铁路行包运输径路算法

针对铁路行包运输网络和运输组织的特征,遵循长短途分工、始发直达、区域中转等铁路行包运输组织基本原则,以营业站和列车运行模式对铁路行包运输网络进行描述;综合考虑运输成本、时间、能力和现场作业等方面因素,给出铁路行包运输径路的基本形式和选择策略,并设计基于选择策略的铁路行包运输径路搜索算法,实现对装车站以及中转站列车的合理选取,有效减少选用列车的数量,提高搜索的效率和有效性。通过限定最大搜索次数对铁路行包运输径路算法的搜索深度进行有效控制;搜索广度主要由可选用的列车数决定。该算法可以完成给定装车站到所有营业站的径路计算,应用于中铁快运公司1 000多个行包营业站、1 600多列列车的大规模铁路行包运输网络的运输径路计算,效果良好。     

紧急状态下铁路旅客运输径路优化

针对紧急状态下铁路旅客运输的特点,以受灾地区等待疏散客流量和车站设备运输能力为约束条件,以总疏散时间最短为目标函数,建立紧急状态下铁路旅客运输径路优化模型。采用模糊多目标决策方法与多径路搜索算法对模型求解。求解步骤为:运用模糊多目标决策方法,考虑危险程度、疏散运量、车站设备运输能力3个影响因素确定车站径路选择的优先权;采用多径路搜索算法建立相异最短径路集;运用模糊多目标决策方法,综合考虑时间和危险性因素,确定各次列车最优径路。以某地区灾后只剩下3个车站可以正常使用,等待疏散人员580万人为例,运用建立的模型与算法进行计算。结果表明:确定的各车站列车最优径路,能够使受灾地区各车站相互协调,在70h内安全有效地疏散受灾人员。     

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.     

铁路运输径路计算机处理系统方案设计与研究

结合我国铁路特殊需求,从径路划分策略、路网表示、计算方法和优化措施等方面,阐述实现全路通用、便于维护、适应性强、运行速度快的铁路运输径路处理系统的方案设计、数据组织及软件实现策略.     

基于层次分析法的全路客运车站等级评定研究

针对现有铁路客运车站等级评定中相关评价因素考虑不够全面,不能客观、合理地评定全路客运车站重要程度的难题,研究建立一种基于层次分析法的全路客运车站等级评定模型,综合考虑车站服务能力、资源条件、客流吸引力以及在路网中的地位等多方面因素;采集和整理全路所有客运车站的客运历史数据,使用R语言工具与数据库技术建立该模型,计算生成全路客运车站等级,并对等级评定结果进行分析。目前,由该模型计算生成的全路客运车站等级评定结果具有较强的实用性与参考价值,已在列车开行方案与运行图评估、铁路企业客票收入预算管理等多项业务中得到应用和验证。     

铁路基础信息平台研究

以铁路信息化建设为中心,采用模板技术来研究和实现铁路基础信息平台的软件自动生成,采用Oracle高级复制研究铁路应用系统中铁道部、路局、车站三层应用架构中数据自动生成和复制,保证基础信息在全路应用中的一致性,同时方便快捷维护和同步数据的流程;研究     

高速铁路列车径路的分类及特征

在高铁网络上对列车径路进行系统分类,并分析各类列车径路的特征。在本线列车径路和跨线列车径路两大类中,将本线列车径路划分为线状径路和环状径路,将跨线列车径路划分为中长途列车径路、区域列车径路和特殊客运产品的列车径路。在重点分析的跨线列车径路中,中长途列车的迂回度较低,其径路应满足非直线系数阈值的约束;区域列车服务于区域客流,可由若干短距离本线列车径路拼接而成,区域客流较大时可以拼接形成环状列车径路;特殊客运产品有特定的服务对象及明确的产品特征,其径路起讫点及运行时间等要素应满足产品特征及市场定位。掌握高铁列车径路的合理分类及其特征有利于科学编制列车开行方案,提高列车运行效率。     

基于均衡运用原则的列车运营日计划编配研究

科学进行列车运营日计划编配对提高列车运营效率具有重要意义。提出了一种基于改进的最优-最差蚁群算法(BWAS)的车次车号匹配算法。对列车运营日计划表进行分析并对列车运营日计划编配问题进行描述;以车组号与车次匹配度最高为优化目标,以唯一性约束、早高峰指定车次约束、道岔转换最小时间约束、出库便捷性约束为约束条件,建立基于改进BWAS的列车运营日计划编配模型;结合实际车组、车次及股道信息进行仿真分析,结果表明,该算法可在短时间内收敛并使车组运用均衡性得到显著提升。     

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。     

基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制仿真研究

联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的数据结构、功能逻辑和联锁控制仿真算法,实现了铁路车站联锁的逻辑控制及人机交互仿真。采用面向对象的层次分级法,设计铁路车站设备三维模型的层次结构。通过创建预制体并修改其组件的方式,构建铁路车站列车运行三维虚拟场景模型。结合铁路线路逻辑模型,提出了面向联锁控制的列车运行虚拟寻路算法和列车运动驱动算法,利用该算法进行列车各车辆空间位置和姿态的连续计算,实现了在三维场景下铁路列车的启动,加减速运动,定点停车、换道等功能。在此基础上,在Unity引擎环境下开发了基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真系统,该系统支持铁路车站联锁控制人机交互仿真,并可在铁路车站三维场景中的不同视角下,以可视化方式观察信号设备状态变化以及列车的动态运行情况。通过给定的站内列车调度计划表,利用所开发的系统进行了铁路车站联锁控制及列车运行三维仿真。仿真实例表明,所采用的方法及技术方案在车站联锁的仿真...     

基于GPS列车定位系统的快速地图匹配算法研究

针对传统地图匹配算法计算量大,搜索速度慢的缺点,引入道路网络分块思想,综合运用最小方向差异及铁路的连通性确定最佳匹配路段,用直接投影法计算列车当前位置,并对识别的路段设置距离和方向条件阈值,进行地图匹配的完备性检测,建立误匹配的检测和修正体系,从而提高匹配的精度。通过与传统地图匹配算法的比较,该地图匹配算法具有搜索速度快、计算量小、耗时少的特点,且与铁路网络的复杂程度无关。     

铁路车站进路选择优化模型及求解算法的研究

铁路车站进路选择是车站运输组织的基础,合理地安排车站内各项作业的运行进路及其排列时机有利于提高运输生产效率,节约生产成本。本文以一般技术站为背景,从数学规划的角度研究车站进路的自动选择方法。通过定义衔接点和承载点,建立了车站网络的描述方法。以作业晚点时间最短以及各进路的总走行时间最短为目标,以避免车站作业的时空交叉、满足作业计划要求为约束构建了车站进路选择的数学规划模型。利用进路选择和进路排列时间的映射关系,把进路选择模型转化成一个等价的0-1整数规划模型。针对模型的非线性特点,以模拟退火算法为基础,提出了适合求解进路选择模型的复合优化算法。通过算例验证了模型的正确性以及求解算法的有效性。     

基于改进Dijkstra算法的进路搜索研究

进路搜索是计算机联锁的核心部分，其准确性及高效性对保证行车安全至关重要。建立铁路站场结构的有向图模型，将站场进路搜索问题转化为有向图的遍历问题；根据铁路站场简化图的特点，从数据存储结方式和队列结构2个方面改进传统Dijkstra算法，采用广度优先搜索方式，提出以最短路径为目标函数的进路搜索策略；编制仿真程序对该算法进行验证，结果表明:基于改进Dijkstra算法能够正确、高效地完成多种类别进路搜索。     

多目标规划在铁路零担货运中转装车问题中的应用

结合顾客满意度与中转货物运到期限两者间的关系,将以货物的运到期限为要素的函数作为首要目标,将车辆的静载重利用率及车辆的轻重搭配合理程度作为次要目标,以车辆标记载重限制、车辆载货容积限制及车辆满载限制为约束条件,建立研究铁路零担货物运输中转装车问题的多目标规划模型。利用主要目标法,把首要目标作为主要目标、次要目标转化为约束条件,从而将多目标规划模型转化为单目标规划模型。应用模拟退火算法,设计算法的实现步骤,求得单目标规划模型的有效解。以同去向30件待中转货物装入2辆车为例,运用设计的模拟退火算法步骤,计算得到装车方案。计算结果表明:得到的装车方案满足车辆的载重约束与载货容积约束,提高了车辆静载重利用率,并体现客户需求至上的铁路货运服务理念。     

基于站场图形网络的计算机联锁软件在高速铁路的应用研究

为适应高速铁路列控系统接口需求,计算机联锁系统接入信号安全数据网[1]的同时,应用软件需要新增进路模块来实现接口的应用信息交互。进路模块利用原有联锁软件网络化结构的选路原理,实现了进路信息存储;利用进路中道岔的大号码特征,实现符合黄闪黄条件信号显示自动计算。软件采用模块化设计的同时,对软件需求、设计、结构、安全性进行全面分析,确保联锁子系统软件的兼容性和可持续开发性。基于升级的计算机联锁软件不仅满足高速铁路列车控制系统的需求,也提高了原有软件的安全性和可靠性。     

铁路列流图自动生成算法

针对铁路列流图目前由手工绘制存在的缺陷,研究铁路列流图自动生成算法。根据图论理论,从列流图中的列流路径由车流组织确定而无需考虑路径长度的特点出发,借鉴最短径路算法,提出站点连通路径标号算法,用来求出起点至终点经历的站点集合。采用点集合及边集合自动生成算法,自动生成路网内的车站、衔接方向、道岔及铁路线。分析不同情形下径点偏移的横纵坐标关系,按列流线等间距绘制的要求提出列流线自动生成算法。依据自动生成算法开发列流图编制软件,运用该软件自动生成具有65条列流线的某路网列流图,证明列流图自动生成算法能够很好地提高设计效率和质量,同时有助于实现列流图的规范化。     

基于地面无联锁及区域控制器的新一代CBTC系统方案

目前信号系统主要由联锁和区域控制器采用集中管理的方式分配道岔、路径、闭塞资源,实现列车运行控制。研究提出由列车自主管理线路资源的列车运行控制方案,无需地面联锁和区域控制器,将联锁对道岔、路径的集中控制转为列车分散控制,将区域控制器集中计算移动授权的方式变为列车分散自主计算的方式,实现了完全以车载计算为核心的CBTC(基于通信的列车自动控制)系统。针对现有系统取消地面设备和取消进路的安全行车等难点问题进行了分析,并给出了初步的解决方案。提出的新系统方案结构简单,设备少,其建设、维护具有明显优势,是未来信号系统发展的方向。     

基于身份与位置分离体系结构的列车通信方案研究

在传统的互联网体系结构中,IP地址既作为节点的位置标志又作为节点的身份标志,难以适应列车通信。针对这一问题,提出身份与位置分离体系结构,并设计一种列车通信方案。在基于身份与位置分离体系结构的列车通信方案中,IP地址只作为节点的位置标志,引入端点标志符作为节点的身份标志,使得节点移动时也不会中断连接。列车中的节点通过移动网关接入互联网,对于MANET节点发送给互联网节点的数据报文,移动网关在转发之前需要对该数据报文重新封装;当节点移动时,利用路由更新选项和路由确认选项进行路由更新,并且这些选项都封装在IPv6逐跳选项报头中,不需要额外的信令开销。性能仿真及分析表明,与基于MIPv6的通信方式相比,该方案具有更高的报文递交率以及更低的报文开销。     

基于故障树的分散自律调度集中车站子系统可靠性分析

分散自律调度集中车站子系统作为分散自律调度集中系统的关键子系统,具有从运行计划当中解析出列车进路、调车进路,接收人工列车进路、调车进路操作,并经过自律检查后发送给联锁设备去执行,以及采集行车信息等功能。因此,车站子系统的安全可靠运行直接关系着行车的安全和效率。以自律机不能向联锁设备发送进路命令为顶事件,建立系统故障树,并对该故障树进行定性和定量分析。     

TDCS网络通道闪断故障分析及排除

网络通道是列车调度指挥系统（TDCS）的重要组成部分,是调度命令,临时限速和行车计划、列车到发点等数据的传输载体,直接影响TDCS的稳定性。以车站为例,分析造成网络故障的原因,并对排查方法进行说明。