有轨电车信号优先等级动态调整控制策略研究

针对目前国内有轨电车在经过交叉路口时,一般采用固定优先级的主动式优先控制策略的应用现状,以珠海有轨电车1号线首期工程为例,提出了一种基于早晚点信息的主动式优先控制策略.可根据有轨电车控制系统提供的列车位置、早晚点等信息,并结合运营单位的时刻表调整策略,对不同早晚点列车在经过交叉路口时的优先等级进行动态调整,可在满足有轨...     

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。     

基于安全及运营需求的城市轨道交通制动系统模式研究

从城市轨道交通制动系统设计原则出发,分别介绍了车控制动系统和架控制动系统的技术特点。分析制动系统故障类别不同对不同编组列车运营造成的影响,并给出相应的限速建议和制动系统控制策略。从技术层面给出了选用制动系统模式的合理化建议:4节及以上编组列车可任意采用车控制动系统或架控制动系统,3节及以下编组列车优先选用架控制动系统。     

燃料电池混合动力列车建模与运行控制研究

为提高燃料电池混合动力列车的燃料经济性,实现混合动力系统功率的合理分配,对以燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力轻轨列车进行研究。通过分析混合动力系统结构,建立各动力源模型和基于列车自动运行(ATO)模式的系统仿真模型。在保证列车动力性能和燃料电池平稳运行的前提下,以合理分配功率为目标,提出一种基于10个工作模式的能量管理策略,以供能量管理系统根据需求进行选择。仿真结果表明:燃料电池在其高效运行区域内平稳工作,建立的系统模型满足列车运行仿真的需求;相比燃料电池两档式工作策略,所提出的能量管理策略耗氢量减少约17.4%;相比动力电池优先回收制动能量策略,回收的再生制动能量增加约8%。     

多列车限售策略和铁路票额预分方案的优化设计

铁路客票限售策略能够在预分方案中给予长途客流一定的优先,同时显著影响旅客选择各列车的概率。基于此,应用随机效用理论构建限售策略下的旅客乘车效用函数,描述旅客在限售策略下对多列车的选择行为。以列车输送的最大人公里为优化目标,以列车输送能力、旅客总需求、限售执行条件等为约束条件,建立多列车限售策略和票额预分模型,采用模拟退火算法对模型求解,得到优化的多列车解除限售时间点、各列车限售站位置和各列车、各OD之间分配的票额。算例分析表明:与传统的限售站决策方法对比,该模型实现了多列车限售时段、限售区段和票额预分方案的联合优化设计,支持对限售站位置与解限时间的优化决策,生成的票额预分方案能更好地协调多列车所承担的客流关系,达到整体优化的效果。     

中低运量城市轨道交通列车运行仿真及优化研究

为提高城市轨道交通列车旅行速度及运行效率,分析列车行驶速度的影响因素及线路仿真过程,将列车行驶时间作为优化目标,建立城市轨道交通列车运行时间模型.以上海临港中运量T1示范线为例,运用线路仿真软件,对比分析线路某些关键因素优化前后列车在线路上的运行情况.在其他因素不变的前提下,通过充分利用线路条件合理设置信号优先,减少需...     

基于多维网络的增开列车条件下高速铁路列车运行图调整

研究增开列车条件下高速铁路列车运行图的调整问题,并综合考虑列车车站进路的影响。通过构建Time-Station-Track三维时空扩展网络,刻画列车对铁路时空资源的占用。将原多目标优化问题转化为求解列车占用网络弧段最小费用单目标问题,并构建基于Time-Station-Track网络的0-1整数规划模型。针对模型特点,设计拉格朗日松弛算法,将问题进一步分解为求解单列车网络最短路径子问题,由于问题被松弛后求得的解可能不可行。因此,提出基于列车优先序列的启发式策略对对偶解进行可行化。最后以宝兰客运专线为例,验证模型的正确性和算法的可行性。     

制动利用率对高速列车节能操纵策略的影响

基于高速列车最小能耗计算模型,利用庞特里亚金极大值原理分析出最大牵引、匀速、惰行与最大制动4种操纵策略的应用是高速列车节能运行的必要条件。在此基础上,研究制动利用率对节能操纵策略的影响,针对国内既有高速列车制动利用率较低的特点,确定既有高速列车节能操纵策略,并通过启发式算法离线求解得到各操纵策略转换点。验证了本文所利用牵引计算和能耗计算模型的正确性;在此基础上,以国内某高速线路和高速列车为例,对本文提出的既有高速列车节能操纵策略进行仿真验证,量化分析发现:当运行时间增加约2.1%,若制动利用率为0,最高可节约5.05%的能量,随着制动利用率的提高,能量节约率逐渐下降,当制动利用率接近1时,本文所提出的节能操纵策略已不再适用。     

城市轨道交通大小交路套跑下列车晚点分析与行车调整策略探讨

城市轨道交通大小交路套跑运行时,大交路列车与小交路列车的晚点将相互制约、相互影响。文章基于小交路折返站采用站前单渡线侧进直出折返方式,根据列车折返作业流程,分析不同列车不同程度晚点下的行车调整制约点,建立列车晚点行车调整模型,提出相应行车调整策略,为行车调度人员在应对列车晚点情况下高效组织行车提供最佳决策。以厦门地铁3号线为例,探讨列车晚点下行车调整策略应用实施方案,相关研究对大小交路套跑晚点分析及行车调整具有借鉴意义。     

重载铁路始端技术站列车组合策略优化研究

重载铁路始端技术站在重载铁路线网中具有举足轻重的地位.针对列车站内组合策略优化问题,通过分析重载列车技术站内作业特点,引入出站列车追踪策略变量,考虑到发线选择、到发线内接发车进路冲突和列车出发时间动态调整等约束的基础上,以单位时间内从技术站发出的货物列车净载重最大为目标,结合列车站内整体作业流程,构建混合整数规划模型,...     

列车控制与服务网络流量调度策略研究

文章根据列车控制与服务网络(TCSN)的列车控制与旅客服务业务一体化传输特殊需求,针对TCSN中数据流量调度,综合考虑TCSN中各种业务流量不同的流量特性、传输服务质量需求和网络当前利用率等因素,设计了一种两级调度方案DWDRR/PRI。重点阐述了两级调度的思想和调度算法的相关细节,以及调度策略,实现TCSN中关键业务优先传输和非关键业务按规则公平传输,并通过仿真分析证明了两级调度算法的可行性和正确性。     

基于Stackelberg博弈的城市轨道交通CBTC系统越区切换研究

针对城市轨道交通CBTC系统无线局域网越区切换问题,结合具有竞争机制的Stackelberg博弈模型,提出一种采用协作分集技术的列车越区切换算法,满足CBTC系统可靠连续通信的要求。本文分析列车在无线局域网环境下的中继触发和越区切换过程,中继节点根据列车请求的带宽确定价格策略,设计一种基于价格和收益的列车效用函数,证明纳什均衡的存在性。为获取列车的最优带宽策略和网络收益,提出一种分布式迭代学习法求解纳什均衡,并进一步分析列车越区切换过程。仿真结果表明,本文提出的博弈策略能够激励中继节点参与协作,合理分配网络资源;列车动态越区切换时间小于50ms,切换成功概率明显高于传统切换方法。     

基于信标的有轨电车路口优先实现过程分析

有轨电车路口优先是一种简易可行、优势明显的提高列车运营效率的解决方案.本文提出在有轨电车接近路口设置信标来实现有轨电车优先进入路口.重点对接近信标位置计算中的系统响应时间进行了分析;根据电车正常运行和故障运行情况,分析了有轨电车路口优先实现过程.     

基于定序优化的高速铁路网络列车运行图优化

考虑车站各衔接方向的列车作业时间间隔约束关系,以列车旅行时间最少为目标,建立高速铁路网络列车运行图的优化模型。通过扩展网络松弛运行图的有向图表示形式,建立网络松弛运行图的定序优化线性规划模型。在构建冲突及其化解方案选择策略的基础上,通过组合平移列车作业、交换列车作业顺序、变更列车停站以等冲突化解策略,设计基于定序优化的高速铁路网络列车运行图铺划方法。算例分析验证相关模型与算法的有效性。     

基于车辆运维检修计划管理系统的架大修计划预测

地铁列车架大修计划的合理性与科学性是保障列车状态的重要因素之一,为了避免运营列车同时到达检修周期,文章基于车辆运维检修计划管理系统开展了架大修计划预测策略研究。通过分析列车每日运行里程并收集和整理相关数据,获取每列车的出发时间、到达时间及列车运行的里程数,利用列车日常用车计划制造公里数阶梯,最终获取列车的最优架大修计划及运营策略,从而提高列车利用率及计划编排的可靠性。     

SelTrac~?CBTC 2.0中的自动化车辆段列车调度功能设计

车辆段列车自动出入库调度功能是ATC停车场系统的一项重要功能,描述SelTrac~?CBTC2.0系统中自动化车辆段的列车自动出库和列车自动回库功能设计,分析车辆段列车自动出库功能的影响因素及出库策略,阐述列车自动回库的系统流程及回库策略。通过全面考虑车辆段列车出入库冲突,结合实际运营需求制定合理的出入库策略,实际项目经验表明,SelTrac~?CBTC2.0系统的自动化车辆段功能在满足运营需求的前提下取得良好的系统效率。     

城市轨道交通列车牵引节能策略优化

对国内外列车牵引节能策略的研究成果进行综合梳理,总结近年来在牵引节能领域普遍认可的3种策略,并对其中2个应用效果显著的策略进行展开分析。通过利用列车制动再生能量转换为牵引能量供同一供电分区的其他列车使用,是较为普遍的节能措施,但由于各条城市轨道交通运营线路的基建设施情况复杂、列车运行图多为固定版本,故在实际应用中,节能效果有局限性。未来可以考虑基于智能感知技术对客流需求进行短时预测,根据客流预测计算生成满足需求的最优节能列车运行图,通过实时感知客流、动态调整运行图的运营模式,最大程度减少牵引能耗。     

基于定性微分对策的列车碰撞防护方法

为满足轨道交通运营中列车与列车安全间隔控制及碰撞防护的需求,利用定性微分对策理论分析了两列车的侧面冲突和追尾碰撞问题,建立了对应的数学模型.将前行列车和后续列车分别定义为逃方和追方,利用微分对策理论推导出追逃列车双方为了达到各自目的所应采取的最优控制策略和界栅图,确定了对策状态空间的捕获区和躲避区.通过计算捕获面积对各...     

高速铁路列车运行调整的模型及其策略优化方法

在分析高速铁路列车运行调整决策特点的基础上,针对高速铁路列车运行调整的传统优化模型在求解效率方面存在的问题,以相邻且存在冲突列车所在的位置为状态,行车调度员可采取的调整措施为行动,列车加权总晚点时间为调度员采取行动所获得的报酬,构建高速铁路列车运行调整的马氏决策过程模型;分析高速铁路列车运行调整决策过程最优策略的结构,给出采取列车顺晚开行和越行调整等行动的最优策略条件,基于列车的越行矩阵、到开时刻矩阵、最小停站时间矩阵和区间标准运行时间矩阵的定义,采用极大加代数和矩阵推算列车到发时刻,并据此设计模型求解的策略优化方法。结合某高速铁路区段的实例计算结果表明:给出的模型和策略优化方法能取得较人工调整方法更好的优化效果,较数学模型优化方法可提高求解效率,从而验证了高速铁路列车运行调整的马氏决策过程模型和策略优化方法的有效性。     

城市轨道交通晚点列车的运行调整模型

分析了城市轨道交通列车发生出发晚点后,在确保安全的前提下,针对不同的初始晚点时间利用运行图缓冲时间进行运行调整的策略。该策略旨在尽量避免连带晚点,并使所有受影响列车尽快恢复正点运行。最后建立了列车运行图的实时调整模型,并运用仿真软件对策略进行了验证。