙利算法,并借助Matlab的Yalmip工具箱求解模型。以兰州西站至天水南站、宝鸡南站及西安北站部分时间段的快捷货物运输需求为背景进行算例分析,验证模型的有效性。结果表明合理估算列车装载容量及货物的延迟时限对输送方案的选择起重要作用。     

浮置板与整体道床轨道车轨振动特性对比分析

基于车-轨耦合动力学理论,对钢弹簧浮置板轨道和整体道床轨道进行耦合动力学分析。对比地铁车辆在两种轨道上运行时的车体加速度、轮轨相互作用力、钢轨加速度以及轨道板(道床板)振动加速度等指标,对浮置板轨道的应用具有理论指导意义。对比从时域和频域分别进行,结果表明,将整体道床轨道替换为浮置板轨道后,车体垂向加速度、轮轨动作用力受到的影响很小,时域幅值略微有减小趋势;钢轨加速度和轨道板(道床板)表面加速度有明显增大趋势,所以浮置板轨道在减小板下振动的同时势必会引起轨道结构振动噪声增大以及疲劳伤损加快等弊端,应加以研究控制。     

驼峰调车场连挂区纵断面优化设计研究

驼峰连挂区的设计合理与否直接关系到车辆是否超速连挂以及产生天窗的数量,对驼峰作业的效率、能力和安全影响很大。鉴于目前对连挂区的设计仍存在问题,以难行车溜行距离尽可能远、减速顶数量尽可能少以及连挂区计算高度与理想高度的差值最小为目标函数,建立连挂区设计为三坡段的多目标优化模型。依据模型具有离散组合优化的特点,先确定坡度的组合方案集合,而后采用分析比选方法来寻求问题的最优解。通过计算分析,得出各坡段合理的坡度组合方案以及与坡段长度的最佳比例匹配关系。在既有驼峰设计规范的基础上,为进一步优化驼峰系统的设计提供理论依据。