基于自适应迭代学习控制的列车自动驾驶算法

针对高速列车自动驾驶系统受到时变外部扰动和受限状态的情况,提出一种基于迭代学习控制的自适应控制算法. 基于Lyapunov 函数,利用列车运行过程中的状态偏差,推导出自适应迭代学习控制律和参数学习更新律. 构造类Lyapunov 函数的复合能量函数,通过迭代域的差分,证明其差分负定性和收敛性. 采用所提控制算法对列车跟踪性能进行计算机仿真和实例仿真验证,结果表明,所提出的自适应迭代学习控制算法对列车期望曲线跟踪具有较高的精度和较快的收敛速度,能够在较短的迭代次数实现对期望曲线的精确跟踪.     

基于复杂网络的我国高铁演化特征研究

为深入认识我国高铁网络演化的拓扑特性和规律,将高铁站点所在城市抽象成网络节点, 将高铁线路抽象成网络的边,运用复杂网络理论对我国2003—2015 年高铁网络演化特征进行分 析。研究发现：我国高铁网络密度不断提升,但依然存在东、中、西部节点城市被割裂,整体网 络密度偏低的现象;网络中介中心势不断增强,一些关键节点（比如：武汉、郑州） 具有较大的 网络控制权,不均衡性逐渐扩大;网络发展后期呈现出小世界特性。因此,提出如下建议：加快 西部地区网络规模和城市网络地位建设;提升网络均质性,弱化关键节点控制力;选择性地建设 关键中、东部和西部城市之间的长线路,提升整体网络性能。     

基于客流需求的城际列车时刻表模型改进研究

列车时刻表的编制是铁路旅客运输组织的关键问题,如何优化时刻表,最大限度缩短旅客的旅行时间,具有重要的理论和现实意义.然而,既有基于客流需求的时刻表优化模型大多数假设列车顺序固定或不允许列车间任意越行,离实际尚有一定差距.针对这一问题,本文以最小化旅客在站等待时间和在车旅行时间的线性加权为优化目标,综合考虑列车停站、区间运行、安全间隔、列车容纳能力等约束,在定序无越行和定序有限越行模型的基础上,构建了更一般的非定序任意越行混合整数二次规划模型,并利用ILOG CPLEX分别进行求解.最后,以某城际高铁为例进行案例研究.结果表明,本文所提的非定序任意越行模型求解质量最好,且能有效减少旅客全程旅行时间,具有可行性.     

扣除系数法在高速铁路通过能力计算中的适应性

针对扣除系数法在高速铁路通过能力计算上存在的问题,对其适应性进行分析.从需求的角度分析高速铁路通过能力与既有线的差异,明确了高速铁路通过能力的概念.分析扣除系数法的思想本质并从3个基本假设入手分析其思想本质上的适应性.对扣除系数法相关研究进行总结,并提炼出其方法本质即时间占用的重叠关系,归纳出了4种基本情况,采用算例对其方法本质进行验证,结合高速铁路特点,对其方法本质存在的3个问题进行概括.研究证明了原有的扣除系数法已不适应我国高速铁路通过能力的计算,并在最后给出了进一步研究高速铁路通过能力计算方法的相关建议.     

基于偏好顺序集的非补偿式铁路旅客选择行为估计方法

精细化需求预测是铁路提高收益的重要基础.本文考虑了铁路产品属性对于旅客选择行为的影响,构建具有一定偏好顺序的产品集合来表征不同类型的旅客.在此基础上,利用客票存根及余票数据,建立预售期内旅客选择过程的极大似然函数,求解得到不同旅客类型的出现概率.首先通过仿真算例验证了模型的计算可行性,然后通过实证数据,估算了北京南至上海虹桥方向不同旅客类型在各时段的出现概率,进一步统计得到旅客在不同时段下铁路旅客buy-up行为概率及属性敏感度的变化,并提出一些可用于优化售票策略的建议.     

基于PCA-聚类分析的高铁旅客购票行为特性研究

铁路运输中旅客购票行为是铁路客运运营策略制定的重要基础.旅客购票行为直接影响着列车能力的占用过程,是铁路客运票额组织的重要依据.根据贵阳—广州高速铁路的旅客购票统计数据,以高铁购票旅客为样本,运用主成分分析法购票行为的特征属性进行综合分析,获得购票行为中重要特征变量.结合单次购票强度提出基于模糊C均值的双重聚类算法,对购票旅客进行聚类,并利用模糊聚类有效性指标Xie-beni和分离系数法确定最佳聚类数.结果表明,高铁旅客购票行为的关键特性为单次出行旅客人数、购票提前天数、出行OD城市人均GDP和购票渠道;不同旅客类型的购票行为有明显特性.     

考虑拥挤的轨道交通网络时刻表协调优化建模

以非连通型城市轨道交通网络为研究对象,根据城市轨道交通网络周期性运行特点,在深入考虑拥挤及换乘客流脉冲性到达特征的前提下,给出1个循环周期内城市轨道交通网络运营费用及乘客出行费用计算方法.并在此基础上,以各运营线路发车间隔及发车时刻相位差为决策变量,以乘客及运营企业的综合费用最小为目标,以列车发车间隔、列车容量、站台容量、运营补贴等为约束,建立城市轨道交通网络列车时刻表优化模型.根据模型特点,提出了一种基于仿真的遗传算法对模型进行求解.算例结果显示,与既有优化方法相比,本文模型能够更加细致地刻画乘客换乘过程,有效降低系统综合费用,并确保各项服务指标在安全范围之内.     

地铁与市郊铁路过轨运营下列车开行方案研究

在分析地铁与市郊铁路过轨运营特点的基础上,以乘客节省的总旅行时间最大化和地铁运营企业增加的总费用最小化为目标函数,建立了过轨运营下列车开行方案双目标规划模型,并设计了基于模糊数学规划的求解算法.以某两条轨道交通线路为算例,研究过轨运营开行方案并对相关参数进行灵敏度分析.研究结果表明,地铁与市郊铁路过轨运营既可节省乘客总旅行时间又可增加运营企业收益,且过轨客流需求越大、过轨站换乘时间越长、过轨方缴纳的过轨费用越少、过轨列车运营组织方案越合理,过轨运营效果越显著.     

高速铁路枢纽站技术作业计划与动车所调车作业计划协同编制研究

分析高速铁路枢纽站技术作业计划与动车所调车作业计划的协同编制过程,提出了将两个计划一体化编制的思想。以需安排作业效益最大化为优化目标,构建基于动车组车底的高速铁路枢纽站与动车所作业计划协同编制模型。针对模型特点,提出瓶颈工序、启发式分配规则及粗粒度主从进程模式的并行禁忌搜索策略(PTS)相结合的混合优化算法,首先确定作业安排瓶颈工序,然后启动主进程和若干从进程,主进程运用启发式分配规则快速生成初始解分配给从进程,从进程运用与瓶颈工序相关的禁忌算法搜索优化解,并反馈给主进程,主进程记录全局最优解并根据交叉策略生成新的初始解,重新分配给从进程进行TS搜索。最后,用实例验证了模型和算法的有效性。     

盾构管片模具三维激光扫描检测关键技术

目前盾构管片模具主要采用传统的人工和激光跟踪测量技术进行检测,存在检测点位少,精度低等缺点,不能很好地指导管片模具的修复工作,直接影响到管片尺寸的生产精度,易造成盾构隧道管片破损、开裂及渗漏水等现象,为后期的运营埋下了安全隐患。宁波市轨道交通利用三维激光扫描技术对管片模具进行检测,通过理论分析、现场试验及数据分析,确定了点云数据的拼接方式、扫描分辨率、基准模型及模型对齐的方式,成功克服了现有的管片模具检测中存在的测量点位少、精度低等缺点,实现了对管片模具的全方位检测,大大提高了管片模具的检测精度。同时在参考现有规范及经验的基础上,制定出了盾构管片模具三维激光扫描检测标准,很好地指导了管片模具的修复工作,提高了盾构管片尺寸的生产精度,确保盾构隧道的施工质量。