客运专线车站到发线运用多目标优化模型

为给客运专线车站接发的列车合理安排到发线,构建了客运专线车站到发线运用多目标优化模型.优化目标为列车站内走行时间之和最小及到发线使用最均衡;约束条件主要有到发线作业间隔时间约束、进路冲突约束.基于目标协调优化思想,提出了该多目标优化模型的求解方法.以济南西站为例,对7:00:00～13:00:00时段的到发线运用方案进行求解.结果表明,所求优化方案与图定方案相比,下行、上行列车的站内走行时间之和分别减少7.37%、1.88%;对于各到发线占用时间与到发线平均占用时间之差的平方和,下行、上行列车分别减少62.93%、74.75%.模型能准确地描述列车占用各条到发线的不同,适用于求解客运专线运行图编制阶段的到发线运用问题.     

大型铁路客运站到发线与咽喉区综合运用优化

在考虑咽喉区进路交叉和到发线技术作业安全的前提下,将到发线和咽喉区作为整体进行综合优化,以到发线运用和咽喉区进路运用均衡为优化目标,基于0-1整数规划方法构建到发线运用模型,并编制模拟退火求解算法.以兰州站为对象进行案例分析,结果表明:到发线和咽喉的运用都达到了均衡并且使占用同一到发线相邻两列列车时间间隔增大,若发生晚点等突发事件便于车站作业调整.所构建模型能够有效提高车站技术设备利用均衡性以及车站作业的抗干扰性,为车站作业计划编制提供优化方法.     

多优化目标视角下高铁站到发线运用计划编制

在给定列车运行图和车站候车厅布局的前提下,研究高速铁路车站到发线运用问题。以股道和道岔的相容性约束作为前提,分析检票口附近固定座位数量和检票口与站台的通道距离,以增强车站作业计划稳定性、列车站内走行距离最短和最大化满足候车厅布局为3个优化目标,建立了到发线运用的0-1整数规划模型。针对模型特点,采用Lingo编程进行求解,最后通过某客运站为例证明该模型的有效性。结果表明,该模型能准确描述实际问题,适用于大型高铁站的股道分配问题。     

基于时空资源的铁路客运站到发线运用调整

从离散化的到发线时空资源的微观描述出发,研究列车加权总晚点时间与到发线使用费用之和最小为优化目标的客运站到发线运用方案调整方法,以保证列车运行安全、满足列车在站到发作业要求为约束条件,建立了求解客运站到发线运用方案调整问题的线性0-1规划模型,并设计了求解模型的遗传模拟退火算法,以快速得到问题的满意解.同时,以某一客运站为例对模型和算法进行验证,结果表明,该模型较好地描述了实际问题,并能在较短时间内获得满意解,实现了客运站到发线运用的实时调整,并为列车调度员随后的列车运行调整工作提供依据.     

列车运行调整与到发线运用的协同优化研究

在列车运行的过程中,受到各种不确定性因素的影响,列车可能会偏离图定运行计划,同时也会对车站的到发线运用造成干扰。针对列车运行调整与到发线运用协同的优化问题,本文兼顾列车运行调整约束与到发线运用约束,建立了多目标的整数规划模型,并设计了适用于求解该模型的分层序列鸽群优化算法。算例分析表明,模型对列车运行计划进行调整的同时,还能得到满意的到发线运用方案,并且分层序列鸽群优化算法可以快速求解列车加权总到发晚点最少和到发线占用总消耗最小的目标函数。     

大型车站调整列车运行图时应注意的几个问题

大型车站在列车运行图调整过程中应注意做好以下几个方面问题。1铺画占线程序图的问题。(1)分析咽喉干扰。车站咽喉区的接发车干扰是每个车站复线区段都客观存在的问题,而且越是大型车站、衔接方向越多产生的接发车干扰也越多,可能产生接发车干扰的原因有多种,分析起来主要有以下几种:①车站站型不合理。例如,鱼腹型车站的到发线、调车线等线路偏重地布置于正线的某一侧,这时可能产生的接发车干扰就较多。     

铁路客运车站股道运用优化模型及算法研究

为了提高铁路客运车站的生产作业效率和自动化水平,本文通过对客运车站作业特点及股道运用计划的调查分析,以有效利用车站设备、提高车站接发车对数为目的,考虑车站接发车作业过程中的交叉干扰以及进路建立过程中的技术作业时间差,分别以股道占用时间和空费时间的方差来衡量股道运用的均衡性,建立了股道运用均衡的多目标模型,并用布谷鸟算法求解模型,以实际车站数据进行验证,结果证明了模型的可行性及优越性.     

高速铁路区间完全中断场景双向到发线运用优化

针对高速铁路区间完全中断场景下的列车运行调整问题，提出了双向到发线运用优化策略。从宏观角度将列车运行过程抽象为由事件和活动构成的网络，对提出的双向到发线运用策略进行建模，建立高速铁路区间完全中断场景下列车运行调整混合整数线性规划（MILP）模型。根据现场实时性要求，采用自编算法与商业优化软件Gurobi相结合的方式对模型进行求解。运用模型和算法对构建的9个现场中断案例进行算例测试。结果表明，双向到发线运用优化策略可以有效减少中断事件对列车运行的影响，相比于目前到发线运用策略，最多可减少10%的列车延误时间。     

多股道城市轨道交通车站站前折返能力分析

折返能力是制约线路能力的关键因素之一,以4线站前折返站为研究对象,通过综合考虑车站折返模式、列车停站时间、列车进出车站的均衡性等影响因素,基于N-Track理论模型,建立以总折返过程耗费时间最小为目标的整数规划模型,得到不同股道使用方案与不同折返模式条件下的最大折返能力和股道运用方案,最后以上海轨道交通16号线滴水湖站为实例进行分析,验证评估折返能力与折返股道的使用方式、列车停站时间和列车进出车站的均衡程度的关系.     

基于旅客时间价值的高速铁路差别定价

针对同一OD间列车票价相同导致上座率不均衡的问题,在综合考虑不同列车间发车时段、旅行时间及舒适度差异性的基础上,构建了基于旅客选择效用最大化的时间价值模型及其列车差别定价模型.利用RP(Revealed Preference)与SP(Stated Preference)组合调查方法获取旅客列车选择数据,并运用极大似然估计方法对旅客时间价值模型进行标定.以北京到西安的高铁列车为对象进行实例分析,结果表明:利用本文模型可以对同一OD间各列车进行差别定价;通过对各列车客流分担率分析可以得出,实施差别价格可以均衡各列车上座率,提高列车能力利用率.为高速铁路列车差别定价及其精细化能力管理提供了优化方法.     

列车到发不确定的客站咽喉利用与股道分配

研究了列车到发时刻不确定条件下的铁路客站咽喉利用优化与股道分配问题.首先,建立了基于不确定列车运行图的咽喉利用与股道分配优化模型,模型考虑股道占用时间与均衡使用性,满足列车、咽喉、股道三者的耦合关系.然后分析并统计了不确定列车运行图的列车到、发站时刻的均值与方差,通过函数模拟的形式抽离出列车时刻表.此外,考虑到问题的NP-hard性,设计了基于模拟退火算法的启发式算法.最后,以宝鸡车站一个阶段计划内的咽喉利用与股道分配问题为实例进行了仿真验算.     

高速铁路单个列车运行冲突消解研究

为研究高速铁路列车运行冲突消解问题,提出了各类列车运行冲突单个冲突的消解策略。分析了平移运行线、交换运行线、变更停站和越行方案以及数学规划方法等4种冲突策略的含义。根据冲突消解代价计算的方法,以最小冲突消解代价为优化目标,研究了高速铁路到达间隔时间冲突和出发间隔时间冲突、区间冲突、到发线运用冲突运用平移运行线、交换运行线、变更停站和越行方案等三种策略进行冲突消解的方法和过程。     

基于时段偏好的高铁旅客车次选择行为研究

高频公交化运营已成为部分高速铁路线路满足快速增长需求的行车组织模式.历史售票数据显示旅客对同一起讫站(OD)间平行车次的选择具有明显差异性,基于Logit模型构建考虑出发时段偏好的旅客平行车次选择方法.从车次选择率及购票特征两方面阐述旅客对平行车次选择的差异性,认为出发时段是影响旅客选择的关键要素.利用RP(Revealed Preference)与SP(Stated Preference)组合调查方法获取旅客实际出发时段偏好及潜在支付意愿.将旅客出发时段偏好融合至选择广义费用函数,构建平行车次条件下旅客的车次选择模型.京沪高铁实证分析显示:模型预测结果与实际情况间平均相对误差为6.62%,验证了方法的有效性和准确性.为精细化需求特征分析及管理提供理论基础和决策方法.     

高速铁路中间站股道规模配置与列车时刻表的综合优化

高速铁路中间站的股道规模是影响线路通过能力和运输效率的重要因素;由于在高速铁路的规划阶段,很难对线路的远期客流情况进行预估,因此在运营一段时间后,往往需要通过修建侧轨或站台的方式,对线路沿线的中间站的轨道规模进行更新配置。对于高速铁路来说,其线路上运行的列车均为动车组列车,列车的追踪间隔短,发车密度大,在中间站的停站时间不能过长,一般都以快进快出的运营模式进行运营;同时高铁修建和运营具有高成本属性。文中以改建施工成本和总旅行时间作为评价目标,以列车时刻表与中间站股道数量的耦合关系为约束,构建了综合优化模型。在将约束线性化的基础上,借助商业优化软件GAMS和其集成的CPLEX求解器对模型进行了求解。算例结果表明：将中间站的股道规模配置情况和列车时刻表进行综合优化,一方面能够在时刻表中较好地确定列车越行和折返的站点,另一方面能够在最低施工成本的情况下最大限度地满足未来客流的需求。     

动态随机客流下城轨列车运行调整策略

针对城市轨道交通中随机到达客流对列车运行造成的延误问题,将动态变化且服从泊松分布的客流到达率拟合为随机分布变量.结合随机规划理论,构建了以列车发车时间偏差及到站列车间隔偏差为最小化目标的期望模型.应用最优化方法中的K-T条件对所建模型进行求解,得出调整相关偏差的控制策略.通过实例仿真模拟列车运行在受到随机客流及外界干扰的影响下产生的延误,比较采取调整策略前后列车在各站的离站时间偏差及其优化水平,结果表明:所设计的列车运行调整策略能够有效减小列车延误约25%,使得在动态客流下的城市轨道交通列车运行更能"按图行车".     

客车整备线的数量及能力计算

根据全路各主要客车整备所每列车底占用整备线的时间（ｔ占）和两列车底之间的平均空闲时间（ｔ空），用数理统计方法，按长、短途客车的比例，分别确定ｔ占为８、９、１０ｈ；按每昼夜始发终到客车对数的多少，分别确定ｔ空为３、４、５ｈ；计算出客车整备线的利用系数ａ整和空费系数ａ空。据此可以采用分析计算法，查表法计算客车整备线的数量及能力。可供新建和扩建既有客车整备所参考。     

零散白货的货源组织问题和运输组织问题一体化

以铁路货运网络上的零散白货为研究对象,在充分考虑了货物的发到时间要求、货物的可运出时间与列车在沿途各站到发时间的协调约束、零散白货快运列车的多种停站方案和列车的非满轴运行特性等基础上,构建了以列车运营费用、货物的装卸作业费用、在货运站的库存费用和未满足最迟送达时间的惩罚费用之和最小为目标的混合整数规划模型.在小案例网络上对模型的求解效果进行验证并对一些重要参数进行了灵敏度分析,结果表明,本文提出的模型能优化基于时空网络的列车方案和每支OD可采用的运送方案.     

满足客流需求的地铁列车延误协同调整方法

以尽快疏散客流为出发点,提出协同调整城市轨道交通初始延误列车前方列车的方法.基于列车能力与客流需求的交互关系、运行约束和调整时间约束,协调考虑车内乘客和站台乘客,以全部乘客总旅行时间最小为目标建立了整数规划模型,并构建多列车、多车站时刻调整的组合动态规划求解算法.实例验证结果表明了模型与算法的有效性,与其他方法相比,该协同调整方法得到了更少的乘客旅行时间.