铁路区段站到发线运用计划安排的优化算法

如何编制列车占用到发线计划,是铁路车站作业计划编制过程中一个关键问题.本文通过分析车列占用到发线时区集合的特点,提出到发线运用安排图论模型,将到发线运用问题转化为图的k-顶点着色问题.然后将模拟退火算法运用于该问题,最后给出了相应算法实例.     

交通系统建模及优化控制

针对城轨交通流运行过程,根据轨道交通列车运行过程的离散特性建立了轨道交通系统模型,探讨了列车流与路网之间的作用关系,使得交通路网线上列车与列车之间的约束关系以及列车在不同车站到发时刻间的约束关系可应用迭代模型进行表示。为解决轨道交通系统优化控制问题,通过设定总延误量最小优化指标,针对交通系统的调控进行了研究,研究结果可为列车运行调整提供参考。     

基于离散事件拓扑图模型的单线列车运行调整迭代修复算法

列车运行调整的优化是一个非常复杂的问题,需考虑的因素很多,很难给出一个完美的优化模型.根据单线列车运行调整的特点,建立了单线列车运行图的离散事件拓扑图模型,并在此基础上提出了单线列车运行调整的迭代修复算法.在综合考虑列车运行调整各种常用的性能指标的基础上,提出了"调整运行图综合满意度"作为运行调整的目标,给出了基于离散事件模型的迭代修复算法的原理与步骤,并实例进行仿真.仿真结果表明,该算法模型在实际运行过程中的具有较好的优化性和有效性.     

铁路编组站配流协同优化模型与算法

编组站配流问题是研究车站作业计划优化编制的主线, 是站调阶段计划的核心. 为了实现配流的协同优化, 综合考虑解体调机、编组调机、到发线运用、取送车作业、配流等约束, 对总车流量、出发列车满轴列数、车辆在站停留时间等目标函数进行层次划分, 建立了编组站配流优化模型, 并以ECGACO算法为基础, 设计了针对配流问题的遗传-蚁群协同求解算法. 以郑州北站的实际数据进行测试证明了算法的有效性, 为编组站阶段计划的优化编制及配流智能化的实现提供了较好的解决途径.     

铁路行包基地及配送点选址规划模型与算法

铁路行包运榆向现代物流方向发展，行包物流基地选址及配送点规划是十分重要的环节。同时，铁路行包运榆存在着客户复杂，受车站位置及列车运行情况约束等特点。文章结合物流配送中心选址问题的方法，给出铁路行包基地及配送点规划的教学模型，应用扫描法构造问题尽可能好的初始解，通过基于局部搜索的启发式算法对初始解优化，得到优化解。用一个实例验证模型及算法的可行性。     

高速铁路车站作业过程的TCPN仿真通用模型

高速铁路车站作业系统仿真是进行车站作业过程的进路排列与到发线运用等问题研究的有效方法,并可对车站各项设备使用状况进行详细分析.已有的仿真手段存在建模过程复杂、可重用性不足等问题.针对铁路客运站作业系统仿真问题提出了基于赋对有色Petri 网的与车站站型布置不直接相关的高铁车站作业过程通用性模型,用于各种站型布置的高铁车站作业过程的仿真及优化,可以适用于有不同作业类型的高铁车站仿真,该模型具有计算效率高、通用性强、优化方法灵活等特点.     

基于客流双向平衡的轨道车站地区用地综合开发模型与算法

在分析轨道车站地区用地综合开发的特点及含义的基础上,针对目前国内轨道车站地区开发存在单一性问题而引起车站到发客流不均衡的状况,提出基于客流双向平衡的轨道车站地区用地综合开发模式,并构建了优化模型,给出求解方法,最后以长沙大河西轨道5号线塔山路站为例进行模型的检验与应用。     

铁路编组站到发线运用的排序模型和算法

研究在铁路编组站计算机辅助调度过程中 ,如何编制到发线运用计划的关键问题 .通过分析列车占用到发线的特性 ,建立到发线运用问题的排序模型 .通过分析列车占用到发线时间区间集合的特点 ,运用构造方法给出到发线运用问题的实用算法.     

自动闭塞区段追踪列车节能操纵仿真算法研究

研究了自动闭塞区段追踪列车节能运行优化操纵问题,分析了追踪列车运行与操纵的特点.构造了自动闭塞区段追踪列车节能运行优化操纵的仿真模型,能够反映信号显示变化对于追踪列车操纵策略的影响.设计了列车运行过程中信号显示变化的启发式算法,在考虑信号显示变化时机的基础上,研究了追踪列车工况转换与手柄位确定的算法设计问题.仿真案例表明:采用提出的机车操纵优化方法可以有效避免追踪列车不必要的制动调速,降低列车运行能耗.     

铁路技术站调机运用模型及算法

研究铁路车站作业计划编制过程中，如何编制调机运用计划的关键问题，通过分析运用调机时区集合上的偏序结构特点，可以知道使用调机问题的实质是偏序集合的全序分解问题。利用偏序集合的传递性构造调机的有向图－图，再将调机运用问题转化有向图的有向路分解问题，对于传递图构造它对应的偶图－无向偶图，将传递图的向路分解问题转化为其对应偶图的匹配问题，最后，利用偶图最大匹配问题的算法解决调机运用问题。     

单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整模型

列车运行调整是调度指挥工作中关键任务之一. 列车运行调整模型多是基于确定的、强度较弱的扰动提出的,然而现实中某些扰动可能包含不确定的信息, 且强度较大,使得既有模型和算法呈现出一定局限性.针对单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整问题,考虑能力失效持续时间的不确定因素,探索优化制定列车运行调整方案的模型.提出两阶段带补偿随机期望值模型,进一步讨论了多阶段递归决策概念模型的复杂度,据此给出了不完全连续多阶段决策模型.针对两类模型提出基于分枝定界的求解算法, 设计算例进行验证,与基于优先级的运行调整方法进行比较. 结果表明,相对于基于优先级的方法,多阶段决策模型能够将总列车晚点时分的期望值降低34%,两阶段模型能够降低4%, 两种模型均能够在一定程度上提高列车正点水平.     

列车接发与调度指挥实时仿真培训系统

在铁路线的一个调度区段内，列车的活动涉及到区间运行、车站接发车及调车作业和调度指挥多方面的环节，并通过列车运行将相关各作业环节紧密联系在一起。为了能安全、正点、高效地按照运行图组织列车运行，要求车站行车人员和分局调度人员不仅能熟练操作设备以办理各项作业，而且必须团结协作，密切配合，科学迅速地进行计划与决策。利用计算机仿真技术、网络技术和多媒体技术开发的“列车接发与调度指挥实时仿真培训系统”提供了一个铁路运输调度区段内列车运行及其组织的计算机仿真实验环境，在实验室内构造出虚拟的铁路行车生产现场，并…     

轧制计划的优化模型及其算法的应用研究

为保证热轧生产调度计划的可行性，提高排程的效率，根据热轧生产模式和轧制计划的结构特点，提出了一种车辆路径问题（VRP）模型来建模轧制调度问题，发展了一种混合调度方法（SAMPSO算法）来解决这个问题．试方法利用修正粒子群优化算法的局部和全局搜索能力来寻找全局最优解，利用模拟退火方法来避免陷于局部最优。对某钢厂实际生产数据的仿真结果表明，所提出的模型和算法具有良好的适应性和可行性。     

机车二系弹簧载荷调整混合算法优化方法

针对机车二系弹簧支承载荷均匀性分配调整的复杂多变量优化问题，提出了综合运用遗传算法（GA）和蚂蚁算法（AA）的混合优化调整算法模型。该算法模型首先采用GA进行全局快速随机搜索，获得若干候选的近似优化解，以此生成蚂蚁算法初始信息素分布，再用AA求得全局优化精确解。论文给出了混合算法模型的设计。对SS3b和SS9机车的仿真计算结果表明，该方法应用于二系调簧的多维连续性空间优化问题，可获求解性能和时间效率的综合提高。     

钢铁企业铁水运输路径选择及自动避碰算法的研究

以钢铁企业铁水运输仿真系统为背景，阐述了路径选择及避碰算法的作用，建立了路网二级拓扑模型及列车运行模型；提出了两级静态路径规划和路径动态调整方法；分析了列车碰撞检测的条件及机制，最后对避碰算法进行了描述。     

基于改进粒子群优化的非线性最小二乘估计

针对测量数据处理中非线性模型参数估计理论广泛使用的传统牛顿类算法对初值的敏感性问题,提出了一种求解非线性最小二乘估计的改进粒子群优化算法。该算法利用均匀设计方法在可行域内产生初始群体,无需未知参数θ的较好的近似作为迭代初值,而具有大范围收敛的性质;通过偏转、拉伸目标函数有效地抑制了粒子群优化算法易收敛到局部最优的缺陷。给出应用该方法到NLSE的具体步骤,通过仿真实验证明该算法的有效性。     

列车运行调整问题研究现状及发展趋势

本文在较为全面，系统分析铁路列车运行调整问题的基础上，以列车运行调整研究的三类主要方法的线索，即基于运筹学优化理论的调整方法，基于人工智能的调整方法及基于离散事件动态系统理论的调整方法，分四个部分对列车行车调整问题的研究现状进行了评述，并对发展趋势提出了展望。     

铁路编组站阶段计划编制的模型及其算法研究

以压缩车辆在编组站停留时间为目标，建立阶段计划车流推算模型，考虑列车解体顺序与列车出发计划的综合协调问题，并通过求解带分枝定界策略的网络流及有准备时间的带权最小误工工件数问题，解决了编组站因车流不足需停运出发列车运行线的问题.     

复线列车运行调度的层次Petri模型及仿真

在对列车运行调度问题进行分析的基础上,通过综合受控Petri网、颜色Petri网和赋时Petri网的优势,提出一种混合Petri网模型并给出形式化描述和运行规则;采用混合Petri网建立包含设备故障和设备维修两种异常情况的列车运行调度的层次Petri网模型。通过对模型的分析,给出模型具有的两个性质,指出列车运行调度的本质是通过控制可控事件的发生时间来恢复列车的正常运行秩序。最后,以一个具有6个车站和5个区间的调度区段为例,采用CPN TOOLS仿真工具对模型进行了仿真。仿真结果表明了模型的有效性以及设备故障发生概率和列车运行可调整之间的关系。     

单线列车运行调整的梯度搜索算法仿真与研究

列车运行调整的优化是一个非常复杂的问题,需考虑的因素很多,很难给出一个完美的优化模型。根据单线列车运行调整的特点,建立了单线列车运行图的离散事件拓扑图模型,提出了＂调整运行图综合满意度＂作为运行调整的目标,并进一步论证了＂调整运行图综合满意度＂函数的单调递减特性;提出了冲突树的概念和梯度搜索算法的算法原理及搜索步骤,并实例进行仿真。仿真结果表明,该算法模型在实际运行过程中的具有较好的优化性和有效性。

Abstract：

The optimization of railway rescheduling is a very complex issue, many factors should to be taken into account, and it’s difficult to give a perfect optimization model. A discrete event topologic diagram model was derived according to the characteristics of the single-track railway diagram, and the ＂comprehensive satisfaction of the adjusted train diagram＂ was proposed as the target of the railway rescheduling, then the monotonically decreasing characteristic of the target function was demonstrated. The concept of conflict tree was developed and the principle and steps of the gradient search algorithm based on the DET model were given and simulated. The simulation results show that this algorithm has better adaptability and effectiveness in practical application.