离所时间限制下动车组交路计划优化研究

由于我国高速铁路系统一般在夜间进行检修作业,故动车所对动车组最晚离所时间会有一个限制,避免某些列车受检修天窗的影响而长时间停站。在编制动车组交路计划时考虑此类约束条件,将大幅增加模型的求解难度。本文针对该问题,将动车组最晚离开动车所时间、一级检修里程周期和时间周期作为约束条件,分析动车组交路的优化目的,以动车组接续总时间和动车组交路总损失里程最小化为目标,基于列车接续网络图,建立离所时间约束下的动车组交路计划优化模型。结合模型的特点及其复杂性,设计求解模型的模拟退火启发式算法。并以太原南动车所的46个列车车次为例,分别在不考虑离所时间约束和考虑离所时间约束两种场景下,生成动车组交路优化方案。结果表明：在动车组交路个数、接续总时间和平均运行里程等指标几乎相同的情况下,实现了离所时间约束,使得交路计划更加符合运输生产实际需求。     

基于三维坐标系的动车组运检计划算法模型

构建以动车组-交路修程-天数三维坐标系数学模型,全面考虑动车组运用与检修计划编制的优化目标和约束条件,构建动车组运检计划优化编制的数学优化模型。在给定动车组数量、交路计划的前提下,根据动车所实际情况,以“天”为最小的计划编制时间单位,通过控制换车次数,以检修时剩余里程为追求目标,阐述并规范运检计划算法实现流程,实现大空间分段式快速粒子群优化算法完成动车组运检计划的快速给定。     

车底数最小化的动车组交路计划优化

基于现场生产需求,研究动车组交路计划优化问题。首先,界定动车组交路定义,分别以交路数最少、列车接续时间最短和车底数最少作为优化方向,分析3种目标下交路计划优化的不同效果,以及动车组交路计划的限制条件;然后,以所有动车组交路所需车底数最少为主要目标、以交路总时间最短为次要目标,考虑列车接续和动车组检修等约束条件,构建车底数最小化的动车组交路计划优化模型;最后,对整数非线性规划模型进行线性化处理,并依托上海局实际列车数据,对模型开展案例研究。结果表明：该模型可灵活转换优化目标,具有较好的灵活性和通用性;相比人工交路计划,该模型得到的优化计划减少车底数1列,缩短交路总时间420min;通过模型参数的灵敏度分析验证不同优化目标间的分歧性,并得出3条交路计划优化建议分别是,在保障动车组设备安全的前提下延长检修周期、提高车站作业效率并缩短动车组在站停留时间和压缩检修作业时间。     

客运专线动车组运用计划优化模型与算法

在不固定动车组运用区段的前提下,以全部列车形成的环形排列为动车组交路,在环形排列中以日常检修和一级检修的时间间隔和里程间隔为约束,列车接续费用最少为优化目标,建立动车组运用计划和检修计划的一体化优化模型。环形排列状的动车组交路有效描述动车组运用的均匀性,日常检修和一级检修约束使得动车组运用计划优化中融合检修计划的优化。通过引入罚值函数和三交换邻域结构,设计求解模型的模拟退火算法。最后对144列列车的运用计划和检修计划进行实例分析,并分析各项优化指标。     

动车组运用计划和检修计划一体化编制模型及算法

针对动车运用所的动车组运用计划和检修计划编制问题,在动车组运用交路已知的前提下,以动车组的运用交路和检修规程为主要约束,以减少动车组使用数量、降低检修成本为优化目标,建立动车组运用计划和检修计划一体化编制的整数规划模型.根据动车组的可能运用情况和检修规程约束,求解动车组的可行运用路径集合;以该集合为基础,设计求解模型的模拟退火算法.通过算例分析,验证所提出的模型和算法可以有效解决动车组运用计划和检修计划的编制问题.     

基于列生成算法的动车组检修计划优化

基于动车组运用维修规程的特点,研究动车组检修计划的优化问题。构建动车组交路段和动车组检修基地相互关系的接续网络,刻画动车组担当交路段、进行检修、等待检修3种状态。进一步考虑交路段覆盖约束、检修弧能力约束和路径数量约束,以动车组可行运用计划为决策变量,以待检动车组检修前的累计运行里程最大化为目标函数,建立动车组检修计划优化模型。针对优化模型的决策变量数远远大于约束条件数量的特点,设计将列生成算法嵌入分枝定界算法的分枝定价求解算法。以广深线14列动车组的交路计划为例,采用给出的模型和算法进行动车组检修计划优化。结果表明:优化的动车组检修计划提高了动车组运用效率;只有当检修能力和备用车数量匹配时,才会使动车组得到充分的利用。     

双修制下的动车组运用计划编制研究

由于动车组价格昂贵、运行速度快、运行安全要求高,因此,对动车组的检修要求非常严格,需要同时编制动车组的运用计划和检修计划,而动车组是否检修同时受定检里程和定检时间的双重约束。通过研究具有定检时间约束条件下的动车组运用计划编制模型,并经过案例检算,发现定检时间约束进一步加剧了动车组运用计划编制的复杂程度,不仅所需动车组的数量增加,而且检修次数也高于只有定检里程约束下的检修次数。     

基于AR模型的动车组日均走行里程测算方法研究

动车组日均走行里程的测算在动车组运用和检修计划的编制中起着十分重要的作用.首先分析了动车组日均走行里程的各种影响因素,为了能够准确测算出后续一段时间内动车组的日均走行里程,提出了日均里程测算方法.同时,考虑到动车组运用在时间维度上具有一定的关联性和规律性,通过对日均上线动车组数进行时间序列分析,构建了 AR模型来预测下...     

高速铁路动车组运用计划编制数学模型及优化

分析影响动车组运用计划编制的主要因素，在不固定动车组运用区段的前提下，根据列车运行图，以动车组的运用交路和检修模式为约束条件，以减少动车组的使用数量、降低检修成本为优化目标，建立动车组运用计划和检修计划的一体化优化模型，设计求解模型的遗传算法。     

动车组高级修计划优化模型及算法研究

动车组高级修耗时较长,当检修作业发生在客流高峰时期,造成客运能力持续紧缺,而提前检修又会造成检修成本增加。基于高级修计划的编制流程与实际约束条件,本文构建了0-1整数规划模型。为方便模型的描述,以每列动车组的运用与检修历史数据为基础生成备选送修时间集合,即送修时间窗。模型以检修规程、用车需求和检修能力限制等实际条件为约束,以损失里程最小为优化目标。设计了相应的粒子群求解策略。最后以上海局的部分动车组为实际背景进行了案例分析。结果显示,与目前普遍采用的人工编制计划相比,本文所述方法可将动车组的损失里程降低21.58%,而且送修计划的质量与编制效率也都有较大幅度的提升。     

考虑接续可靠性的动车组运用计划优化方法

提高动车组运用计划的接续可靠性可有效降低运营成本,更好适应不断变化的运营环境。基于动车组运用网络图,考虑动车组初始任务、空车调拨等运用条件和检修里程、检修能力等约束条件,分析任务晚点条件下动车组完成相邻任务的能力,进一步提出交路段和整个运用日计划的接续可靠性定量化方法。在此基础上建立以运营总惩罚费用最小为目标,考虑检修和热备任务的动车组运用计划优化模型,设计改进的蚁群算法求解模型,并利用算例验证。算例表明:在不改变基本运营条件下,适当增加接续时间可有效提高动车组运用计划的接续可靠性,且有效降低因接续失效而带来的高风险。     

成都动车段工程设计及技术创新

动车段承担动车组高级修作业,是保障动车组安全可靠运行、有效延长动车组续航里程的重要设施,动车段工程设计是高速铁路设计技术的重要课题。在成都动车段工程设计中,基于既有路网规划,测算全路动车组检修数据,发现存在检修能力缺口,大胆提出需补强路网检修能力,增设成都动车段;根据成都枢纽布局特点,首次提出"两站一段"的段址选择模式,有效实现资源共享;总图布置充分考虑地形条件、工艺技术因素,避免与市政道路干扰;创新采用大量工程技术,比如转向架流水修采用"直线型径路流水修,关键工序双工位补强"方式,采用水泥搅拌桩加固库内地基方案等。成都动车段工程技术创新,完善了工程设计,积累了动车组检修技术经验,继承发展,为其他动车段工程设计提供借鉴。     

改进遗传算法在动车段检修物流配送中的应用

在动车段对动车组的检修作业过程中，检修车间所需零件或工具的物流配送时效性直接决定了检修作业的效率，而目前动车段内采用的配送方式均为点对点单一路径配送。通过对动车段检修物流配送问题进行分析并建立数学模型，采用遗传算法与模拟退火算法相结合的改进算法对模型进行求解，并将算法应用于动车组管理信息系统中。广州动车段在广东地区的实验数据结果表明，改进的遗传算法针对动车段在路径优化方面较为有效地提高了动车段检修物流配送效率，确保了段内动车组的及时检修，进而保障了段配属动车组的安全运用。     

以可靠度为中心的动车组设备预防性维修策略

广泛应用于高速铁路动车组设备维修领域的等周期预防性维修策略不可避免地使动车组设备可靠度随着维修次数和服役里程的增加而降低.为了制定更加符合设备衰退规律的维修计划以改善设备的可靠度,采用混合式故障率演化模型动态决策动车组设备的预防性维修计划,更符合随服役里程增加设备的维修间隔呈递减趋势的实际情况.在此基础上,将非完美维修...     

动车段（所）调车计划编制与执行技术研究

动车段（所）调车计划的编制和执行效率直接影响到动车组检修质量和高速铁路服务质量。为提升动车段（所）检修作业信息化管理水平,动车组管理信息系统和动车段（所）控制集中系统紧密结合,从调车计划的编制、执行、反馈形成了业务闭环,为动车段（所）调度和车站值班员的业务提供了决策支持,降低了调车计划编制和执行的劳动强度,强化了调车作业安全管理和监控,提升了动车段（所）信息化管理和智能化控制水平。     

面向动车组检修作业的智慧物流体系及关键技术研究

针对动车组检修作业过程中物流管理业务数据量大、时效性要求高等问题,借鉴智慧物流的思想,论述二维码技术和无线射频识别（RFID）技术在动车段、动车运用所内的具体应用,结合动车组检修计划形成物流配送计划,采用自动引导运输车（AGV）,建立一个适用于动车组检修作业的智慧物流体系。该体系从理论上可以有效降低信息采集工作量,减少待料时间,对提高动车组检修作业效率具有重要意义。     

动车组寿命周期效益分析与评价

针对我国动车组技术特征和运用、维修、管理特点,分析动车组寿命周期费用(LCC)主要影响因素;构建兼顾不同车型特点的模拟动车组及其技术经济参数,提出动车组寿命周期总费用、年均费用、日均费用、单位列车运行里程费用、单位客座运行里程费用等评价指标,并开展模拟计算、分析和评价;针对动车组购置、能耗、维修等主要费用单元,从研发、...