长大下坡道区间地铁列车节能操纵方法

针对地铁列车在长大下坡道区间长时间使用制动不利于节能的问题,在标准四阶段节能操纵方法的基础上,提出通过优化工况出现的序列及相互间的转换位置、充分利用坡道势能使列车加速进而减少牵引工况持续时间的改进操纵方法;以最大牵引力的牵引终止位置和初次巡航终止位置为决策变量,以列车运行牵引能耗最小为优化目标,建立改进操纵模型;采用加入邻域搜索策略的改进遗传算法和Brute Force算法求解模型,结合案例分析改进操纵模型及算法在不同线路条件和运行时分下的节能效果。结果表明:在限速为80km·h-1的长大下坡区间和给定运行图下(富余时分比例为区间最小运行时分的10%),采用改进操纵方法较标准四阶段操纵方法节能30%以上;改进操纵方法的节能效果与坡道条件、线路限速和运行时分富余量有关,节能效果随线路限速的降低和运行时分的减少而增加。     

考虑车底运用的城轨货运专列运行图与载货方案协同优化

城市轨道交通线路平峰时段客流需求相对较小、发车间隔较大，利用其富余的运输能力开展货运服务可以有效提高线路能力利用率与经济效益。本文在不调整客运列车运行图的前提下，同时采用客货共载与货运专列两种形式运输货物，研究考虑车底运用的双方向列车运行图与货物运输方案协同优化问题。以货运专列编组停站方案、时刻表、车底周转计划、货物运输方案和车站所需货物仓储容量为决策变量，考虑列车运行安全、车底周转、货物运输时效等约束，构建以提高货运净收益为目标的优化模型。通过线性化方法将原模型转化为混合整数线性规划模型，利用Gurobi软件进行求解。案例分析表明，相较于先优化列车运行计划和货物运输方案再优化车底周转计划的分步优化模型，本文方法可减少上线车底运营数3列，降低约23.6%的列车运营成本，使货运净收益提高10.3%。灵敏度分析表明，相较于客运列车，提高货运专列的货运空间和装卸载效率可以更有效地提高货运收益。     

多交路动车组周转模型研究

作为客运专线运输组织的关键技术之一,动车组的运用与运行图的编制以及车站作业计划的制定有着密不可分的联系. 为了解决基于枢纽站的多交路动车组周转问题,本文提出了部分环形运转的概念,并据此分析了多交路动车组周转问题的特点. 在建立动车组周转模型时,以动车组在车站的停留时间总和最小为优化目标,以动车组的开行条件、动车组之间的接续条件与唯一性条件以及基于时间容忍值σ的顺向接续优先条件为基本约束,设计了基于σ的紧凑接续算法,并以某小型路网为例对模型和算法的可行性进行了验证. 案例研究表明,多交路的动车组周转模型和算法能很好地解决枢纽站多个方向运行的列车运行线之间的相互接续,且能在很大程度上降低列车进出车站对车站咽喉区的影响.     

考虑追踪安全的地铁快慢车协同操纵节能优化

研究考虑追踪间隔要求和再生能利用的快慢车线路地铁列车协同操纵节能优化问题.首先,基于滚动优化思想将列车协同操纵全局优化问题分解为一系列的子问题,即每一列车进入下一区间前由中央控制器根据同一供电分区内其他列车的操纵方案和列车重量等实时运营信息,计算出站列车在下一区间的操纵方案.为延长牵引制动重叠时间、提高再生能利用,各列车尤其是快车允许途中二次牵引加速以配合其他列车进站制动.基于上述研究思路,本文以列车净能耗为目标构建了快慢车线路列车协同操纵节能优化模型,并设计了混合遗传算法进行求解.案例分析结果表明,与不考虑其他列车操纵的个体最优节能操纵方法相比,本文提出的协同操纵方法可节能3%以上,算法满足实时优化对计算效率的要求.     

ATC 车辆基地咽喉区通过能力计算方法研究

车辆基地发车能力逐渐成为提高早高峰正线运营水平的瓶颈,部分城市开始探索建设自动化列车控制(automatic train control,ATC)车辆基地,针对 ATC 车辆基地收发车能力计算复杂,现有收发车能力计算方法难以应用的弊端,研究了 ATC 车辆基地咽喉区通过能力的计算方法。首先,在 ATC 灭灯模式下,通过比较得到不同列车发车顺序下的最小列车总发车时间;其次,计算得到 ATC 车辆基地的最大咽喉区通过能力;最后以广州萝岗车辆基地为案例,进行 ATC 灭灯模式下咽喉区通过能力计算模型有效性的验证研究。研究结果表明：ATC 灭灯模式、ATC 点灯模式、列调结合模式和列车进路模式下咽喉区通过能力分别为 28、17、13、11 列/h;ATC 灭灯模式较其他 3 种模式有更大的发车能力,能更好地满足早高峰正线的运营需求。研究结果可以为评估车辆基地设计方案提供参考。     

考虑乘务员值乘需求的地铁乘务轮班优化方法

乘务轮班计划是乘务计划的实施阶段，其质量影响乘务员对乘务计划的满意程度。既有研究多把所有乘务员作为一个整体，考虑均衡性等优化目标，本文则从值乘时间、任务类型和喜恶类型角度系统刻画乘务员的值乘需求，并将具有相近值乘需求的乘务员进行分组，构建乘务轮班计划优化模型，尽可能满足不同分组乘务员的值乘需求。进一步构建基于路径状态的网络图模型，通过禁忌序列表示轮转约束，以需求序列衡量值乘需求的满足程度，将问题转化为最大费用流问题进行求解。案例研究结果表明：提出的方法可以有效满足乘务员值乘需求，并确保不同乘务分组间需求满足程度的均衡性，求解方法具有较高的求解效率。