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动车组运用是高速铁路运输组织的关键技术之一.本文结合国内外对高速铁路动车组运用问题的相关研究,根据动车组的运用特点和运用规则,在已知列车运行图的基础上,建立了求解动车组运用问题的整数规划模型.将动车组的接续运行与检修计划制定过程转化为动车组运用网络上具有较多约束条件和目标函数的TSP问题.并借鉴了蚁群算法求解该问题.为优化我国在建和拟建的高速铁路和客运专线的动车组运用及计算机自动编制动车组运用计划提供了有效的求解算法.最后结合武广客运专线运用计算机模拟进行验算,证实了算法的可行性、实用性.     

客运专线动车组周转图编制优化的研究

随着铁路运输的不断改革，客运专线的修建是我国铁路提速、扩能的重大举措。鉴于国外高速铁路运营的成功经验，我国即将建成的客运专线将采用动车组，其运营管理还没有形成一定的模式，动车组在我国从生产制造到运用维护管理仅处于起步阶段。随着秦沈、郑西、武广等客运专线及京沪高速铁路的建设与投入运营、既有线的技术改造，动车组的运用范围将不断扩大，为提高动车组的使用效率，对动车组的运用方式、优化运用方案和相关检修设备的配置等相关问题的研究已迫在眉睫。 动车组是将牵引动力装置（相当于机车）和载客装置（相当于客车车底）固定为一体成组运行的特殊车底，且其运用方式比较灵活，使得其优化使用问题具有特殊性。若按既有铁路方法进行研究，可能不适应客运专线的运营、动车组具有机车和客车车底双重性质的特点，因此客运专线车底运用计划的优化问题值得深入的研究。     

动车组周转和到发线运用方案的综合优化研究

动车组周转和车站到发线运用均为高速铁路运营面临的重要课题,本文以动车组在运行线之间的接续关系和动车组占用到发线的相容性为约束条件,以运用动车组数最少为优化目标,根据高铁运营的特点,利用一级检修周期时间刚好为高铁运行图周期2倍的实际情况,在建立1个时间跨度为48h的接续网络基础上构建了0-1型整数线性规划模型.该模型将宏观层面的动车组周转和微观层面的到发线运用进行了综合考虑.通过模型求解,可以同步得到高速铁路动车组周转方案和到发线运用方案.算例表明,本文构建的模型能够达到整体优化以上两个作业过程的目标,为实际的运营工作提供一定的决策支持.     

客运专线动车组运用优化研究

结合国内对客运专线动车组运用优化的已有研究,分析了动车组运用的核心问题.结合动车组运用计划的编制原则,建立了列车运行图已知、列车成对运行、动车组不固定区段使用模式、动车组检修地点和时间已知、动车组均使用同一型号和编组条件下,动车组运用计划编制的数学模型.将这些条件下的动车组接续运行视为一个具有多目标和多约束条件的TSP...     

动车组列车车底交路优化研究

高速铁路、城际铁路以及客运专线正在随着我国高速铁路技术的发展,日益呈现着不断扩建的趋势。作为上述运输生产技术中最为核心的部分,动车组列车的生产和检修成本比重较大。因此,降低动车组列车数目、提高列车的运行效率,对于提高高速铁路经济性来说意义重大。在分析动车组运用计划概念、动车组交路计划约束因素的基础上,以动车组交路为优化目标,构建了动车组交路优化模型及算法,并进行了实例验算,验证了方法的有效性。     

客运专线车站到发线运用多目标优化模型

为给客运专线车站接发的列车合理安排到发线,构建了客运专线车站到发线运用多目标优化模型.优化目标为列车站内走行时间之和最小及到发线使用最均衡;约束条件主要有到发线作业间隔时间约束、进路冲突约束.基于目标协调优化思想,提出了该多目标优化模型的求解方法.以济南西站为例,对7：00：00～13：00：00时段的到发线运用方案进行求解.结果表明,所求优化方案与图定方案相比,下行、上行列车的站内走行时间之和分别减少7.37%、1.88%;对于各到发线占用时间与到发线平均占用时间之差的平方和,下行、上行列车分别减少62.93%、74.75%.模型能准确地描述列车占用各条到发线的不同,适用于求解客运专线运行图编制阶段的到发线运用问题.     

基于能力计算的运行图加密问题研究

通过对运行图进行加密来研究客运专线的能力问题,并将加密问题构建为整数规划模型进行求解. 为了求解这个问题,按照OD类型奖励值从大到小每次加密一种OD类型进行分步加密,在每一步中在每个可行时间点处随机选择属于该OD类型的所有停站方式中任意一个停站方式进行多次迭代加密,然后通过将多次迭代的结果组合优化得到较优的加密结果. 最后,构建了基于.net的运行图加密应用系统,并对武广客运专线的运行图进行了实例加密,通过比较组合优化与多次迭代最优的加密结果,验证了组合优化算法的可行性.     

基于节点重要度的客运专线旅客列车开行方案

将节点重要度的概念应用于列车开行方案的计划制定,通过节点重要度评价指标的计算,建立了客运专线沿线城市的节点重要度三级层次结构,在此基础上提出将一级节点作为列车始发终到起迄点、二级节点采取不固定间隔式停站、三级节点采取低等级列车＂站站停＂的服务方式建立了列车开行方案的多目标数学规划模型,利用lingo编程求解,实现了列车开行方案的停站优化算法.结合武广客运专线的本线列车开行方案制定,对本算法进行了验证.     

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。     

动车组转线折返作业时间计算方法研究

准确的动车组转线折返作业时间标准可以为运行图编制提供参数基础,有利于提高运行图编制作业效率。本文将动车组转线折返作业分为站后渡线折返和折返线折返两种方式,对其作业流程进行了探讨,通过图解法分析了折返作业过程中旅客上下车、列车转线作业、保洁作业、吸污上水作业、司机换乘作业等单项作业的具体时间,直观地得出整体作业流程和各项作业之间的先后关系,并在此基础上提出转线折返作业时间的计算方法。最后,以武广高速铁路为例对动车组转线折返作业时间标准进行了计算并对转线折返作业时间的缩减提出相应的优化方案。     

客运专线与既有线衔接车站到发线运用优化研究

客运专线与既有线连接的跨线车站是实现客流和列流交互的关键节点,其到发线运用的好坏直接关系两个铁路系统的运输协调问题。论文在分析衔接车站作业内容和特点基础上,提出了衔接车站到发线编制和调整的原则,根据这一原则构建了具有动车场和普速客车场的衔接站到发线运用计划优化编制模型。并提出了模型求解的思路。     

浅析无碴轨道条件下客运专线的天窗时间

本文通过无碴轨道条件下客运专线维修内容、维修组织和维修时间的分析,得出了客运专线综合维修的控制因素和控制时间;合理确定了无碴轨道条件下客运专线矩形天窗时间,并提出了合理利用客运专线运行图三角区缩短天窗时间,使之与衔接普速铁路的天窗时间协调,组织＂夕发朝至＂列车的思路。     

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.     

客运专线列车运行图评价指标体系设计

在已有的列车运行图评价研究成果上,结合客运专线列车运行图的特点,针对城际型和通过型2种不同类型的客运专线,建立完善的客运专线列车运行图编制质量的评价指标体系,并对指标体系进行详细的定量与定性分析,同时在指标分析过程中体现出2种不同类型客运专线列车运行图的差异与侧重点。     

京沪客运专线在矩形维修天窗下开行

客运专线运量大、效能高,社会经济效益显著,是最安全的现代高速交通运输方式。为了确保维修人员的安全,决定采取矩形综合维修天窗。分析了倾斜矩形综合维修天窗和垂直矩形综合维修天窗对行车的影响,在满足矩形综合维修天窗条件下,研究了京沪客运专线开行夕发朝至旅客列车的可行性以及具体的运输组织方式,并为其他客运专线开行夕发朝至列车提供重要参考。     

混合到达模式下市郊列车开行方案优化研究

针对市郊铁路服务长距离通勤客流的定位和客流到达分布不均的特征,提出在市郊铁路以公交化方式开行多种停站模式列车.将市郊客流按照到达分布的不同,分为均匀到达和非均匀到达两部分,使用混合分布刻画不同列车服务频率下的两类客流到站方式,并考虑停站多样化产生的企业附加成本,建立以乘客出行时间最少和企业运营成本最低为目标的市郊列车开行方案优化模型.结合市郊客流特点,分析列车开行方案与乘客选择间的动态影响关系,给出在市郊列车多停站、公交化运营时的混合客流分配方法;以该方法为迭代基础,设计了遗传求解算法.算例分析表明,与均匀到达模式相比,本模型给出的开行方案可有效降低出行时间和开行成本,具有更好的开行效益.     

单向隔日矩形天窗对高速铁路的适应性分析

在综合分析既有研究成果的基础上,作者系统分析了单向隔日矩形天窗对高速铁路运输组织的适应性。从高速铁路维修作业要求及天窗时段内旅客列车运行组织、通过能力利用、列车运行调整等三个方面论证了高速铁路开设单向隔日矩形天窗的可行性。高速铁路开设单向隔日矩形天窗能够较好地解决天窗维修与列车运行协调之间的矛盾。