不确定条件下分组列车在编成站的集结参数研究

分组列车与单组列车是我国铁路车流组织的两种形式,对其编组方案综合优化需要的集结参数研究具有理论和现实意义.车组重量不固定的分组列车在编成站的集结消耗与单组列车相同,而车组重量固定的分组列车的集结消耗包含固有和附加两类.根据集结的动态特性和车组到达的不确定性,将到达车组的车辆数和到达间隔时间都视为随机变量,在合理假定其分...     

编组站开行欠轴列车的经济性研究

在铁路快捷货物运输中,货运列车编组辆数的合理与否直接影响铁路运输部门的经济效益和社会效益。分析编组站集结时间间隔及车流,从集结时间节省收益计算、机车及线路能力浪费损失值计算和开行欠轴列车的经济性判断方面分析开行欠轴列车的经济性,分析模型应用实例。利用开行欠轴列车的有利性经济条件,确定集结时间的节省收益与造成机车及线路能力浪费损失值的比较关系,得到列车车辆平均集结时间、列车编组辆数、区间开行距离之间的关系式,为编组及组织列车开行方案奠定基础。     

编组站货物列车定点集结模式下发车时刻表的编制

在编组站货物列车定点集结模式下，车列集结结束、安排不同列车出发属于周期事件安排问题。根据周期事件安排问题（PESP）理论，充分考虑车站作业能力及区间能力约束，将各列车发车时间点及相互间的周期约束用周期约束图表示。根据实际生产需求，以有利于机车周转、尽可能均衡分配发车时间点为目标函数，建立货车定点发车时刻表模型。选择合适的周期约束图生成树，根据PESP有解的充分必要条件，设计求解该模型的遗传算法。以丰台西编组站京广方向车流为例，利用建立的模型和遗传算法进行求解。计算结果表明：选择合适的生成树构建基本圈组，有利于降低模型求解的复杂程度；通过加入有可行解的充分必要条件，能够有效减少模型的求解时间；可以得到货物列车定点出发时刻表、平均集结车小时和出发列车平均编成辆数。     

不确定条件下开行固定车组重量分组列车适用条件研究

分组列车与单组列车是我国车流组织的两种形式,二者互有利弊,对其开行适用条件研究具有理论价值和现实意义。根据固定车组重量分组列车集结的动态特性和车组到达的不确定性,将车组的车数和间隔时间都视为随机变量,应用随机过程理论,解析其在编成站和途中换挂站的集结耗费相对于单组列车的节省和额外消耗,以一昼夜所产生的总净节省的数学期望作为其综合效益的度量,给出分组列车合理开行的判别式和更易判定的必要条件。针对模型的特点,应用离散事件系统仿真方法进行模拟。仿真算例表明:判定条件的吻合率为97.36%,必要条件的失真率为4.52%;其综合效益受到车组平均车数和平均间隔时间参数影响且前者灵敏程度更高;适用于车流量较小且车流到达强度之比接近固定车组重量之比情形。     

列车编成辆数对高速列车横风气动特性影响的数值分析

对3～8辆编组列车以350km· h-1速度运行时,不同速度横风作用下的气动特性进行仿真研究,并建立列车的阻力系数与列车编组辆数之间的无量纲关系.研究结果表明:对3辆车编组列车的气动特性分析不能取代对其他编成辆数列车的几动特性分析;不同编成辆数列车阻力系数随着横风风速的增加而增大,3辆车编组列车的阻力系数不超过8辆车编组的列车的一半;列车的侧向力系数和倾覆力矩系数随着列车编成辆数的增加而减小;列车编成辆数对头车的阻力系数、升力系数、侧向力系数和倾覆力矩系数影响较小,但是对尾车的影响较大;头车的侧向力系数和倾覆力矩系数明显高于尾车和中间车,尾车的倾覆力矩系数最大值不超过0.4,而头车的最大可达0.7;由于头车的气动安全性比其他位置车辆的低,用头车的气动安全性评估整个列车的气动安全性会偏于保守,但合理、可行.     

双向编组站列车调度调整的优化模型及算法

研究双向编组站调度优化问题,以解决到达列车接入系统和出发列车编组系统的实时调度调整。在分析双向编组站作业机理和规律的基础上,以列车的编成辆数、编组内容、接续时间、集结地点和作业能力为约束条件,以列车的走行距离、所产生的交换车数为综合优化目标,构造双向编组站列车调度调整的非线性优化模型。根据模型NP-Hard性和变量高度相关性的特点,建立基于网络流技术的遗传算法求解理论。算法的主要思想是在假定0-1变量已经确定的条件下,将整数变量的确定归结为求解网络最小费用流问题。以郑州北编组站为背景,给出算法的实际求解过程。求解算例表明,提出的方法能够有效解决到达列车和出发列车作业地点的实时选择问题。     

基于约束程序累积调度的编组站静态配流模型研究

静态配流是铁路编组站阶段计划的核心,模型和算法的优劣直接影响编组站作业效率和经济效益。本文基于约束程序累积调度和字典序多目标优化理论,考虑配流成功的出发列车优先级总和最大、出发车流来源总数最小、到达车辆先到先发等具有字典序的3个目标,以满轴、正点、不违编、解编顺序及编组场容量限制等为约束条件,建立静态配流字典序多目标累积调度模型。采用迭代、约束传播和回溯算法求解。通过现场实际数据验证:本算法求解时间满足现场要求;模型稳定、扩展性好,符合实际需求。     

技术站广义配流问题模型与算法

根据列车解编顺序是否确定,将阶段计划中的广义配流问题分为广义静态配流问题和广义动态配流问题。以阶段内发出配流车数最多和车辆在站平均停留时间最短为目标函数,以列车解体开始时刻、车流分配、车流接续和列车编组开始时刻为约束条件,建立广义动态配流问题的多目标非线性混合整数规划模型。综合考虑优先排空、优先发送较近编组去向车流,模拟车站调度员编制阶段计划时的思维过程,设计搜索算法,解决广义静态配流问题(给定列车解编顺序的广义动态配流问题)。以有7个编组去向的某技术站为例,运用该算法可以在较短时间内得到列车解编方案和配流方案,表明了该算法的实用性和可行性。     

列车编组计划技术(远程)直达去向的车流强度静态标准研究

车流强度是评价技术(远程)直达去向合理性的重要依据。基于经典的车流组织理论,提出了车流强度标准的概念以及基本计算公式,针对其局限性进行了延伸和拓展,形成了计算车流强度静态标准的通项公式。利用列车编成辆数及去向里程两项参数描述不同的技术(远程)直达去向,构建了适用于多去向方案的车流强度静态标准表格,通过比对车流强度评价既有或规划去向的合理性,为列车编组计划的改进和完善提供决策支持,宜于实际应用推广。最后结合实际路网案例验证了车流强度静态标准的实用性和有效性。     

技术站广义动态配流问题的遗传算法

技术站广义动态配流问题是在综合考虑优先排空和优先发送较近编组去向车流的编组要求、欠轴列车停运要求,以及到发列车在时间和车流接续关系的基础上,将静态配流和列车解编方案调整进行协同优化。分别以阶段内出发列车数最多、出发车辆数最多、车辆在站平均中转时间最短为目标,考虑解体、编组调机能力限制,到发列车车流接续,列车编组计划和列车运行图的影响约束,建立该问题的优化模型。针对问题机理,设计求解这一问题的遗传算法:运用启发式规则生成初始群体;运用倒数算子计算适应度函数,对各目标进行无量纲化和同向化处理;采用轮赌盘选择算子、基于顺序的杂交算子、逆转变异算子和精英保护策略。通过对算例的实验分析,表明该算法的实用性和计算的高效性。     

放宽条件定点集结模式下编组站车列解体顺序优化研究

定点集结是一种高效率的集结方式,有利于运输质量的提高,其解体顺序的确定是阶段计划的关键问题,优化解体顺序可以有效节约中时,组流上线。本文比较定点集结模式与定编集结模式的优缺点及适用性,进一步分析放宽条件定点集结模式对于解体顺序优化的影响,建立放宽条件定点集结模式下的解体顺序优化模型,模型利用编组站能力、作业时间标准、最小编成辆数等作为限定条件,以有调中时最短作为目标函数进行车流推算,并采用遗传算法得到满足条件的最优解体顺序。以丰台西编组站上行系统为例进行模型的实际应用,验证了模型的有效性。     

分组列车优化组织理论与方法研究

<正>分组列车的组织条件要求较高且程度更复杂,但却有利于提高铁路货物运输的效率和效益。基于系统工程原理以及微观机理融合宏观机制的指导思想,采用定性分析与定量测度相结合、理论推导与仿真实验相融合的方法,系统地研究分组列车的组织特征、集结特性、组织条件和编组方案优化等问题,主要内容和结论如下。(1)分组列车车流组织特征分析。分析分组列车在编成站、换挂站和终到站的作业流程、组织条件和组织形式,并与单组列车进行对比。结果表     

车流不均衡条件下的编组站运输组织方案

每逢春运、暑运、黄金周期间,铁路为满足旅客的出行而开行大量的临客。在现有客货共线运行的运输模式下,临客的开行占用了既有路网的运力资源,引起了列车运行结构的变化以及机车交路的调整,导致客货列车对数、货物列车到发、机车交路、车流不均衡,从而引起编组站车流接续困难、货车运用效率低、解编作业能力整体利用率得不到充分发挥等问题。在车流不均衡条件下,加强编组站的运输组织,既要在编组站内部优化运输组织,强化生产管理,又要与相邻车站加强运输调整,减少车流不均衡程度,加快货车周转,完善机车交路,尽量减少临客开行给编组站作业带来的影响。     

编组站阶段计划与动态车流的耦合及调整研究

编组站的阶段计划在执行过程中,会受到车流波动的影响,衡量阶段计划与动态车流之间的耦合关系,并将车流波动控制在一定的范围,对车站调度工作具有重要意义。在车站阶段计划执行资源已确定的条件下,分析列车晚点时间、解体作业时间、编组作业时间的容许变动范围,给出车站阶段计划与动态车流耦合度的计算方法。当车流的变化超出容许范围时,在不改变原有解编顺序的基础上,对车流进行一定幅度的调配,以减小对车站整体作业的影响,并以此为目标建立优化模型。算例表明,车站阶段作业计划易受到达列车晚点、列车编组内容改变、解编作业晚点等因素的影响,进行适当的车流调配可在一定程度上提高阶段计划与动态车流的耦合度。     

自适应粒子群算法求解编组站车流推算问题的研究

编组站日班计划和阶段计划编制核心之一是出发列车车流来源的推算,由于车流推算的复杂性,其求解算法也是研究重点之一。基于解编顺序建立编组站动态车流推算的数学模型,约束中考虑了单调机资源、车流接续去向和时间等约束,目标函数在优化正点出发列车数的同时考虑总停留车小时的优化。通过设计自适应离散粒子群算法(ADPSO)对数学模型进行求解,以解编顺序为主要优化对象,静态配流采用Lingo编程实现,最后通过算例验证了算法的有效性。     

邯郸南站修建峰前到达场及增加编组线必要性分析

根据邯郸南站现状车流情况,从驼峰设备、编组场能力、到发线能力、调车机能力、车流因素等方面分析邯郸南站现状存在的主要问题,提出改扩建方案及必要性;邯长邯济扩能改造后,设计年度运量发生变化,从邯郸南站的功能定位、设计年度与相邻编组站的分工、设计年度车流分析、设计年度邯郸南站作业量、设计年度能力分析等方面论证邯郸南站到发场及调车场能力适应性。最后提出邯郸南站既有一级三场规模已不能满足作业需要,近期需要改建为二级四场,新建峰前到达场,设到达线8条。改建后,各方向到达解体货物列车均直接接入峰前到达场,无调中转及增减轴货物列车在上下行到发场办理。     

货运集中化对编组站能力影响的研究

研究了铁路枢纽内货运站对编组站的影响,并对货运集中化进行了介绍,提出了货运集中化后,在枢纽内通过优化小运转列车开行、减小编组站车流到达的不均衡性和协助编组站改编难解难编车流等措施,以缓解编组站能力紧张状况,使编组站能力得到充分地发挥.     

考虑不同满轴约束的编组站阶段计划配流优化

基于阶段计划列车解编顺序优化,同时考虑出发列车牵引质量及换长两个满轴约束,以车流接续与分配的"代价"最小为目标,构建编组站配流优化0-1整数规划模型,并设计与ILOG优化软件结合的和声搜索算法进行求解。其中配流结果使用ILOG求解,列车解编顺序则采用和声搜索策略进行优化。在构造新的和声过程中,采用邻域搜索策略提升算法的寻优效率。算例结果表明:提出的方法能获取鲁棒性更高的配流方案。     

铁路大宗货物直达运输与牵引重量损失的平衡

铁路大宗货物一般要求尽可能在装车地编组始发直达列车,以减少途中的有调中转作业、缩短货物送达时间、加快机车车辆循环。我国铁路网规模庞大,各铁路区段的牵引定数并不完全一致。要解决的核心问题是在列车牵引重量不一致的线路上,哪些货流(大宗商品)可以组织点到点直达运输,哪些货流需要合并组织编开到途中编组站的直达列车,哪些车流送往相邻技术站作为技术车流集结。以装卸地和运行途中的成本最小化为目标确定最优的直达运输与牵引重量损失之间的平衡,并形成一个非线性0-1规划模型。最后以哈局海拉尔煤炭装车区为背景,进行实例优化,进一步验证本文理论和模型的有效性。     

编组站列车解体方案与编组方案的协调优化研究

编组站列车解体方案与编组方案的协调是阶段计划配流优化的关键,配流方案作为解体方案和编组方案的函数,只有当二者确定后,才能实现列车的配流.分析到达列车的最早可能解体时刻和不同调机作业方式下出发列车的最晚必须开始编组时刻的计算方法.通过定义特征点、时间调整格等概念,可以固定出发列车的解体特征,从而简化编组顺序的调整环节,减少计算量.以先编组出发列车的单个配流方案为主线,采用编组解体双向配流策略,找出合理编组顺序的有效匹配解体方案.根据解体特征和解体序号矩阵,提出解编方案协调优化算法,实例证明该算法可以缩小编组站配流问题的规模,从而快速得出优化配流方案.