一种新的列车编组问题优化模型及算法

列车编组计划是编组站完成列车调度和组织工作的指导性文件之一,编制科学的列车编组计划是提高运输效率的重要保证。本文主要探讨了列车编组计划问题的建模、模型计算与求解的方法、编组计划的制定等问题。首先根据某站一天过站列车的数据,以白班和夜班的最小中时为指标,建立了列车解体和编组的优化模型。然后利用遗传算法和Matlab遗传算法工具箱对其进行了求解,最后给出了该站的列车解体计划和编组方案。     

基于灵活编组的轨道交通列车开行方案优化方法

针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡特性下的列车开行方案优化问题,从乘客广义出行成本和企业运营成本角度,考虑列车满载率对牵引能耗成本的影响,利用数学规划方法构建基于灵活编组模式下的多目标列车开行方案优化模型,并提出四阶段求解算法.以某城市轨道交通线路为对象进行案例分析,对比传统固定编组列车开行方案,基于灵活编组的列车开行方案使乘客广义出行费用和企业运营成本分别减少了14.6％和11.0％.结果表明:该方法能有效实现既有固定编组条件下,列车开行方案难以达到的乘客出行费用和企业运营成本双赢目标,可为我国城市轨道交通新型运输组织方案的制定提供新方法.     

货物列车编组对列车-桥梁系统空间振动的影响

基于列车、桥梁空间振动分析模型,利用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的“对号入座”法则,建立了列车-桥梁系统空间振动矩阵方程,采用Wilson-θ法求解。研究了5种不同货物列车编组对列车-桥梁系统空间振动响应的影响,得出了一些符合物理概念的桥梁振动响应时程曲线。研究结果表明:机车、车辆轴重是影响桥梁竖向振动位移的主因;空载货车作用下的车桥系统横向振动响应比重车的要大;全列空车编组及空重混编是影响列车-桥梁系统横向振动响应的不利编组,而全列空车编组更为不利;在进行桥上货物列车脱轨分析时,宜采用全列空车编组;通过改善列车编组的方法可以提高列车-桥梁系统振动性能。     

计算机编制城市轨道交通共线交路列车运行图

分析了城市轨道交通的网络结构和客流特征条件下的共线交路形式,重点研究了共线交路列车运行图底图结构设计、车底套跑与非套跑的运用方式、列车运行间隔的合理匹配、列车首末班车与换乘节点衔接方案的优化、车场的有效利用以及列车延误的影响等问题,对共线交路列车运行图的铺画流程和方法进行了探讨.     

列车编组计划和技术站布局的综合优化

列车编组计划与技术站布局问题是铁路运输组织工作中重要而复杂的问题.针对两者的相关性,通过技术站改编能力约束,将列车编组计划问题与技术站布局问题组合并进行综合协调优化.以技术站车辆集结消耗和改编消耗整体最小为目标,构建综合优化0-1规划模型,利用禁忌搜索的两阶段算法求解,并给出算例说明模型与算法的有效性.算例结果表明,优化方案有利于路网上有调作业向作业能力大的技术站集中,为开行直达列车、提高直达列车开行比重创造条件.     

牵引定数不统一的港口后方腹地车流组织优化

线路区段牵引定数不统一是影响列车编组计划制定的重要因素,导致了列车在部分区段欠轴运行,在换重站或技术站进行补减轴作业.本文重点论述了减重方向列车编组方案的优化问题,提出了按充分条件将各种方案归类的方法,从而减少方案成本的对比次数,能快速获得最优的运送方案.在方案成本构成的分析过程中,充分考虑了各影响因素,将牵引机车费用看作与里程相关的可变成本,将欠轴列车浪费的机车和线路能力转化为惩罚费用,并考虑列车开行频率对方案费用的影响,最后从全网络的角度建立减重方向减轴列车编组优化模型.该模型既可获得合理的减重站,又能依据车流量关系选择优化的减轴编组方式,实例验证了模型的有效性.     

开行5000t重载列车对编组站作业和能力的影响及其协调对策

针对目前我国繁忙干线开行５０００ｔ重载列车编组站工作面临的新形势，重点分析了开行重载列车对编组站作业的影响，详细验算了开行重载列车后编组站的通过能力、解体能力、编组能力以及车辆停留时间和列车作业时间的变化，并分析了不同重载车流组织方案对编组站分工和能力的影响，提出了实现点线能力协调的对策。     

节能坡与编组方案影响下的地铁列车运行能耗分析

地铁列车在运行过程中,能耗受线路条件以及运营组织方案影响较大。为了更准确地模拟线路运营条件与列车运行能耗之间的关系,在列车运行计算的基础上,分析列车在运行过程中的特点,设计牵引-惰行-制动的站间运行模式下的列车仿真模型,研究列车节能坡设计以及编组方案对列车运行能耗的影响。该模型主要由列车受力分析、站间操纵策略设计以及能耗计算3个部分组成,并在Visual studio平台上设计不同的线路条件及编组方案进行仿真实验,分析其对列车运行能耗的影响规律以及能耗的变化特点。研究发现,采取合理的节能坡设计以及编组方案有利于降低列车运行能耗。     

用和声搜索算法求解技术站列车解编方案

确定到达列车的解体顺序和出发列车的编组顺序(即列车解编方案)是技术站编组调机运用计划的核心问题.本文为解决该问题,构建相应的优化模型,利用结合邻域搜索的和声搜索算法进行求解,采用目标函数值评价新的和声,邻域搜索策略用于获取新的和声.最后利用算例对所设计算法的求解效率进行分析验证,表明:算法收敛速度较快,而与邻域搜索策略的结合,有利于扩展其搜索范围与提升全局搜索能力,降低对选择概率的依赖.通过对不同参数条件下计算时间的测试说明,所设计算法能够满足技术站编组列车解编方案编制的要求.     

大秦线重载列车编组方式的实践与研究

介绍了大秦线基本概况以及大秦线列车编组结构和编组方式,分析了大秦线重载运输方式的可能性,探讨了大秦线重载运输组织的发展方向。     

考虑行车间隔的城轨交通列车运行调整模型

研究城市轨道交通列车运行调整优化方法,建立了以减小列车运行延误时间和提高列车行车间隔均衡性为优化目标的列车运行调整模型.基于理想点法将双目标优化模型转化为单目标优化模型,并设计了控制初始种群育种范围的遗传算法进行模型求解.以某城市轨道交通线路为例对模型进行验证,计算结果表明：与只考虑列车运行延误的赶点调整方案相比,考虑行车间隔的方案在有效降低列车运行延误时间的基础上可以显著提高行车间隔均衡性.     

基于软件定义网络的多路径路由算法性能研究

基于不相交多路径的路由方案在负载平衡、容错等方面具有明显优势,但存在计算复杂度高的缺点,故对应的分布式算法难以在网络中大规模部署.通过分析软件定义网络的特点,论证了在其网络中部署不相交路径路由方案的可行性.其次,基于网络流的性质与不相交路径的图论性质,设计并实现了计算不相交路径的算法.最后,通过一系列基于不同网络模型的对比实验,验证所提算法较传统最短单条路径路由算法具有更佳的负载均衡.实验结果表明,该算法的性能与网络中链路能承受的负载极限阈值有关.     

常用制动在列车超速防护系统中的应用

在列车超速防护系统具有紧急制动的基础上，增加常用制动的功能，使超速防护系统功能更加完善；更符合铁路现场的需要；更接近列车自动控制系统。本文就常用制动自动控制及其与铁路信号、列车减压量的关系作了分析，介绍了常用制动的计算机实时控制方式，并对整个常用制动和紧急制劝的动作过程和时序作了阐述。     

基于多维Hash链的无线Ad-hoc安全路由数字签名方案

为了解决目前无线Ad-hoc网络安全路由协议中的签名算法运算效率较低,从而导致可实现性较差的问题,借鉴多维Hash链的思想,提出一种数字签名算法,并基于这种数字签名算法,给出一套无线Ad-hoc安全路由协议的实例。该数字签名算法通过RSA(Rivest,Shamir,Adleman)体制中的模幂运算构造多维Hash链,形成公私钥对,对消息进行签名。通过减小模幂运算中指数的大小,达到降低运算量目的。实验结果表明:当密钥长度取1024bit时,该签名算法与RSA签名体制相比,运算量减小约20%,而其安全性依赖于RSA体制的安全性以及使用的Hash函数的安全性。该算法及协议使得无线Ad-hoc网络中路由安全的部署的可实现性得到一定的提高。     

蓝牙自组织无线传感器网络的研究

蓝牙无线自组织网络拓扑构成复杂且移动性强,现行的蓝牙规范并未对其拓扑构成作详细的说明。为此提出了基于蓝牙技术的自组织无线传感器网络的体系结构,阐述了系统的节点构成与硬件设计,提出了一种简单有效的网络拓扑构成算法与路由机制。实验表明,该蓝牙网络拓扑构建算法实现简单,网络拓扑创建时间为经典算法的85%,拓扑动态维护方便。     

A distributed routing and wavelength assignment algorithm for online multicast in all-optical WDM networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficult task due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wavelength conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength assignment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength assignment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routing method is based on the Prim’s MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that the proposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks. Biography: Huang Chuan-he(1963-), male, Associate professor, research direction: computer networks, distributed computing systems, quantum computation.     

基于 VANETs 下的决策树多副本机会路由协议

在车载自组织网络（vehicular Ad hoc networks,VANETs）中,当节点缓存和消息副本数目被限制的情况下,如何合理地选择车载网络的路由节点是实现VANETs高效转发和投递的关键问题。为此提出了一种基于学习方法的决策树理论的多副本VANETs机会路由协议（D-Tree）。D-Tree将VANETs中节点间的传输和连接因素看做多个属性的集合,并与决策树方法得到一个消息转发规则,同时结合多副本路由与机会路由的“存储─携带─转发”优势进行消息投递。真实数据集上的实验结果表明,在场景密集的情况下,D-Tree相比于Bubble和S＆W路由算法投递成功率提高了近10％,同时在投递延迟等方面也具有明显优势。     

基于二分查找和Trie的IPv6路由查找算法

分析基于前缀长度的二分路由查找算法和基于Trie的路由查找算法的优缺点,在此基础上提出一个改进的路由查找算法,并给出其在IPv6下的实现方案.由于基于前缀长度的二分路由查找算法扩展性好、查找速度快,而基于Trie的路由查找算法实现灵活、转发表动态更新快,这使得所提算法具备路由转发表动态更新快、查找速度快、对前缀长度扩展性好等优点.模拟实验表明该算法能够较好地满足IPv6的要求.     

A Distributed Routing and Wavelength Assignment Algorithm for Online Muiticast in All-Optical WDM Networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficulttask due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wave-length conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength as-signment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength as-signment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routingmethod is based on the Prim's MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that theproposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks.