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。     

基于里程最大化的动车组交路计划优化方法

动车组交路计划是编制动车组运用计划与检修计划的重要基础,对于加强动车组的运营管理具有重要作用。针对动车组交路计划编制的问题,主要在动车组一级检修的里程周期和时间周期的约束下,以动车组运行里程最大化和列车车次接续时间最小化为优化目标,构建了动车组交路计划优化的0-1整数规划模型。在此基础上,设计了交路计划优化编制的算例,并采用Lingo软件对模型进行求解,优化结果验证了模型的有效性。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于不同检修能力的动车组运用计划研究

以动车组接续时间、接续地点、动车组定检里程、检修点分级检修能力为约束条件,以需要的动车组数量最少和动车组总检修时间最小为目标函数,建立动车组运用计划优化模型,用改进的蚂蚁算法进行求解。以京津城际铁路为例的计算结果表明,采用给出的模型和算法能够得到优化的动车组运用计划,并能够确定检修点的分级检修能力。     

基于运行线可调的动车组周转计划优化研究

针对高速铁路动车组周转计划的优化问题,在列车运行图可作微调的前提下,用时间窗描述运行线的可行平移范围,构建接续网络,刻画运行线间的接续关系,考虑接续弧互斥约束和动车组交路平移累加约束,以可行动车组交路为决策变量建立求解问题的优化模型,并设计基于改进广义标号法的分枝定价算法求解。实例验证表明,通过对运行图进行微调,可以在一定程度上减少需要的动车组数量,从而达到动车组运用优化与运行图优化编制的相互协调。     

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。     

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。     

城际铁路动车组交路计划优化模型

动车组交路计划优化是城际铁路运营管理的核心问题之一。针对城际铁路列车开行密度大的特点,建立一种基于时间轴线网络建模的城际铁路动车组交路计划优化模型,设计嵌入CPLEX求解引擎的迭代求解方法,并以几条城际铁路为案例对模型进行验证和对比分析。研究结果表明:相比接续网络,时间轴线网络在求解城际铁路这类列车密度大的动车组交路计划时能够有效降低模型规模,因而求解更为快速、高效,具有较好的适用性。     

区间中断下给定调整图的高速铁路动车组运用调整优化

综合考虑动车组检修要求，以及列车停运、动车组空驶调拨/回送、热备动车组启用等措施，研究高速铁路在干扰导致区间中断情况下调整图已确定后的动车组运用调整问题。根据动车组在车型和时间上的接续规则，为各动车组创建1个接续网络，描述从其发车到收车的运用全过程。利用多商品网络流点-弧模型框架建模动车组接续约束，利用调整图中各区间相邻列车运行线间的空隙建模动车组空驶运行线约束，将原问题构建为1个整数线性规划模型，可采用商业优化软件有效求解。以郑州动车段实际数据构造1组算例测试模型，结果表明，CPLEX使用所构建模型最多耗时60 s可获得各算例的最优动车组交路和空驶运行线，验证了模型的可行性和有效性。     

动车运用所调车作业计划优化编制模型与算法

在动车运用所股道布局和检修资源已定的前提下,合理编制动车组调车作业计划对于提高动车运用所的检修能力具有重要意义。以动车运用所的股道连通关系、时空占用相容性、动车组运用计划和检修计划为约束条件,以减少动车运用所关键检修线区无效占用时间和减少调车路径费用为目标,建立动车运用所调车作业计划编制优化模型。将原问题转化为具有附加时空约束的车间调度问题,构造调车任务拓扑图,采用改进的最大最小蚁群系统求解。以某动车运用所的实际调车作业为算例,结果证实了模型和算法的有效性。     

网络化运维条件下的动车所检修资源共享方案研究

针对网络化运用检修条件下的动车组检修方案优化问题,以固定运用模式下的动车组开行数据为输出,以满足动车所的最大扣修数量、动车组一二级检修规程和多所检修资源共享规则为约束条件,以最小化动车组检修剩余量为目标,构建优化模型。基于蚁群优化算法设计了模型的求解策略,达到共享多动车所检修资源,充分利用动车组检修周期,降低检修成本的目的。     

浅谈高速动车组列车车底交路接续与优化

研究高速动车组交路计划的模型与算法有很多,但列车交路显然不仅仅是列车的接续,还与检修、列车运行、站车作业等密不可分。理论的局限性在于其研究的单一性或不全面,而在实？际应用中,越是高密度列车运行图的高速动车组列车交路,其实现越是需要人工干预,交路的优化则往往需要列车运行图的同步调整。     

基于最优接续网络的动车组交路计划优化模型与算法研究

动车组交路计划是动车组运用的日常计划,是客运专线列车运行计划的重要组成部分,针对该问题约束复杂、刻画困难的特点,本文在将问题归结为带补给的多人旅行商问题的基础上,针对列车运行图已知的情况,建立相应的多目标整数规划模型,设计了基于动车组运用数量最少的接续网路的分层优化启发式算法,并以广深线为背景对算法进行验证。结果表明,该方法能求解最优动车组交路计划。     

基于客运专线运行调整的列车运休模型

列车运休需要解决运休地点选择、运休列车确定、运休后接续列车安排、运休后旅客换乘组织及运休后动车组调配等相互作用的5个问题。以列车正常运行及临时限速运行时间、列车从车站出发时间、相邻列车间的最小运行间隔时间、列车在终到站的晚点时间和列车在始发站的接续方式为约束条件,以列车终到站总晚点时间最小为目标函数,建立列车运休问题的数学模型。利用计算机模拟的方法,根据列车当前状态反复迭代对模型进行求解。以京沪高速仿真实验系统中沪宁段为背景,对该模型进行仿真实验。结果表明,在改变原动车组交路计划的基础上,通过运休模型合理安排列车接运及接续,可以显著地提升列车运行调整的效果。     

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。     

考虑动车组周转和到发线运用的高速铁路列车运行图优化方法

以列车在车站的作业时间、动车组在终点站的接续时间和车站到发线数量为约束条件,以列车旅行时间和动车组接续时间最小化为目标函数,建立高速铁路列车运行图综合优化模型.模型求解算法主要采用了4种关键技术:以定序列车运行图优化方法化解列车作业时间冲突,以交换列车到发顺序化解到发线冲突,通过保持到发线运用紧张时段的列车到发顺序防止产生新的到发线冲突,运用匈牙利算法求解以动车组最小接续时间为目标的动车组周转方案.算例分析表明,运用给出的模型和算法能够达到整体优化高速铁路列车运行图的目的.     

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。