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。     

烟大铁路轮渡运输组织方案优化探讨

烟大铁路轮渡北起辽东半岛最南端的大连市旅顺口区的旅顺西站,南至山东半岛北部的烟台市芝罘区的烟台北站,纵贯渤海海峡。针对烟大轮渡公司设备及作业概况,从调车作业组织、车流组织、渡船运用入手,查定最优的调车作业组织方法,合理安排车流,不断优化运输组织,重点解决妨碍运输能力的关键因素,在目前三船三对渡船开行方案的基础上,实现三船四对渡船开行方案,提高铁路运输能力。     

铁路车流改编方案随机优化模型及其算法

以同一支车流不可拆散、编组去向容量、车站最大编组去向数量、车站改编能力作为约束条件,以车流走行和改编总成本最小作为目标函数,构建车流改编方案优化模型;在此基础上考虑日均车流量的波动,构造车流改编方案随机优化模型;设计基于随机模拟的混合模拟退火算法;以具有10个节点的网络为例进行验证计算.结果说明:随机优化模型可以获得鲁棒性较强的车流改编方案,该方案虽然不能保证在所有情景下都为最优,但是在绝大多数情景下都是"较优"解.此外,车流改编方案的总成本在车流量随机波动的情况下变化相对平稳,在可容忍的范围之内.可见采用给出的随机优化模型获得的车流改编方案具有更高的可靠性,对车流量变化的敏感度更低.     

中间站调车作业钩计划优化编制系统的应用与实践

中间站调车作业钧计划优化编制系统是在分析中间站传统调车作业钧计划人工编制的现状与问题的基础上开发的,实现了调车作业钩计划的自动优化编制、现在车状态及防溜措施的信息查询与屏幕显示、超时停留车和“关门车”的信息查询与显示、调车作业过程的模拟回放等功能,极大地提高了作业安全和效率。     

对口法的"减牵"优化研究

以对口法的”减牵”优化为目标，引入“入线步长”的概念，在分析确定其递变规律的基础上，指出可编顺组号数界限值遵循“入线步长”变化规律而形成菲波纳契数列的实质；通过研究“固定空元位”的合理取定方法，明确“取空区”的构成，发现其数量变化规律及该规律与入线步长变化规律的异同；基于上述研究，提出构建“减牵”入线结构、使对口法减少作业过程次数的优化方法，确定出可编顺组号数界限值新的分布状态，体现调车作业量与可编顺组号数界限值之间更为准确的对应关系。通过分析在不同作业过程实现“减牵”而出现的作业特点，确定出相对有利的“减牵”优化环节，从而减少入线结构备选方案，使优化进程加快。深化研究后，进一步提出“双减牵”优化的方法及其采用条件，使优化达到更高水平。用实例描述本研究给出的各优化过程，验证了优化结果。指出对口法和消逆法这两种主要的入线算法，在一定条件下经优化改进后而发生的趋同化现象。     

CTC条件下中间站列调车作业控制的优化方案

着眼于列调车作业次序控制问题,在深入分析中间站接发车作业和摘挂作业关系的基础上,提出关于列调车作业序列化控制的一个优化方案,同时给出优化方案中涉及的一些关键问题的处理机制。     

铁路客运站到发线运用优化研究

详细分析客运站旅客列车到、发技术作业。把客运站到发线运用优化目标分解为方便旅客旅行、有利于保证行车作业安全与行车技术作业和有效地使用车站各种既有行车技术设备等三个子目标,并分别建立其优化模型。运用多目标规划理论与分枝定界法对模型进行求解。依据某大型双线通过式客运站的实际数据,应用优化模型进行到发线运用实例分析计算,计算所得方案的优化效果明显。     

调车作业量发生规律研究及选编模型优化

用数学模型表达调车作业过程次数、牵推钩数和连挂钩数等调车作业量的发生规律,并界定出其最优值。统筹对口调车法使连挂钩数达到最优,但牵推钩数较多,对其算法进行优化,可减少发生的牵推钩数,即实现减牵优化。消逆法使作业过程次数及牵推钩数达到最优,但连挂钩数较多,对其算法进行优化,可减少发生的连挂钩数,即实现减挂优化。溜放钩数的发生规律复杂且有随机性,尚不能用数学模型表达之,未能界定出其最优值,但确定出溜放钩数与用线数及作业过程次数的趋势性相关关系。归纳出利用两类可调元实现“减溜”的优化方法。针对调车作业优化的多指标性,提出的优化原则是,在作业过程次数和牵推钩数最优的前提下谋求减挂优化和减溜优化。指出统筹对口调车法中,由真逆组号数界限值所组成的菲波纳契数列,对其消逆速度的体现,以及消逆速度随真逆组号数的变化而同向变化的规律。     

面向调移车辆数优化的摘挂列车调车作业计划编制方法

调车作业计划是规定车辆如何调移及其作业程序的具体行动计划。提出了在调车钩数最优前提下以减少调移车辆数为目标的摘挂列车调车作业计划编制方法,构建了摘挂列车调车作业计划编制0-1线性优化模型,并设计了基于消逆规则的启发式分支定界算法对模型进行求解。算例表明,所提出的方法能够求解出调车钩数不劣于统筹对口法且调移车辆数更少的调车作业计划,在给出的算例中总调移车辆数减少了约20%。所提出的方法能够对调移车辆数进行优化,对调车作业计划编制质量的进一步提高、调车过程能耗降低等方面有积极意义。     

基于Q学习算法的摘挂列车调车作业计划优化

针对摘挂列车编组调车作业计划编制问题,基于强化学习技术和Q学习算法,提出1种调车作业计划优化方法。在表格调车法的基础上,将调车作业计划分为下落和重组2个部分。通过动作、状态和奖励3要素构建调车作业问题的强化学习模型,以调车机车为智能体,以车组下落的股道编号为动作,以待编车列的下落情况为状态,形成车组挂车、摘车具体条件和车辆重组流程,并依据车组下落的连接状态和车辆重组后产生的总调车程设计奖励函数。改进Q学习算法求解模型,以最小化调车程为目标,建立待编车列与最优调车作业计划之间的映射关系,智能体学习充分后即可求解得到最优的调车作业计划。通过3组算例对比验证本方法效果,结果表明:相较于统筹对口法和排序二叉树法,本方法使用的股道数量更少、调车作业计划更优;相较于分支定界法,本方法可在更短时间内求解质量近似的调车作业计划。因而,本方法有助于提高车站调车作业计划编制的智能化决策水平。     

铁路中转班列开行方案优化研究

研究铁路中转班列开行方案的优化问题.采用节点拆分的方式,将车站节点拆分为由始发终到和延迟联弧组成的小型子网络,构造铁路中转班列运输网络,以便清晰地描述车流运送的全过程,从而将铁路中转班列开行方案优化问题转化为一类带联弧能力限制的网络设计问题.在此基础上,考虑货物运输的广义成本,构建铁路中转班列开行方案优化模型.该模型属...     

区段站阶段计划自动编制模型和算法研究

阶段计划是铁路车站作业计划之一,目前仍采用手工编制方法,在编制过程中,通常都要耗费大量的时间、精力,劳动强度大。相反如果采用自动化编制方法,将有效地提高编制速度及质量,进而提高路网通过能力,并能在很大程度上减轻车站调度员的劳动强度。分析区段站各种作业过程。阐述启发式算法理论基础,扼要介绍遗传算法、模拟退火算法及图的着色理论的主要思想及其在作业计划编制中的应用。应用遗传算法中的求解数值优化理论,对建立的车流推算模型求解。应用图的着色理论建立调车机车(调机)与到发线应用模型,并用遗传算法和模拟退火算法安排调…     

批量生产条件下机加工工艺的编制与优化

通过对批量生产条件下的机加工工艺、生产管理和质量管理的关系的描述,指出编制加工工艺应该从设计功能、设计要求出发,从提高生产效率和质量水平入手,进行合理编制.并重点介绍了与工艺相关的单元生产、需求预测、FMEA分析等基础知识,提出用持续改进的思想来不断优化加工工艺,以适应企业产品需求、生产管理、质量要求的不断变化.     

HX_D1C型机车司机操纵台造型优化设计

我国电力机车司机操纵台的设计在消化吸收国外的产品,但在造型设计上不够完美。文章对HXD1C型电力机车司机操纵台外观造型不够完美的地方进行了分析,从造型与设计的细节上对司机操纵台进行了优化,并提出新的替代方案。     

客运专线旅客列车开行方案的多目标双层规划模型

客运专线建设目的是为更好地满足旅客的出行需求，因而其列车开行方案也必须体现以旅客为本，服务旅客、方便旅客的原则。首先提出旅客出行方便度概念，并研究不同时段旅客出行的方便度，绘制方便度曲线，然后分析不同类型列车的客流平衡条件，建立不同类型列车的广义费用函数，在此基础上，建立制定客运专线列车开行方案的多目标双层规划模型。该模型以列车开行的最大收益和旅客的最大方便度为目标，同时考虑基于旅客最小出行费用的不同列车配流问题，并利用matlab编程，实现了求解该模型的混沌算法。最后以制定2008年石太客运专线的列车开行方案为例来验证该模型和算法，得到满意结果。     

HXD1C型机车司机操纵台造型优化设计

我国电力机车司机操纵台的设计在消化吸收国外的产品,但在造型设计上不够完美.文章对HXD1C型电力机车司机操纵台外观造型不够完美的地方进行了分析,从造型与设计的细节上对司机操纵台进行了优化,并提出新的替代方案.     

不同需求日高铁列车开行方案协同优化方法

不同需求日的出行需求在结构和总量上都存在差异,不仅需要提供与各需求日相匹配的运输能力,而且不同需求日的列车开行方案应有很大相似性,使高铁运输组织能平稳过渡。为权衡铁路运营成本和运输组织衔接,在考虑高铁运输组织平稳过渡前提下,谋求铁路运输成本和旅客出行费用最小,对不同需求日列车开行方案进行协同优化。由各需求日各OD对需求生成最大包络需求,以最大包络需求列车开行方案为备选列车集,产生各个需求日的列车开行方案。建立不同需求日开行方案协同优化双层规划模型,设计求解模型的遗传算法。算例分析表明,在公共列车集比例限制下,协同优化产生的开行方案具有较好评价指标,算法收敛性较好,体现了模型和算法的有效性。     

半自动绝缘包扎工艺提升和优化

针对1.5 MW风力发电机定子线圈绝缘依靠手工包扎,存在质量可控性差、包扎效率低、占用场地大、劳动强度较大等问题,采用半自动绝缘包扎进行工艺提升与优化。     

考虑旅客需求的停站方案与列车运行图一体化模型与算法

考虑高速铁路旅客出行的时空敏感性较高的特点,将旅客运输状态引入运输时空网络,构建三维的时间-空间-状态网络,提出基于旅客需求的停站方案与列车运行图综合优化0-1整数规划模型,实现旅客分配、停站方案与列车运行图编制的一体化。设计拉格朗日松弛求解算法,将复杂的列车间强耦合问题分解为单列车的最短路径子问题集合,从而降低模型求解难度。以京沪高铁北京南-曲阜东区段为背景进行验证和分析,结果表明模型不仅实现了较低的运营成本,还能够有效满足旅客需求,实现客流分配、停站方案与列车运行图编制的有机联动。     

动车组运用计划和检修计划一体化编制模型及算法

针对动车运用所的动车组运用计划和检修计划编制问题,在动车组运用交路已知的前提下,以动车组的运用交路和检修规程为主要约束,以减少动车组使用数量、降低检修成本为优化目标,建立动车组运用计划和检修计划一体化编制的整数规划模型.根据动车组的可能运用情况和检修规程约束,求解动车组的可行运用路径集合;以该集合为基础,设计求解模型的模拟退火算法.通过算例分析,验证所提出的模型和算法可以有效解决动车组运用计划和检修计划的编制问题.