在移动闭塞条件下列车运行调整的仿真研究

针对我国铁路运能运量矛盾日益突出的现状，提出了采用移动闭塞制式加大行车密度以缓解上述矛盾的方案。首先在对移动闭塞与固定闭塞差异进行简要分析的基础上，建立了移动闭塞条件下列车的运行调整模型。其次基于专家系统技术建立了移动闭塞条件下的列车运行调整仿真系统。最后对仿真结果进行了细致分析。该仿真系统的建立将为移动闭塞条件下的列车运行提供了仿真平台。     

轨道交通网络列车衔接组织的递阶协调优化

协调轨道交通网络列车的运行组织，能够使运能资源得到合理配置。在分析网络协调性的基础上，将轨道交通网络视作动态大系统，建立换乘站子系统所在衔接层的换乘时间效益优化模型，再从网络协调层对换乘节点间列车衔接方案进行全局递阶优化，描述了相应的并行协调求解算法。结合实例模拟协调过程获得可选方案，对协调性和适用性做了比较，结果表明该方法可根据不同需求产生相应协调方案，为列车运行组织提供决策依据。     

单线铁路列车运行调整优化模型与算法研究

构造了单线区段列车运行调整混合０－１线性优化模型，该模型综合考虑了列车运行计划调整和车站到发线利用。鉴于列车运行计划调整为ＮＰＣ问题，结合问题的实际背景，提出了一种有效的大系统分解算法－动态区域局部优化算法。该算法通过构造列车状态空间树，应用分枝定界法实现局部问题的优化。对车站到发线利用提出了复杂性为Ｏ（ｎ）多项式算法。     

列车运行线路仿真系统的研究

介绍了列车运行线路仿真系统整体功能和结构,阐述了整个仿真系统的仿真原理和方法,如列车运行过程中牵引力,制动力,列车运行阻力的运算仿真和线路图像与实物视景的仿真。详细阐述了列车运行仿真过程中对列车运行微分方程的简化处理办法、以及线路坡道运行仿真中寻找变坡点的方法,并重点介绍了采用当前最新的多媒体技术来实现视景仿真过程线路图像同步的控制方法,以及在列车低速运行时以插帧的方法实现平滑调速的技术。     

城市轨道交通列车运行并行计算与仿真

列车运行计算是城市轨道交通系统设计的重要工作。基于面向对象的思想和系统理论概念，设计并实现了城市轨道交通列车运行仿真系统。对系统中的主要计算过程进行SIMD并行化，设计了基于SSE的算法，并对代码进行了优化。测试结果表明：应用SSE后系统整体运算速度得到了大幅度的提高。     

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.     

基于Agent的客运专线列车运行仿真研究

不同制式的信号系统条件下的列车运行仿真问题是客运专线列车运行组织仿真中的核心问题之一.在分析列车运行与信号系统关系的基础上,提出应用Agent建立列车运行模型(TRAC)的思想,给出了TRAC的结构、形式化定义、内部决策机理,并重点研究了TRAC在不同环境下的自主性、反映性和适应性.在列车运行模型的基础上,编程实现了系统原型.仿真结果表明,基于Agent技术设计和开发的系统能够很好地满足客运专线列车运行组织仿真的需求,具有良好的通用性、可重用性和可扩展性,对客运专线运输组织理论与方法的研究提供了一个研究平台.     

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。     

城轨列车运行仿真系统中三维视景研究与实现

首先分析了北京地铁一号线列车运行仿真系统中实时三维视号子系统的特点，提出利用UML（Unitlea Mpdeling Language。统一建模语言）对三维观景于系统设计进行描述，并利用Creator分别建立车站和隧道三维模型，解决了三维视景于系统与列车运行仿真系统中其他子系境之间实时性的关键问题。实现结果表明：三维视景子系统具有较强的真实感，并且具有较好的实时性。     

列车运行监控记录装置故障诊断系统的研究

概括分析了基于故障树分析的列车运行监控记录装置故障诊断系统的特点及存在的问题，并在此基础上，提出了采用双向联想记忆神经网络的故障诊断系统方案。简要介绍了双向联想记忆神经网络故障诊断系统的系统结构、软件系统功能及诊断流程，并以主机无显示故障为例，详细描述了故障诊断模型、M矩阵的建立、推理过程、解释机制的构建原理。最后还概括分析了该系统的优越性，并点出了系统在技术实现中存在的主要问题。     

高速列车模拟器的视景建模与仿真

高速列车模拟器是培训高速列车司机的先进工具。本文介绍了高速列车模拟器中视景仿真系统的开发，对视景仿真系统构成，视景仿真软件的开发，场景模型的建立进行了研究，并给出了适合于沿铁路轨道进行视点计算的数据结构。     

定时约束条件下列车节能操纵的仿真算法研究

探讨了列车牵引力学条件下的铁路列车节能操纵问题,开发了一套可用于不同运行条件下的列车节能操纵仿真软件。系统重点探讨了定时约束条件下的列车节能操纵的模型及其启发式解法,详细分析了基于目标速度的列车控制策略以及专家控制原则。根据实际运行环境对内燃机车进行了实例分析,优化操纵方案与实际操纵相比,平均节能率在8.0%左右。系统计算速度快,人工干预方便,可以满足现场的实际需求。     

考虑货主时间价值的货物列车开行方案优化

随着高铁建设成网,既有线货运能力得到极大释放,为满足户主时效性需求的小编组高频次货物列车的开行创造了条件.当前开行方案的编制通常仅从铁路运输企业自身的经济效益出发,很少考虑货主时间价值需求对运输方案的影响;此外,在方案编制过程中,很少将发到站相同但归属于不同货主的车流区分对待.因此,本文在综合考虑铁路运输企业和货主两方面因素的基础上.结合新形势下为减少换装等待时间采取的欠轴运输策略,对既有模型的目标函数进行改造:增加单位列车的固定和变动开行费用以及不满足货主时间价值需求的惩罚费用,并进行线性化处理,降低模型求解的复杂度.设计了并行禁忌算法,实现了模型的求解,验证了模型的正确性和算法的可行性.     

中低速磁浮列车导向工况下电磁力特性仿真

中低速磁浮列车通过U型电磁铁铁芯和F型轨道磁极相互错位产生横向电磁拉力,来迫使列车导向,其导向电磁力大小对列车运行安全有直接影响。针对中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁存在横向偏移和纵向偏转两种典型导向工况,建立三维数值模型,并进行仿真计算表明:在同样间隙和线圈电流下,电磁铁横向偏移越大,或纵向偏转角越大,所产生的悬浮力越小,而导向力越大;且导向力比悬浮力呈更大的变化趋势。在最大允许机械偏移情况下,混合电磁铁较传统纯电励磁形式的悬浮电磁铁的导向能力略有降低。     

考虑列车性能差异的城市轨道交通特性研究

参考实际地铁交通系统,根据移动自动闭塞的特点,建立了基于元胞自动机的轨道交通模型,并研究列车车长、加速度、最高速度对轨道交通流的影响。重点研究了性能不同的列车同时在同一条轨道上混合运行时的列车延迟现象。仿真结果表明列车车长差异会对列车流特性产生影响,延误后续列车运行;列车的加速度对列车流影响较小;列车最高速度不同时列车延迟现象严重,多数列车出现晚点现象。

Abstract：

A cellular automaton model based on real traffic system was proposed for subway railway moving block systems.With this model the subway traffic flow in the case that different trains with different performances,for instance train length,acceleration,deceleration and maximum speed run in the same track was analyzed.The analysis focused on trains’ delay time in that case.Simulation result shows that： differences in trains’ length affect the train flow,and delay the following trains;differences in acceleration have insignificant influences on the property of train flow;differences in maximum speed lead to trains’ longtime delay,most of the trains on the track are running late in this case.     

长途列车节能操纵的建模

总结了采用两种不同模型的列车控制问题，对长途列车节能操纵问题进行建模，对轨道坡度和限制速度也作了考虑。     

基于Petri Fault Net的磁浮列车悬浮系统故障分析

随着磁浮列车技术的商业化应用,磁浮列车系统故障诊断越来越受到重视。以中低速磁浮列车为背景,在建立磁浮列车悬浮系统故障模型的基础上,针对磁浮列车悬浮系统的复杂性,将基于Petri Net的故障诊断理论Petri Fault Net应用于磁浮列车悬浮系统的故障诊断中。给出了基于Petri网的最小割集寻找方法;根据磁浮列车2001年以来的运行数据统计,计算出了节点的P概率/T概率;在此基础上进行了故障定位和影响分析。列车的试验运行验证了提出的理论准确性。     

铁路运输动态车流组织的策略优化模型研究

基于我国铁路网络规模大、列车组织形式多样化以及按图行车的特点,设计了与物理时空网络有所区别的服务时空网络.时空网是研究铁路动态车流组织的一种有效方法.借助于服务时空网,构建了我国铁路运输动态车流组织的策略优化模型,该模型将重空车运输联合考虑,并兼顾站点装卸能力、解编能力、输送能力以及政策性运输任务等对优化目标的影响.基于模型的特点,设计了能解决大规模网络问题的基于整数编码的改进遗传算法.最后以实例显示了该算法的有效性.     

基于树枝形铁路专用线网络的小运转货物作业系统优化

针对树枝形铁路专用线小运转货物作业系统优化问题，首先剖析了铁路枢纽小运转货物作业机理，进而根据各车组到达编组站时分、车组目的装卸站位置、车组取送作业时间要求、调机牵引定数等限制，以调机早到等待成本、调机晚到惩罚成本、铁路枢纽专用线调机和货车运营成本最小化为目标，构建问题模型。鉴于模型复杂，直接求解较为困难，故设计HH-GAP&AIP求解策略。该方法首先给出基于作业紧急度-编组定额-集结时间的送车-取车贪婪调配策略，形成小运转列车初始取送方案。进而设计异步循环启发式完成解的迭代寻优，同时为避免算法陷入局部最优及扩大解的搜索空间，给出基于检测-剔除-变换的取送车径路调整策略。最后，设计实验场景，对所提出的方法进行过程验证，并设计不同规模问题，对算法进行测试对比与性能评估。