基于区域协同的高速铁路客运组织创新模式研究

目前,我国高速铁路沿用普速铁路以长途直达为主的旅客运输组织模式,导致区域客流需求不能满足、列车运行图结构变动频繁、线路通过能力利用率低、列车运行干扰概率大、动车组运用效率低等问题,鉴于此,本文提出了高速铁路应以中短途客运为主、普速铁路以长途客运和货运为主的分工模式。并基于此,提出区域内客流直达为主,跨区域客流换乘为主的高速铁路旅客运输组织模式,建立了先编制区域干线规格化满能力列车运行图,后通过选线方式编制跨区域列车运行线的列车运行图编制思路。最后从旅客流线、换乘设施、列车运行线衔接、调度指挥、票务管理等方面分析了基于区域协同的高速铁路客运组织保障措施。     

考虑空车调配协调的货物列车开行方案优化研究

为实现空车调配与货物列车开行方案协调优化，结合基本运行图架构与车流径路，构建货运时空服务拓展网络。考虑配空与装卸取送、集编发等环节的时间接续要求，节点与区段不对流空车要求，以重车流全程运送与空车配送等广义总费用最少为目标，建立整数规划弧路模型。针对既有算法设计局限性，结合重车或空车配空的时间接续要求，提出将不同的 k 短路重车流方案与空车配空方案相关联的改进可行解构造方法，设计混合差分进化求解算法。实例研究表明，考虑空车调配进行重车、空车流组织协调优化，能够减少空车走行费用，及时满足装车需求，有效保证作业车流配合中转车流集结编组及时挂线，提高方案可实施性。     

高速铁路枢纽站技术作业计划与动车所调车作业计划协同编制研究

分析高速铁路枢纽站技术作业计划与动车所调车作业计划的协同编制过程,提出了将两个计划一体化编制的思想。以需安排作业效益最大化为优化目标,构建基于动车组车底的高速铁路枢纽站与动车所作业计划协同编制模型。针对模型特点,提出瓶颈工序、启发式分配规则及粗粒度主从进程模式的并行禁忌搜索策略(PTS)相结合的混合优化算法,首先确定作业安排瓶颈工序,然后启动主进程和若干从进程,主进程运用启发式分配规则快速生成初始解分配给从进程,从进程运用与瓶颈工序相关的禁忌算法搜索优化解,并反馈给主进程,主进程记录全局最优解并根据交叉策略生成新的初始解,重新分配给从进程进行TS搜索。最后,用实例验证了模型和算法的有效性。     

基于元胞自动机模型的地铁列车折返间隔分析

科学、合理的仿真模型是研究地铁列车折返间隔的关键.本文建立的连续型元胞自动机模型,在参数设置上具有更好的适配性,且能有效缩短步长,以提高仿真精度从而更精确地模拟列车实际运行.该仿真基于列车运行状态,对移动闭塞地铁列车追踪运行及站后折返场景进行了仿真,得到的时间-距离图、距离-速度图及现场实测数据验证了模型的可用性及仿真精度.同时定量分析了道岔侧向限速、列车制动性能、停站时间对折返间隔的影响,提出了缩短折返间隔的措施,使折返间隔降低了31.22％,为提高线路运营能力提供了参考.     

市域铁路与城市轨道交通过轨运输下列车开行方案研究

城市范围的不断扩大,市域到城市中心的出行需求不断增加,既有的换乘模式在换乘站产生了大量的换乘客流,给换乘站带来了更大的换乘压力,导致出行效率降低,尤其是早晚高峰时期更加难以满足人们的出行需求.以市域铁路和城市轨道交通过轨运输为背景,本文研究了过轨运输中单向过轨的运输特点,以乘客的旅行时间最小和市域铁路与地铁运营商的总成本增加最小为目标函数,建立双目标规划模型,确定市域铁路向城市地铁单向过轨的过轨区间以及发车频率.研究结果表明,在所取研究时段内,过轨区间为12～21,过轨列车的发车频率为13对/h,乘客节省的总旅行时间为2009 h.市域铁路与地铁之间采用过轨运输的运行模式,可以有效节省乘客的总旅行时长,同时,过轨区间的长度越长,乘客节省的总时间越多.     

日常动态货物列车开行方案优化研究

为使铁路行车组织符合日常货流动态变化,本文提出编制日常动态货物列车开行方案,以确定货物列车开行的始发终到站、开行数量、编组内容和开行时段.基于编组计划、运行图等基本运输计划构建列车时空网络,以车流走行费用,列车运营费用,车流延误费用之和最小为目标;考虑车流径路唯一,节点流量平衡,列车开行数量,车流中转时间等约束,构建整数规划模型.为提升算法的求解效率,增加解的个体数目实现算法的并行性,引入多邻域移动准则,设计改进的模拟退火算法进行求解.以蒙华铁路实际数据进行案例分析,结果证明了本文模型和算法的有效性.     

新旧交替列车运行图客车车底周转图智能编制方法研究

编制新旧交替列车运行图客车车底周转图的实质是确定新运行图中所需客车车底的来源与旧运行图中所运用车底的去向,以实现新旧列车运行图的顺利交替。探讨交替期客车车底周转图的约束满足优化问题模型及其智能求解算法。模型以减少停运列车数量为目标,以车底技术作业时间、车底上下线地点为车底配属站等作为约束条件。利用启发式知识设计智能求解算法,得出新旧交替列车运行图客车车底周转图的满意解。     

考虑运输时效性的货物列车开行方案

在货运市场新形势下，为保障货物运到期限，本文提出考虑运输时效性的货物列车开行方案的优化方法。基于多商品网络流的思想，将货物列车开行方案抽象为网络优化问题，在已有研究的目标函数中引入不满足运到期限的延误费用，同时将编组辆数设为灵活取值的决策变量，以车站改编能力、列车开行频率等约束建立货物列车开行方案优化模型，以此确定货物列车的开行区段、开行种类、编组内容和开行频率等内容。针对构建的模型，设计了A~*和遗传算法的组合优化方法求解，并用构建的简单路网验证模型的正确性。结果表明，本文构建的优化模型能够满足车流运到时间要求，同时相较于固定编组能节省集结消耗时间成本，加快货物送达。     

基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型

基于客流时空分布规律，考虑列车平均发车间隔、运行时间、最大载客量等约束条件，将列车在车站的停站时间与上、下车客流量相关联，建立城市轨道交通高峰时段基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型，对乘客平均旅行时间及列车发车间隔平均偏离值进行协同优化。以某城市轨道交通线路实际运营数据验证模型的有效性。结果表明，优化后乘客在各个车站平均等待时间较优化前减少幅度为0.4%~13.1%，其中全线客流量较大的第7、8、9站优化幅度较为明显，分别为 11.7%、13.1%、11.9%。优化后列车在各个车站最大满载率较优化前降低幅度为1.8%~8.5%，且所有车站站台均无滞留乘客，体现了优化后列车运输能力与客流需求的良好匹配。灵敏度分析讨论了目标函数权重系数及列车平均发车间隔值对模型的影响，表明本模型具有良好的可用性及稳定性，能够为城市轨道交通列车时刻表优化提供参考。