可变编组动车组运维一体化帕累托前沿分析

动车组运用和检修是铁路运输生产的重要过程,占据很大的成本比例. 为与客流需求相匹配,在未来实现跨线动车组列车在某些枢纽站组合和分解存在可能,充分考虑组合动车组类型一致性,动车组在不同运行线进行重联与分解的接续条件,动车组进行一二级修的里程和时间标准等,以动车组的正常接续和空走接续时间里程费用、一二级维修作业费用、动车组运用费用和动车组接续时间费用之和最小及动车组空走费用占比最小为双目标,构建基于可变编组条件下的动车组运用和维修一体化模型方法.应用改进的非支配排序遗传算法求解,将目标值进行帕累托前沿分析,发现两者很难同时达到最优.模型的计算结果体现了动车组担当长编组运行线任务前后的组合和分解过程,同时也进一步分析了在动车组类型归一化或者动车组维修地点不受限情况下动车组运用数量的变化,反应了相关运行参数对结论的影响.     

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.     

基于交路接续的动车组运用计划优化模型与算法

针对动车组运用计划优化编制的问题,本文采用接续网络的方法,构建了动车组运用计划优化编制的0-1 整数规划模型.该模型在动车组初始运用状态和历史检修数据的基础上,以动车组担当交路的接续时间总和最小化和动车组检修前累计运行里程最大化为优化目标,以动车组检修里程周期和动车组交路接续时间标准为主要约束,并充分考虑动车组与交路的匹配关系,以及客流高峰时期增加开行交路的情况.在模型的求解方面,本文基于粒子群算法设计了模型的求解策略.最后通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组运用计划的优化编制提供参考依据.     

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...     

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.     

动车组单部件两级非完美维护策略及优化研究

对动车组部件的维修保养是保证车辆在运营期间具有一定可靠度的重要措施,其维护周期的确定直接影响铁路运输安全.基于我国动车组的多级维护制度,提出部件的多等级非完美维护策略.选取动车组四级修时更换的部件为研究对象,建立了一种基于里程故障威布尔分布的两级非完美维护模型.以我国现行的动车组维护计划为框架,提出了动车组部件的两种维护方案,将维修时间和维修成本作为优化目标,应用多目标遗传算法对研究区间内的维修周期和所需的维修等级进行决策,并与单一非完美维护模型的优化结果进行比较.研究结果表明,两级非完美维护策略能以更低的维护成本得到满足可靠度要求的维护计划,且在不严格匹配整车维修等级的部件维护方案下得到的维护计划能够在较少的维护成本和维护次数下使部件处于较高的可靠度,更具经济性和安全性.      

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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.     

高铁动车组长周期高级修计划优化方法

分析了不同类型动车组高级修计划的特点及其关联因素，讨论了高级修计划编制问题的复杂性；基于滚动迭代思想提出了编制动车组长周期高级修计划的方法，通过依次求解规划期内各计划年的动车组高级修轮廓计划，编制了完整的长周期高级修计划；设计了分别表示动车组送修时间以及动车组检修状态的0-1变量，以动车组在2次高级修间隔内走行里程最大化为优化目标，以不同时间段动车组最大检修率限制、承修单位允许的接车以及最大检修能力、计划年度内在高级修上的资金限制、动车组每月高级修允许送修数量、动车组日均控制里程、列车运行图里程等实际要求为约束条件，构建了动车组高级修计划优化的线性0-1整数规划模型；以配属中国铁路北京局集团有限公司的279列动车组历史走行数据以及相关参数为基础，通过Python编程并调用商业求解器对模型进行精确求解，首次实现了对该局所有动车组长周期高级修计划的优化编制。计算结果表明:优化后动车组长周期高级修计划较人工方案减少了19次高级修，节约资金消耗1.505亿元，延长规划期内动车组年均运用时间21 d，增加动车组年均走行里程46 080.21 km；同时避免了人工方案中动车组检修率超标及检修能力超出限制的情况，提高了动车组的运用效率以及计划编制的科学性。      

基于蚁群算法的动车组周转计划研究

通过对高速铁路动车组运用现状进行分析,建立了高速铁路动车组在不固定区段使用条件下周转优化的指派模型,并提出了解决该组合优化问题的蚁群算法,以及动车组使用数量的公式.最后以武广客专为算例,计算出动车组优化运用方案,并铺画了一个车站相关的动车组周转图.通过验证,本文模型和算法具有可行性.     

基于列车车次的动车组运用优化模型与算法

动车组运用计划的编制通常需要综合考虑运输安全、效率及成本等多方面因素,其编制质量及编制效率对高速铁路运营有重要影响.为了快速获得高质量动车组运用计划,以降低综合运营成本和总空驶里程等为优化目标,建立了基于列车车次的可改编动车组运用优化混合整数线性规划模型,并设计了一个迭代逼近算法框架.该算法框架将整个问题分解为主问题和...     

厂修、段修合一动车段的工艺设计研究

传统列车运行达到一定的走行公里或年限后,机车和车辆需从各铁路局分别送到机车、车辆制造工厂进行（大）厂修,待修机车车辆在铁路局与机车车辆制造工厂之间往返过程中有占用铁路通过能力、干扰正线运营、检修周期长的弊病,动车组价格昂贵要求停修时间尽量缩短,因此需要研究设计厂修、段修合一的动车组检修基地即动车段.动车段的工艺设计要求兼容不同类型动车组检修,且动车段检修效率要高.为了解决上述问题,研究了厂修、段修合一的动车段总平面布局方案和段址方案,以及CRH2型、CRH3型动车组三级修（段修）的地坑式架车机方案,并研究了四、五级修快速完成1节车检修的流水检修方案.根据研究设计的方案,实现了厂修、段修房屋组合;使CRH2型、CRH3型动车组三级修（段修）地坑式架车机的架车单元在17.375~17.500 m范围连续可调,实现了CRH2型、CRH3型三级修兼容,一条检修线检修两组8辆编组的动车组,又能检修16辆固定编组动车组;并实现了四、五级修每80 min完成1节车检修,各检修工位工序专业化检修,避免了各检修专业组间交叉作业,保证车体部件组装工位环境清洁,提高了检修效率和质量.      

基于OPNET的列车WTB初运行及重联特性

动车组重联过程中需要实现WTB的初运行及配置数据文件的验证,通常采用半实物仿真的方式进行模拟.本文针对列车总线的编组自适应能力,提出了采用OPNET仿真的WTB初运行模型实现方法.通过对模型中总线主通道和辅助通道的数据帧占用情况进行分析,验证了初运行命名和拓扑发布算法.仿真结果表明了所建立模型能够实现动车组重联过程,为实际动车组重联设计和研究提供了基础依据.     

考虑动车接续的高速铁路列车运行线效率评价

将高速铁路动车组接续与列车运行图协同考虑,分析包含动车组折返时间在内的列车运行线占用运输资源及反馈技术指标,给出各子指标的计算方法.以反馈技术指标与占用运输资源的赋权比定义列车运行线效率,考虑列车运行图编制的NP-hard 属性,基于DEA方法构建列车运行线效率求解模型.以海南东环线列车运行图为例进行验证,并分析所构建指标的特性.算例中一站直达列车运行线效率非最高,而部分停站时间有效性高的列车运行线效率为全图最高,说明考虑动车折返时间后,运行线相对效率发生了一定变化.直达列车应考虑动车组周转时间合理开行,合理的停站有利于列车运行线效率的提高.     

城际动车组顶层技术指标分析

根据城际动车组的特点,从气候条件、线路条件、速度等级、定员和重量、轴重、加速性能、减速性能、乘坐舒适性、安全性、旅客界面和检修周期几个方面对城际动车组顶层技术指标进行分析比对．提出了城际动车组顶层技术指标．     

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为确保动车组高级修的安全、有序、高效、优质,结合未来高速铁路检修业务的客观发展需要,提出了面向动车高级修的RFID应用技术方案和智能信息系统框架.首先,提出动车基地在配件物流、人员作业流、动车组车流、检修设备设施中的RFID应用技术方案,以及应用难点的解决对策;四种应用是有机整体,以配件应用为核心.然后,指出了将RFID全面应用于动车检修生产各环节,结合数据集成与语义融合,可以极大强化既有应用系统的性能与功能;并且重点对运用RFID为检修产能的提升进行了量化评估.文中涉及的几类RFID应用已在动车基地投入使用,或者经过试点、试验.     

考虑列位合理占用的动车所调车作业计划编制优化

合理编制动车组调车作业计划可提高动车所的作业效率和检修能力,在动车所各功能区域和股道布置确定的前提下,分析动车组编组状态及股道列位占用对调车作业的影响.?以减少调车作业过程中股道占用次数为目标,以动车组作业时间、调车作业次序和股道类型为约束,建立考虑股道列位占用的动车所调车作业计划编制优化模型,设计基于调车作业可行路径...     

川藏铁路特殊气象环境对动车组隧道气动阻力的影响

为研究川藏铁路温度与气压条件变化对动车组隧道气动阻力的影响，通过调研川藏铁路雅安至林芝段各站点气象数据，建立了川藏铁路特殊高原气象条件下动车组列车隧道气动阻力的计算模型，分析了川藏铁路沿线气压与温度变化对动车组隧道气动阻力的影响. 研究结果表明:动车组列车的隧道气动阻力与线路环境的气压、温度密切相关；环境气压越低，隧道气动阻力越小，环境温度越低，隧道气动阻力越大；与平原地区的气象环境相比，川藏铁路沿线气压变化对动车组列车隧道运行阻力的影响能达到30%左右，温度变化对动车组隧道运行阻力的影响在10%左右.      

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。