自动编制基于列车运行径路的列车流图算法

基于列车运行图编制系统中的列车和列车运行径路等基础数据,结合图论与数据结构知识,提出一种计算机自动编制流图的算法.该算法主要有列流径路查找算法、站点与铁路线生成算法和列流线自动绘制算法3部分组成.该算法由Visual C++编程实现,可以自动编制出列流图,并且取得了很好的效果.随着计算机在铁路管理中的应用,以及效率方面的需求,利用计算机自动编制列流图将逐步替代目前手工编制列流图的工作方式,故有一定的实际意义.     

列流图优化布局与编制方法

列流图是展示通过某铁路区域的各类客货列流(列车流)的类别、径路和列车数量的直观图形表示形式,列流图包括铁路网络和列流线2部分。通过分析列流图的站场布局合理性、列流线的对称性及尽可能避免交叉等优化编制目标,提出编制列流图的左右、紧凑、分层、对称和分类5种排列原则,以及5种排列原则相冲突时应遵循的先后顺序,给出编制列流图的步骤,据此开发优化编制列流图的计算机软件系统。该系统采用图形输入铁路网络、列表输入列流,根据列流线排列原则和步骤自动生成列流图,并可导出CAD图形文件。对包括3个车站和7个方向的某区域铁路网络,运用该系统编制出具有60余条列流线的列流图。     

基于UML状态图的列控中心软件测试路径生成方法

针对列控中心测试，介绍了基于UML状态图的列控中心测试路径生成方法。根据列控中心需求规范建立UML状态图模型；采用改进的深度优先搜索算法（DFS）自动搜索有向图得到从初始节点到终止节点的所有路径集合，利用贪心算法构造超串合并测试需求；利用路径集合扩展测试需求集合，最终实现测试路径自动生成；以列控中心改变区间运行方向功能为例，给出测试路径生成方法实现。     

路网上货运路径的计算

提出计算路网上化运里程及路径的一种数学模型，并给出算法。用本方法可快速正确地计算铁路网络上以任一站为发站的各条货运有向路径，可为计算查定货运里程，绘制有向路径图等提供科学方法。     

基于路径优化算法的测试序列自动生成及验证

随着中国铁路运行控制系统的高速发展,列控系统行为功能的正确性与安全性成为业内关注的焦点,本文提出一套完整的测试案例与测试序列自动化生成的方法。制定与系统CPN模型、测试序列相关的定义;利用本文提出的全路径覆盖优化算法和序列优选算法生成XML测试序列;以CTCS-3级列控系统下RBC的切换为例,自动生成测试案例与测试序列,并在RBC测试平台上进行验证。结果表明:本文提出的测试生成方法可实现测试的自动化,针对RBC切换场景生成的测试序列重复度降低了75%,完全覆盖《CTCS-3级列控系统功能需求规范》中的相关内容。     

列流图编制系统设计与实现

铺画列流图是优化铁路运输规划与组织的重要流程。为提高铁路设计中列流图的编制效率,运用Spring Boot框架与Vue框架,采用Java语言,设计并实现了基于B/S架构的列流图编制系统。系统提供车流计算、列流设计、指标统计、列流图编制与绘制等功能,具有较高的智能化水平,使列流图编制和调整方便快捷,有助于降低铁路设计人员的工作强度,提高列流图编制质量。     

启发式算法在铁路换乘的应用

随着中国铁路的建设与发展,如何更加充分地利用铁路客运能力、提高列车上座率是铁路亟待解决的问题。本文针对复杂的客运路网下最短路径算法计算效率低下的问题,对比分析了常用的Dijkstra算法及启发式A*算法,择优选取启发式A*算法进行策略改进;并基于优化的客运路网结构及铁路实际业务,对其进行效率优化。实验证明,改进后的算法模型高效准确,具有明显的现实意义。     

铁路枢纽图形化能力检算软件的开发

铁路枢纽内线路车站众多、结构复杂,难以计算和展示其能力状况,为解决这一难题,开发铁路枢纽图形化能力检算软件,实现数字化枢纽模型的构建、车流的便捷输入及分配、能力的自动计算及图形化演示、列流图的自动绘制等功能,为设计人员提供了新的图形化软件工具,能进行复杂铁路枢纽的设计、能力分析工作。     

铁路网多路径搜索技术的实践

对铁路网中点对之间多条较短路径搜索技术进行研究,可为铁路线网分析、径路比较和OD分配等应用打下基础,在铁路运量设计和线网规划中有重要实用价值。在分析铁路主要网络特征基础上,将铁路网站点分为枝站点、中间站点和支点,提出删除枝站点、中间站点来简化路网而不改变铁路网络站点间多路径计算结果的路网简化方法;给出了铁路网合理路径的限制条件;采用扩展Floyd法设计了相应的数据结构。测试结果表明,即使在全路复杂的货运干线网中,计算2048条较优路径,扩展Floyd法计算时间约为4 min,内存占用在400 Mb之内。在铁路设计相关应用中实用性明显。     

基于模型算法的动车组回送路径优化

研究最短路径问题是解决交通运输资源分配、路径选择类优化问题的基础，目前铁路行业的动车组回送由调度员根据运输情况人工确定，尚未对路径方案展开优化研究。随着我国铁路路网建设逐步完善，研究动车组回送最优路径，经济、合理、高效地开展动车组回送工作，符合铁路运输企业的发展方向。首先梳理动车组回送路径优化问题与最短路径问题关系，介绍Dijkstra算法及其改进算法Floyd算法原理，然后通过福州南站—上海虹桥站的动车组回送最短距离计算验证算法有效性，将Floyd算法应用于动车组检修生产能力布局规划案例，最后总结提出关于高级检修计划编制、智能运输调度指挥等工作的优化研究思路。     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化

城际铁路列车服务水平直接影响着全天各时段旅客出行需求量。为了研究这种影响关系,获得吻合出行需求的城际列车开行方案,首先建立旅客时段出行需求与广义出行费用间的弹性需求函数,并基于给定候选列车集构造旅客出行网络,进而以最大化列车开行收益为优化目标,构建面向弹性需求的城际列车开行方案优化模型。模型结合弹性客流在出行网络上的路径选择,从候选列车集中选择开行列车,并优化其停站方案与始发时刻。在生成初始列车开行方案基础上,设计其邻域解生成策略,构建求解模型的模拟退火算法。算例优化不同分布客流的列车开行方案,结果表明:模型与算法能够获得更吻合弹性需求的列车开行方案,且有助于提高旅客服务水平与企业经济效益。     

铁路网车流径路优化模型及算法研究

分析目前铁路网车流径路存在的问题,提出路网车流径路综合最优的含义,对路网进行数学描述;分别以运输时间最少、运输距离最短、运输成本最低为目标建立多目标0-1规划模型;采用线性加权和法将多目标0-1规划转化为单目标问题进行求解,利用专家打分法获得合理的权系数,设计并采用阻尼系数法约束线路能力,在此条件下对路网车流径路模型及算法进行分析,提出求解的方法步骤;最后运用本文模型和算法,以我国铁路网为背景,通过改变阻尼系数调整线路流量,实现宝中线和宝兰线的车流径路调整,验证了本文模型及算法的有效性。     

基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法

列车开行方案是有效利用铁路运输能力和提升服务质量的关键组织手段。基于城际铁路客流的时变特性,将时空网络方法引入城际列车开行方案决策,增加考虑客流出行时间信息,从而能更加全面评价所得方案。在构造开行方案时空网络图的基础上,以最小化包括列车运行成本、旅客旅行时间、旅客出发偏差时间和未上车惩罚和列车数量等的总成本为目标,考虑时空网络客流及列车流守恒、发车时间间隔和列车能力等约束,建立基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化模型,并设计双层模拟退火算法进行求解,其中内层算法优化列车停站方案,外层算法优化列车起讫点、开行数量和始发时间。算例计算分析表明,所提方法能为城际铁路列车开行方案决策提供科学依据。     

基于.NET Framework的轨道交通车站作业仿真系统

本文在借鉴已有列车运行仿真研究的基础上,开发出基于.NET Framework的轨道交通车站作业仿真系统.该系统利用.NET Framework提供的多线程技术控制仿真进程、使用GDI+接口进行绘图作业及调用ADO.NET类库传递仿真数据.在将站场布置抽象为网络图的基础上,采用Floyd-Warshall算法排列列车进路.通过C#与MATLAB混合编程,调用plot函数绘制统计图.经测试,该系统能模拟车站实际作业过程,为车站运营提供科学决策参考.     

旅客列车过站径路优化模型与算法

在给定铁路客运站站形布局和列车运行图的前提下,研究旅客列车过站径路优化问题。过站径路由列车的接车作业进路、占用的到发线和发车作业进路拼接而成。以旅客列车的接发车作业进路为决策,以道岔和到发线占用相容性为约束,以最大化接发车作业进路效用和到发线运用效用为优化目标,建立旅客列车过站径路优化的0-1规划模型。设计基于极大列车过站径路方案k剔除邻域系的模拟退火算法。以某客运站为例验证该模型和算法的合理性。结果表明:模型对实际问题的描述准确,算法效率较高,适用于求解大规模铁路客运站旅客列车过站径路优化问题。     

基于运行线可调的动车组周转计划优化研究

针对高速铁路动车组周转计划的优化问题,在列车运行图可作微调的前提下,用时间窗描述运行线的可行平移范围,构建接续网络,刻画运行线间的接续关系,考虑接续弧互斥约束和动车组交路平移累加约束,以可行动车组交路为决策变量建立求解问题的优化模型,并设计基于改进广义标号法的分枝定价算法求解。实例验证表明,通过对运行图进行微调,可以在一定程度上减少需要的动车组数量,从而达到动车组运用优化与运行图优化编制的相互协调。