基于改进遗传算法的铁路物流中心功能区布局优化研究

针对铁路物流中心功能区布局进行优化,能够有效提高铁路货运效率.在铁路物流中心功能区布局优化模型基础上,采用从左到右、从下往上的改进分层布局方式,对各功能区域采用连续上下位移的改进堆积方式,优化遗传算子及算法流程,设计改进的遗传算法.通过选取案例,分别验证了分层思想的简单堆积方式和改进堆积方式2种情况下的遗传算法求解结果...     

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。     

面向布局问题求解的混合全局优化算法研究

布局问题属于NP完全问题。由于布局函数的病态性状，传统的优化算法很难解决此问题。遗传算法、模拟退火算法等对全局优化展示了一定的前景，但是它们的求解精度和效率不能令人满足。本文将启发式随机搜索策略和局部优化算法相结合，构造了混合全局优化算法（MGOA）来解决这一困难。通过典型测试函数与经典遗传算法，模拟退火算法，复合形法进行比较验算，表明该算法具有优良的求解质量和较好的求解效率；并以旋转卫星舱布局的简化模型为背景，建立多目标优化数学模型，通过一个已知最优解的布局算例与遗传算法和乘子法的计算结果比较，该算法求解的质量和效率更优。表明此算法在布局优化中具有应用潜力。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化研究

针对铁路纵断面优化问题,基于遗传算法建立铁路纵断面优化模型。研究结论:在初始铁路纵断面方案基础上,基于遗传算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化结果;以变坡点里程及设计高程为优化设计变量,依据对纵断面设计内涵的分析,构建了遗传算法的多目标适应度函数;在种群多样性评价的基础上,确定选择、交叉和变异算子操作概率的自适应调整方法;在纵断面优化理论的研究基础上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了基于遗传算法的纵断面优化程序。     

客运专线列车运行图编制模型及计算方法的研究

列车运行图是铁路行车组织工作的基础,其编制问题属于超大规模的多目标优化问题,求解难度较大。既有线列车运行图较为成熟的编制理论和计算方法对客运专线列车运行图的编制具有重要的借鉴作用。在既定客运专线运输组织模式的基础上,提出基于客运专线A类本线、B类跨线和本线城际列车运行图铺划的分层叠加数学模型,研究客运专线不同种类列车的布点模型和求解方法,设计了基于改进型遗传算法的客运专线列车运行图优化策略和算法。算例表明,该算法能有效地求解客运专线列车运行图编制方案,并达到快速准确的良好效果,为编图人员提供优选方案。     

基于综合物流的铁路货运能力优化研究

铁路货运能力优化研究对于铁路运输能力提升具有积极的意义.在对经典列车开行能力优化分析的基础上,综合考虑整体物流系统,以网络内列车运行总成本与货物在货运站的库存惩罚的差值最大为目标,考虑发车数量、流量守恒等约束,建立基于综合物流系统的铁路货运能力优化单目标线形规划模型,并根据模型特征,设计基于整数编码的遗传算法进行求解.     

基于混合遗传算法的铁路物流中心布局研究

铁路物流中心的经济性和高效性取决于各个区域布局的科学合理性,兼顾经济和效率的原则,提出一种面向工程的铁路物流中心布局优化模型,以得到物流园区的最优布局方案。在优化模型中引入功能区转动变量,基于计算几何将功能区之间及功能区与不规则边界间的干涉情况作为罚函数纳入总优化目标函数中,从而增强优化模型的工程适用性,再采用混合遗传算法对模型进行全局最优解搜索。实例分析验证表明,该模型能很好地适应不规则边界,对物流中心的设计具有重要的指导作用。     

面向网络效率的交通网络设计优化方法

通过算例计算和比较分析,在选择合理的定量化交通网络效率计算方法的基础上,建立面向网络效率的交通网络设计双层规划模型,并基于遗传算法和Frank-Wolfe算法设计模型的求解方法。计算分析结果表明:相对于传统的以系统总阻抗最小为目标的优化决策方案,本文所提出的以网络效率最优为目标的优化方案,更注重于提高当前交通网络基础设施的利用率和流量分布的均衡性,从而能以最小的投入在最大程度上缓解交通网络拥堵,并能高效解决路段车流分布不均及个别路段的过饱和等矛盾。     

考虑可靠性的交通网络应急资源布局优化

应急资源布局优化决策是应急预防护工作的核心内容之一。在重新定义应急需求服务可靠性的基础上,将应急点对应急资源服务的可靠性约束,转化为应急资源储备点可提供应急救援服务的资源数量的约束。以最小化应急系统的总费用为优化目标,并考虑应急资源数量、储备能力和储备点数量的约束,建立服务数量可靠性约束下的交通网络应急资源布局优化模型,并设计基于实数矩阵编码的遗传算法进行求解和计算分析。研究结果表明:本文所提出的优化方法计算高效,结果合理,可以为交通网络的应急预防护工作提供科学的决策依据。     

基于遗传算法的铁路集装箱装卸门吊作业优化研究

集装箱装卸门吊作业是铁路集装箱运输的基础,为提高铁路集装箱装卸效率,在分析集装箱运输效率影响因素的基础上,综合考虑集装箱在箱区位置、集装箱在车上预期位置及门吊作业顺序,以装卸作业过程中门吊总运行距离最小为优化目标,基于遗传算法建立铁路集装箱装卸作业优化模型并求解。根据集装箱装卸线门吊作业实例分析,计算结果表明:铁路集装箱装卸门吊作业优化模型能够找到集装箱装卸的最优顺序,可以实现缩短集装箱装卸时间、降低装卸成本的目的,验证了该模型的有效性和合理性。     

牵引变电所接地系统设计和故障预防研究

从接地设计原则、接地网材料和寿命、接地网布置形式等方面,对常规铁路和客运专线牵引变电所的接地系统设计方案进行了论述。分析了接地网发生故障的主要原因,介绍了预防接地网故障及优化地网设计的～些新方法和研究成果。     

考虑能力利用效率的本线与跨线列车开行方案协同优化研究

列车开行方案是编制列车运行图的基础,合理设计列车停站方案对区段内的客流分配有着直接影响。通过研究现行的列车开行方案,结合客流量等数据,考虑提高线路通过能力和列车能力利用效率,进行本线列车与跨线列车的协同优化研究。结合数据,提出假设条件,建立本线与跨线高速列车开行方案协同优化模型。使用多目标优化的线性加权算法进行目标函数的转化和求解,并以京沪高铁为案例,对模型的参数进行标定,得到本线与跨线列车协同优化开行方案。通过对现行方案与优化方案的车站服务频率、停站次数等的对比分析,验证了模型的有效性和可行性。     

铁路线路平纵横实时联动设计方法研究

为解决铁路线路设计过程中手工操作繁琐、设计效率较低等问题,提出铁路线路平纵横实时联动设计的整体流程,研究基于AutoCAD平台和ObjectARX2010开发包的数字地面模型、平面交互式选线、纵断面横断面自动化设计、平纵横实时联动编辑优化等二次开发关键技术,实现了平纵横多视口设计、纵断面坡度自动化设计及坡度约束处理、纵断面高程控制点自动设置、平纵实体的多夹点式驱动编辑、平纵横多视口按里程同步显示等多项设计功能。应用实例表明,此方法可简化操作流程,提高线路方案设计及优化效率,为进一步提高选线设计的自动化、智能化水平提供辅助支持。     

基于BIM和AI技术的铁路桥梁智能布跨研究

针对我国铁路桥梁占比高、标准构件应用范围广、孔跨布置作业繁重的特点，将建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）与人工智能（AI,Artificial Intelligence）技术相结合，进行桥梁智能布跨研究。文章根据桥梁布跨原则，基于信息集，选用Q-Learning算法对Bentley平台二次开发，形成了一套完整的可视化桥梁布跨方案。验证结果表明，该方案可应用于一般铁路桥梁设计中，并从设计层提高BIM数据应用深度与广度，提高桥梁布跨工作效率与质量。     

储能式有轨电车充电站布局优化研究

车载储能装置与接触网搭配的混合供电方式已成为有轨电车供电技术的发展趋势。结合有轨电车线路实际条件与列车特征参数合理设计地面充电方案至关重要。提出了一种基于遗传算法的储能式有轨电车充电站布局优化方法。建立了有轨电车运行模型,结合列车的区间运行过程对充电站布局进行分析。在此基础上,依据充电站布局的优化目标和优化约束条件,推导得到充电站布局的优化评价函数,并结合实际有轨电车线路数据进行充电站布局优化仿真计算。在保证列车正常运行的情况下,优化后的充电站数量仅为优化前的一半。仿真结果表明,采用该优化方法能够极大地降低工程建设成本。     

基于负载量均衡的AGV快递分拣系统布局优化

随着我国AGV快递分拣系统中物流量不断增加,优化AGV快递分拣系统布局,成为提高其分拣系统效率的关键.首先,在分析造成基于AGV分拣系统拥堵的关键影响因素基础上,研究基于AGV快递分拣系统中取货口和投递口布局优化问题,构建相应的整数规划优化模型,该优化模型以整个分拣系统负载量均衡为优化目标.其次,针对该优化模型特征设计...     

铁路既有线新型加固方法——横承式便梁法方案研究

为了解决下穿铁路既有线顶进施工框构桥过程中传统线路加固的D型便梁法存在的安全、质量和结构等问题,提出一种新型线路加固方法——横承式便梁法,深入研究本加固体系的结构布置和构造、设计边界条件、研究重难点、有限元分析和施工方案等方面。在满足规范要求的前提下,确定结构各部构造和整体施工方案,实现加固体系的快速安拆和重复利用,保证了施工过程中不破坏铁路路基道床,明显提升线路加固体系的刚度和稳定性,减小对铁路运营的影响,扩大线路加固体系的适用范围,可满足所有单线和绝大部分双线铁路的加固要求,具有良好的技术效果和广阔的应用前景。     

基于粒子群算法的轨道车辆设备布局优化

轨道车辆车上设备布局是轨道车辆设计中一个重要的环节，开展轨道车辆设备布局优化设计对保证轨道车辆的安全运行具有重要作用。考虑轨道车辆设备外轮廓约束、设备干涉约束等，建立了以设备总重心相对于轨道车辆自身中心的距离最小化的轨道车辆布局优化数学模型。根据轨道车辆设备布局优化的特点设计了基于粒子群算法的轨道车辆设备布局数学模型。采用线性递减权值策略，通过改进惩罚因子，有效地引导粒子群算法向全局最优解方向收敛。以轨道工程车辆的设备布局问题为实例，采用本文算法进行了车上设备布局优化设计的实例分析，表明本文方法可有效解决轨道车辆设备布局优化问题。