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.     

基于列车解编作业时间估算的编组站阶段计划配流优化

为获得鲁棒性更高的阶段计划配流方案,以配流代价最小的车流接续与分配为目标,构建考虑出发列车牵引质量及换长等不同满轴约束、静态配流和列车解编方案协同优化的编组站阶段计划配流优化模型。其中的列车解编作业时间根据到解列车的解体钩数、出发列车的编组钩数和连挂次数等进行估算,使列车解编计划时间更加接近实际作业时间。针对模型中出发列车编组作业时间估算需基于配流方案确定等特点,设计相应的求解思路和具体方法。采用ILOG求解配流方案,再用和声搜索策略求解列车解编方案,循环迭代至获取较优方案。算例结果表明:通过列车解编作业时间的估算,可使计划作业时间更加接近实际作业时间,从而减少所编制方案在实施过程中的调整范围和规模。     

技术站单组列车编组计划的禁忌搜索算法研究

技术站列车编组计划是铁路运输组织工作中的难点之一?国内现有对单组列车编组计划的研究,以运用0~1规划研究编组去向的车流递推关系最为典型,这类研究的本质在于优化各支车流的第一到站?基于此,本文设计了一种实数编码的禁忌搜索算法,可用来求解路网性列车编组计划?算例表明该算法能快速?有效地求解技术站单组列车编组计划?与LINGO软件相比,禁忌搜索算法只需较少的时间便可搜索到全局最优解?     

高速车辆与简支桥梁的动力相互作用研究

介绍了高速列车与桥梁系统的动力响应研究的意义,建立了不计质量的移动力、移动集中质量、传统小车和直线电机小车的分析模型,并推导了与之相应的车桥动力平衡方程及其解的表达式。利用编制的小车过桥FORTRAN程序,对不同工况下高速行驶的小车与简支桥梁的动力响应进行了研究和比较,得出了高速列车与桥梁系统的一些动力响应特性。     

组合式重载列车解编站设计

简单论述了发展重载运输的必要性。介绍了开行重载列车运输的两种形式。针对组合式重载列车的特点提出了通过站场设计提高重载列车解编效率的思路和方法。     

一类非线性热传导方程的线性化解法

提出了用一阶线性常微分方程及其解构造非线性偏微分方程精确解的线性化解法.利用该方法求出(3 1)维和(1 1)维的Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov型方程的精确解,其中包括扭状孤立波和代数孤立波解,并把(1 1)维的Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov型方程推广到具有任意次非线性项的一般热传导方程,得到了其解.     

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.     

列车运行调整问题的分解协调计算模型

针对列车运行调整问题集中式求解方法的不足,构建多目标优化列车运行调整的数学模型,并设计分解协调计算模型来求解.分解协调计算模型将求解过程分为4个层次,分别是将待调整列车分解为子调整列车集的协调分组层,确定子列车集优化目标的目标设定层,完成子调整问题求解的优化计算层和将各子问题解还原为原问题解的结果还原层.该计算模型能适应多种线路条件,也能适应不同列车调度员指挥的习惯偏好,并能快速求出优化解.     

高速列车车厢夹层板断面结构的多目标优化

为获得不同运行速度和工况下的高速列车车厢侧墙结构,在拓扑优化结构的基础上进行了多目标优化研究。将侧墙夹层板质量、柔度、最大变形作为优化目标,以侧墙5段夹层结构的面板和夹心厚度为变量、车厢气压变化梯度为约束函数,利用代理模型技术,建立了各目标、约束函数与变量之间的代理模型,通过非支配遗传算法NSGA-II,得到了多目标的Pareto解集。该Pareto解集中的夹层板结构比拓扑优化得到的夹层板结构的最大变形性能提高了8.21%到33.58%,设计时可根据具体的要求和经验从Pareto解集中进行选择,从而为不同运行速度和工况下的高速列车车厢断面结构的设计提供了多种选择方案。     

S1不变扩张解及S1不变G扩张解的显式构造

研究了从单连通区域Ω≌R2{∞}到酉群及其实形式的调和映射的S1不变扩张解,证明了S1-不变扩张解既是KerAQZ~一可交换的又是ImAQZ-可交换的;给出了S1不变扩张解的另一种代数构造方法,并且证明了经过旗变换得到的扩张解仍然是S1不变的.随后给出了S1不变G-扩张解的显式构造.     

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".     

矿区铁路集配站车场状态研究

针对矿区铁路集配站列车密集到达的实际作业情况,运用排队论理论和运筹学思想,建立了车场状态的数学模型,对集配站到发场充满过程进行了数学描述,为确定集配站在饱和状态下需要的到发线数量提供了新的计算方法,并结合实例进行了验证。研究结果表明,列车密集到达是造成集配站到发场能力紧张的重要原因。研究结论为确定集配站的设备规模提供了依据。     

基于均衡和接续的路网列车运行图调整研究

铁路中的换乘车站如果发生突发事件,会造成路网中部分列车到达换乘站晚点,晚点超出一定范围时与之接续的列车将不再保持接续关系,导致旅客无法完成换乘且接续列车晚点。本文建立了基于均衡和接续的路网列车运行调整模型,调整后使列车到达终点站的时刻与原计划时刻偏差最小并且总延误时间最小。使用Gurobi优化软件对模型进行了求解,结果表明,调整后的运行图能够有效缓解突发事件对列车运行造成的影响,且晚点在一定的范围内,通过列车接续能够保证旅客的顺利换乘。     

关于黄山旅游区铁路建设的思考

本文在分析黄山旅游区铁路运输现状的基础上，通过对旅游区２０００年和２０１０年铁路旅客到、发量的预测，从提高铁路进入旅游区的通达性和铁路运输能力出发，提出该区铁路建设的原则和目标，并以完善路网结构、复线改造、提高火车站等级、调整列车运行图和加快铁路旅游产业发展等方面提出铁路建设的构想     

编组站调车场股道数计算方法的探讨

编组站解编系统可以看成是一个特殊类型的排队服务系统,进入调车场的车组为顾客输入流,牵出线调机为服务机构,调车场为顾客逗留空间。本文建立了由一个集结去向的解—集—编过程所构成的排队服务系统的模型:这是一个成批到达成批服务的等待制服务系统。对于该排队系统模型很难用分析计算法求出精确解,但可用模拟方法求得近似解。本文先用计算机模拟方法求出了在牵出线负荷ρ一定的条件下,去向车流量 N_i 和其编成辆数 m_i 已知的某个去向所需占用的股道数。在考虑了各种变化条件的前提下,用正交法安排了模拟试验,再对这些模拟计算结果进行回归分析得到了任一去向所应占的股道数计算公式。而对于整个调车场股道数来讲,则可通过将各去向的应占股道数相加而得到。利用实际的数据资料对该计算方法进行验算,说明该方法是切实可行的。     

高铁枢纽车站到发线运用与进路选择综合优化研究

通过分析高铁枢纽车站接发列车和客运作业的特点,考虑接发列车技术要求和现场客运组织要求,将到发线运用和进路选择作为整体进行综合优化,以到发线运用和检票口作业量均衡、接发列车受交叉干扰程度最小为优化目标,建立0-1整数规划模型,并针对实际问题设计蚁群算法求解。最后以广州南站为案例进行分析,结果表明各到发线接发列车数量和检票口作业量较为均衡,占用同一到发线相邻两列车最小时间间隔较为合理,有利于列车运行受到干扰时接发股道和时间的调整,达到了优化到发线运用和进路选择的目的。     

三自由度行星齿轮变速器的组合设计法

将适于变速器传动比范围的单个NGW型周转轮系和由两个NGW型差动轮系构成的复合轮系选择出来,构成传动方案简图,并将这些简图和对应的传动比公式和传动比变化范围列入表中,具体设计时,只需根据变速器所需的传动比数值,从表中选出适合的方案简图进行组合,得到三自由度行星变速器的总体传动方案简图和机构简图,同时,联立求解由表中查得的传动比公式,各轮系齿轮的齿数也能迅速计算出来.     

行星传动基本参数选择理论的再认识

对现有设计手册中的行星传动齿数选择方案进行了理论分析,指出国内各机械设计手册中普遍引用的高速行星传动齿数选择上“互质说”的不足.齿数互质能减小振动的说法没有充分的理论根据,利用该方法减振是不正确的.“行星轮相位调谐”理论有着严密的数学基础,基于该理论提出了以减振为目的的修改行星传动基本参数———齿数和行星轮个数的新方法.该方法有助于提高传动的动态性能.     

二自由度行星齿轮变速器的组合设计法

行星齿轮变速器的设计是一件复杂而困难的工作,故本文对由两个NGW型差动轮系构成的复合轮系进行了分析,从中找出几个适于变速器传动比范围的轮系,并配以制动器,构成传动方案简图,将这些简图和对应的传动比公式和传动比变化范围列入表中.设计时,只需根据变速器所需的传动比数值,从表中选出适合的方案简图进行组合,就得到行星变速器的总体传动方案简图和机构简图,同时,联立求解由表中查得的传动比公式,各轮系齿轮的齿数也能迅速计算出来.     

高速列车蛇行运动稳定性研究概述

高速列车长期服役的可靠性是高铁建设的首要保证,自激蛇行运动是轨道车辆所特有的一种失稳形式,为了保证车辆的运动稳定性,确保其高速、安全行驶,以高速列车蛇行失稳的理论研究方法为背景,概述了蛇行失稳研究中的主要研究方法及其存在的不足,对近期的研究热点方向进行了概述并对非光滑分岔、非对称运行稳定性等方向进行了展望。对于高速列车的确定性和稳定性而言,在不考虑车辆非线性特性的情况下,一般可以采用特征根法、Routh-Hurwitz准则判定法、最小阻尼系数等方法进行分析;当必须考虑轮轨接触以及悬挂系统等非线性特征时,可以采用特征值变化法、QR算法+二分法、中心流形法、打靶法、延续算法等方法。对于车辆的随机稳定性而言,可以采用随机非线性动力学Hamilton理论、蒙特卡洛法、半隐式的Milstein随机数值模拟、小数据量等方法对随机稳定性、随机分岔以及分岔类型进行分析。由于能够考虑自身结构参数激励、轮轨接触不平顺激励,能得到更接近真实运行条件下的失稳临界速度,随机稳定性、随机分岔的理论研究和试验研究逐渐得到研究人员的关注,成为高速列车蛇行失稳研究的热点方向。