高速列车多区间节能操纵优化研究

区间运行时间和操纵方法是实现高速列车节能运行的两个重要方面.本文构建了可调整区间运行冗余时间的高速列车多区间节能操纵模型.考虑到高铁枢纽车站和非枢纽站对列车到达时刻准点性的要求程度不同,模型中增加了枢纽车站的列车到达时刻与列车运行图定到达时刻一致性约束,以及非枢纽车站的列车到达时刻在一定时间范围内的约束.为了避免解空间中不满足定时约束的不可行解的数量影响算法效率,设计了一种三层编码的遗传算法来求解模型.通过1条包含3个枢纽车站、3个非枢纽车站的高速铁路线路验证,结果表明,本文所提出的高速列车多区间节能操纵方法能够保证枢纽车站列车到达时刻不变,非枢纽车站列车到达时刻在一定时间范围内变换时,求得多个区间的列车最优节能操纵速度轨迹.与基于牵引-惰行控制方法和单区间节能操纵方法在图定运行时分下的计算结果相比,本文所提出的方法节能率分别超过16%和4%.     

高速铁路高峰小时运力资源优化配置研究

为了解决高速铁路线路合流区段高峰小时通过能力紧张的问题,本文结合车站间隔时间随着相邻列车运行状态及运行速度、车站而动态变化的特征,将精确到1 s的列车追踪间隔时间和车站间隔时间作为输入条件,以最大化高峰小时列车开行数量、优先组织开行停站较少的列车为目标,提出基于列车运行时空路径的高峰小时运力资源配置模型,设计分支定界求解算法,采用列生成技术降低模型求解规模.以包含7个车站的客流区段作为算例,验证模型和算法的有效性.结果表明,模型能够进一步提高运输效率、满足旅客运输需求.     

中国高速铁路网络拓扑特性分析

以高速铁路站点开通现状和列车开行情况为基础,分别构建了中国高速铁路的地理网络和运输网络,并运用复杂网络理论对构建的网络进行了拓扑结构分析.定量计算了网络度与度分布、聚集系数和平均路径长度三个统计指标,根据结果判断出高速铁路地理网络具有无标度网络的特点而高速铁路运输网络具有小世界网络的特点.同时应用网络的特征谱分析了网络的拓扑特性,和统计指标计算的结果具有一致性,为高速铁路网络规划,运输产品设计和日常运行调整提供了理论建议.     

路网条件下旅客列车运行方案图编制问题研究综述

随着高速铁路线路的相继开通运营,我国铁路已快速形成由高速铁路和普速铁路贯通运营的复杂客运网络,铁路列车运行图编制工作的难度越来越大,而旅客列车运行方案图是列车运行图的骨架和核心,直接影响列车运行图质量的优劣。本文在详细总结国内外旅客列车运行方案图编制研究现状的基础上,结合成网条件下旅客运输组织的新特点,分析了我国旅客列车运行方案图优化编制在可实施性方面、高速铁路与普速铁路运行线协调等方面研究的不足,提出了基于车站与线路能力协调的路网旅客列车运行方案图编制优化思路。     

铁路枢纽小运转列车径路优化

以枢纽小运转列车运营成本和货运站装卸费用最小为目标,考虑载重量、列车数和运行时间约束,建立了枢纽小运转列车路径优化模型.并以某铁路枢纽地区为例,运用ILOG CPLEX优化软件仿真求解,得出枢纽小运转列车的最优路径方案.实例证明模型是有效可行的,与实际运行比较,优化后的费用降低近5%,运输距离缩短近8.31%.     

高速铁路运输组织相关问题的研究

在分析客流类型与两线分工、跨线客流方案技术经济比较的基础上,提出了高速铁路跨线客流的运输组织方案,探讨了跨线列车的运行范围、高速铁路车站设置原则与合理站间距离,分析了高速铁路区间通过能力的特点,并提出了基于不同要求、不同时段高速铁路通过能力的计算与表达的建议.     

基于广义出行费用的高速铁路车站设置研究

新建高速铁路车站的选址是一个涉及众多因素的综合性问题。本文基于各种运输方式的经济性、快速性、方便性、准时性、舒适性以及安全性,建立广义出行费用模型,分析比较高速铁路、长途汽车和航空的广义出行费用,确定不同长度高速铁路其车站设置离城市中心的距离范围。文章最后以京津城际和武广高速铁路为例验证了该算法的实用性,为高速铁路车站的规划设计提供了理论依据。     

列车到发分布对高速铁路车站到发线通过能力利用的影响分析

高速铁路列车不同到发分布影响车站到发线的运用方案,进而影响到发线通过能力的利用。基于高速铁路车站列车实际到发情况,从列车间隔时间和高峰时段特征两个维度系统地分析了列车到发分布及其对到发线通过能力的影响,并在此基础上构建了用以量化列车到发分布对通过能力影响的评估模型。最后,基于列车实际到发分布情况,设计了列车到发分布对通过能力影响的仿真实验。仿真结果表明:间隔时间缩短和高峰时段列车到发频率增强将增加列车对到发线数量的需求,而高峰持续时间对列车占用到发线数量的影响较小,高峰时段出现时间对车站到发线通过能力的影响与高峰前后的列车到发密集程度有关。     

基于状态矩阵的铁路枢纽列流图编制方法

针对铁路枢纽网络结构复杂、列流图绘制工作难度大的特点，研究铁路枢纽列流图的自动编制算法. 根据铁路枢纽内车站连接方向多，列流线在站内交错衔接疏解困难的特点，为车站接入点引入状态矩阵，利用状态变量记录列流线在车站区域的分布状态. 以列车类型作为一级排序，相同类型按列流径路从长到短的次序铺画列流线，借助指示线段实现列流量的标注. 采用所提算法开发了枢纽列流图编制软件，基于枢纽网络图和列车流矩阵，通过人机交互定义车站及连接线布局，实现列流线的快速编制与信息标注. 通过实例证明了算法的有效性和可行性.     

基于状态矩阵的铁路枢纽列流图编制方法

针对铁路枢纽网络结构复杂、列流图绘制工作难度大的特点，研究铁路枢纽列流图的自动编制算法. 根据铁路枢纽内车站连接方向多，列流线在站内交错衔接疏解困难的特点，为车站接入点引入状态矩阵，利用状态变量记录列流线在车站区域的分布状态. 以列车类型作为一级排序，相同类型按列流径路从长到短的次序铺画列流线，借助指示线段实现列流量的标注. 采用所提算法开发了枢纽列流图编制软件，基于枢纽网络图和列车流矩阵，通过人机交互定义车站及连接线布局，实现列流线的快速编制与信息标注. 通过实例证明了算法的有效性和可行性.     

铁路枢纽内班列车流的组织优化研究

优化枢纽内班列车流的组织是提升班列组织效率的重要途径.基于班列作业时 间,反推可能的运输服务,构建枢纽内班列车流组织服务网络.通过将不同联弧能力进行 差异化设置,使其满足货运需求总量约束及班列组织对不同品类货物运量的要求.以运输 服务组织总费用最小为目标,构建铁路枢纽内班列车流组织的混合整数规划模型.该模型 在铁路运能逐步释放和提升的背景下,以满足枢纽内班列开行所要求的基本车流为约 束,而弱化了班列车流组织过程中区段和站点作业能力约束.最后通过算例验证了模型的 可行性和有效性.     

列车时空服务网络客流分配方法研究

客流分配方法研究是铁路客运产品设计的核心,对评价列车服务网络质量具有 重要意义.本文研究旅客列车运行图形成的时空服务网络属性及其构造方法,在分析多层 次旅客具有不同的服务时间窗期望、换乘次数、换乘时间等出行选择行为基础上,确定网 络弧段阻抗.建立体现旅客时空差异服务需求约束的客流分配模型.提出由时间窗搜索和 改进的Dijkstra 算法构成的组合算法求解旅客合理时空服务路径集合,设计基于合理服 务路径集的客流分配子算法.实现在网络条件下,根据分配权重函数不同,完成客流时空 分配.最后,利用MATLAB 编程,以京广高速铁路相关时空服务网络为例,验证模型和算 法的有效性.     

中国铁路网的拓扑特性

从铁路的基础设施、停靠站点及系统换乘3个方面构建了物理网、运输网和换乘网3种网络模型,运用统计分析的方法分析了它们的拓扑特性.统计结果显示：铁路物理网的平均聚集系数近似为零,多数节点的度数为3,遭受突发事件,很容易造成不连通.铁路运输网大部分节点度数为2,平均经过12.49个车站到达目的地,铁路换乘网具有较大的平均聚集系数和较小的平均最短距离,该网络是具有无标度性质的小世界网络.文中给出了重要节点的标定方法,并运用此方法标定了中国铁路网的重要节点.在此基础上,分析了在不同攻击情况下的网络弹性,结果显示铁路换乘网对于随机攻击具有很好的容错性.     

铁路网络列车运行调整的优化模型 及其分支定价算法

研究了铁路网络中列车可变更运行线路下的列车运行调整问题,目标是使得所有 列车偏离终到时间之和最小化.首先引入流平衡约束建立基于列车到发时刻的网络流模型,采 用商业软件GUROBI求解.同时构建了基于列车时空路径的整数规划模型,并给出了分支定 价算法,采用伪费用分支和最佳优先搜索策略加快算法的收敛.最后设计算例进行验证,通过 与GUROBI对比说明本文算法是有效的.当列车数为20 列时,求解时间减少91.6%,得到的最 终可行解距离最优解的间隔为9.72%.验证了本文分支策略较最为分数分支策略更优,列车运 行调整可变更线路相比于只能按原始线路行驶平均可降低目标函数值37.4%.     

上海区域交通发展策略研究

区域一体化发展是城市连绵地区发展的必然规律,以区域协调发展的视角审视和制定城市区域交通发展战略是城市参与区域竞争、充分融入区域的必然选择。通过趋势预测、案例借鉴、横向类比等方法,提出以区域一体化和均衡服务的视角合理布局铁路通道和枢纽,构建上海五向通达的铁路网络强化区域枢纽地位,建设浦东铁路枢纽提供均衡的铁路服务;从分工协作的视角优化航空枢纽的功能,在上海浦东和虹桥合理分工的基础上,加快建设浦东机场的城际铁路系统加强与区域的对接;从转型提质的视角制定航运枢纽发展路径,促进上海航运枢纽向高端航运服务的转型,加快国际航运中心功能的完善。     

轨道网络形成期轨道交通客流培育与聚集策略研究

在轨道网络形成期,轨道交通客流通常需要3 a的培育期.文中以缩短客流培育期,更快、更好地发挥轨道交通效益为目标,提出内外兼修的轨道交通客流培育与聚集策略.既强调通过轨道交通自身服务水平的不断提高增强竞争力,又强调轨道交通与其他接驳交通方式良好合作和提供多种方式的延伸、驳运服务主动聚集和培育客流.针对6～10 km中短距离出行,提出实施客流逐步升级策略;对于10 km以上的长距离出行,提出实施客流直接转移策略.     

玉林铁路枢纽扩能改造规划研究

近年来,我国很多铁路枢纽面临着扩能改造的问题. 本文在分析铁路枢纽改建工程规划方法的基础上,通过对玉林铁路枢纽地理位置及现状的分析,指出玉林枢纽急待解决的主要问题. 通过分析枢纽预测客货运量,提出了枢纽的总布置方案,并从工程量、线路与咽喉能力、运输组织条件、施工过渡及行车干扰、与规划工程的衔接以及工程费用等6个方面对枢纽改造规划方案进行了综合比较分析.     

前言

基于RP(Revealed Preference)和SP(Stated Preference)调查数据，利用潜在类别模型对高铁旅客进行细分，得到旅客对平行车次不同服务属性，如列车运行时间、发车时段和舒适度的偏好程度，并对其进行量化；引入收益管理，以多列车整体收益最大为目标，构建平行车次动态差别定价模型，并设计模拟退火算法进行求解；最后，通过京沪高铁进行实例验证.结果表明：与固定票价进行客票销售相比，所提方案能够适应高峰期和平峰期不同客流特点，提高铁路客票总收益，为高铁平行车次灵活定价提供参考.     

中国铁路货运网编组站布局特性

以铁路货运网为基础,构建了铁路地理网和铁路运输网,运用复杂网络理论分析编组站的布局特征,研究得出了编组站的度、介数、脆弱性、出入度与出入强度、强度相关性等网络指标。基于铁路地理网的统计结果显示,我国编组站的平均度为 4.36,介数与度是正相关的,丰台西、山海关、向塘西等编组站的脆弱性较为突出。基于铁路运输网的统计结果显示,编组站的平均入度为 11.3,平均入强度为 3331.7,平均出度为 11.2,平均出强度为 3478.9,入强度与入度、出强度与出度均呈现正相关趋势,编组站强度相关性研究显示铁路运输网属于非同类混合网络,出入强度较高的编组站倾向于与其他出入强度较低的节点连接。