考虑存车条件的动车组交路计划优化方法

动车组交路计划是高速铁路运输生产计划的核心问题之一。在研究编制动车组交路计划时充分考虑夜间停放、到发线运用条件等以确保计划的可实施性。以一级检修周期为时间跨度构建动车组运用接续网络,考虑夜间存放地点、车站到发线运用、检修里程和检修时间等约束,建立以动车组使用数量最小为目标的混合整数线性规划模型,开发两阶段分支定界算法进行求解。以某动车运用所担当的列车为案例,分析结果表明:在动车组夜间存放地点和到发线运用合理的情况下,构建的模型相比既有人工编制方法可以有效节省动车组使用数量,同时能编制动车组车站到发线运用方案及夜间存放方案,节约铁路部门运营成本,为相关人员编制动车组交路计划提供辅助参考。

国外重联编组运营组织模式应用案例分析及对我国城市轨道交通运营组织的启示

[目的]在城市轨道交通客流时空不均衡性日益明显的背景下,现有运营组织模式难以适应复杂的客流,有必要对重联编组运营组织模式进行探讨,进而实现不同特征客流与运能的灵活匹配。[方法]通过文献资料分析法,以具有代表性的德国时空重联运营模式和日本“翼型列车”运营模式为例,分析了柏林S-Bahn(城市快铁)、慕尼黑S-Bahn及横须贺·总武快速线等线路的运营组织模式和相关技术特点,并对不同重联编组运营组织模式的特征及适用性进行分析,进而提出对我国城市轨道交通运营组织模式创新的合理建议。[结果及结论]在我国重联编组运营组织模式推动与实施的过程中,应分别针对客流时段不均衡性、空间不均衡性及客流时空复杂性显著的线路,采用不同时段不同编组、不同区段不同编组,以及直通运营、交路方案与重联编组组合的运营模式。高效的列车解编技术是重联编组运营组织模式的关键技术之一,应根据线路实际条件采取在线解编或车辆段解编,进一步提高城市轨道交通线网的服务水平。

金山铁路公交化运营组织研究

市域(郊)铁路是都市圈轨道交通的重要组成部分,其发展备受关注。文章以上海金山铁路公交化运营组织为研究对象,深入剖析车站、列车、时间等不同因素对金山铁路公交化客流特征的影响,挖掘其客流在时空维度呈现的不同规律,如直达客流比重大、中间站客流主要往返于上海南站、工作日客流量明显高于非工作日且早晚高峰潮汐现象显著。着重探究上海南联络线开通后带来的多方面变化,从优化公交化运营策略的角度出发,提出高峰时段增加列车开行密度、细分客流灵活列车交路、优化列车服务间隔时间、加强与城市交通融合衔接等建议,旨在为市域(郊)铁路的公交化运营提供辅助决策。

城市轨道交通站点出入口周边风雨连廊设置研究——以苏州为例

从轨道交通出行全过程链来看,“最后一公里”出行便利性和服务品质直接影响轨道交通出行竞争力,为了贯彻落实公共交通优先发展战略,推进以人为本的街道空间品质塑造,应加强轨道站点出入口周边风雨连廊的建设,通过慢行空间品质提升,提升轨道交通出行便利性。本文研究了国内外轨道站点出入口周边风雨连廊的发展,从风雨连廊的功能分类、设计形式等方面进行系统性的研究与分析,总结归纳城市轨道交通站点出入口周边风雨连廊的设计要点,为后续风雨连廊的规划建设提供技术指引。

重联运营模式下城市轨道交通列车车底运用优化

[目的]重联运营模式能有效提升城市轨道交通客流与运量的匹配度,同时也为车底运用计划的编制带来挑战,因此需对该模式下车底与不同编组车次的接续问题进行研究。[方法]通过分析重联运营模式下城市轨道交通列车车底运用的特点,以及客流高峰向非高峰转化阶段车底的接续情况,以车底运用数量最小、车底接续时间费用最小及车底运用均衡性为目标,综合考虑车次接续唯一性、车底一致性、检修计划、节点常规接续、重联车次节点接续等相关约束,引入MTSP(多旅行商问题),构建城市轨道交通客流高峰向非高峰转化阶段的车底运用优化模型,并设计了一种MOFA-MCS(多策略协同多目标萤火虫算法)。以某条客流时段不均衡性较大的城市轨道交通线路为例,对该优化模型的可行性和合理性进行了验证。[结果及结论]重联运营模式下城市轨道交通车底运用优化方案能合理优化不同编组车次间的接续,降低企业运营成本。

福州都市圈利用既有铁路开行市域列车研究

党的二十大提出深入实施区域协调发展战略,以城市群、都市圈为依托构建大中小城市协调发展格局。市域铁路作为引导都市圈融合发展的重要载体,《关于促进市域(郊)铁路发展的指导意见》《关于推动都市圈市域(郊)铁路加快发展的意见》《国家综合立体交通网规划纲要》等提出鼓励优先利用既有铁路资源,加快推进都市圈市域(郊)铁路规划,助力都市圈高质量发展。笔者以福州都市圈为对象,在分析既有杭深铁路、福马铁路、福平铁路、峰福铁路、昌福铁路、合福铁路等基本条件的基础上,以助力福州都市圈高质量发展为导向,打造都市圈利用既有铁路开行市域列车的示范工程,重点研究运输需求及开行方案。

铁路空车调整的非线性规划模型研究

空车调整在技术上是一个车辆合理运用的优化问题,对其优化模型和算法的研究在理论和实际工作中都具有重要意义。该模型研究对同种铁路空车,在一个班计划时间的阶段内,以降低空车走行公里为优化目标,借鉴和参考以往研究成果,考虑避免铁路空车对流因素,以优化空车调整考虑要素为约束条件,运用运筹学思想,建立相对简洁的非线性规划模型,并通过LINGO商业软件对模型举例进行验算,能够在较短时间内求得较优方案,在验证非线性数学模型有效性的同时,可得出所建立的非线性数学模型能对空车列车开行工作起到辅助决策和对该问题可持续研究提供理论支持的结论。

面向易行的高速铁路智能平行调度系统构架及关键技术

针对我国高铁成网运行、管控列车数量和种类多、运营方式复杂等特点,以构建新一代智能动态调度系统为目标,探讨面向易行的高速铁路智能平行调度系统构架,从5个方面提炼出高速铁路智能平行调度系统的技术特征。总结目前高速铁路智能平行调度系统研究亟待解决的关键技术,介绍智能高铁平行调度一体化仿真原型系统研制及实现的部分场景功能。研究工作可为建立面向易行服务的,适应中国高铁“效率变革”“质量变革”需求的智能动态调度理论与技术体系,实现我国高速铁路智能调度系统和运输服务水平的升级发展提供参考。

城市轨道交通线路折返形式及其影响因素对折返能力的影响

[目的]折返能力作为衡量城市轨道交通线路运载效率的关键指标,其提升是当前面临的重要课题。因此,深入分析城市轨道交通的折返形式及相关因素对折返能力的影响显得尤为重要。[方法]采用实验室自主研发的一套城市轨道交通列车运行仿真系统,以实际运营的城市轨道交通线路为例,对多种折返形式下的折返能力进行计算与分析。根据折返作业的具体流程,定性分析影响折返间隔的各种因素,并研究相关因素对折返能力的影响。在此基础上提出优化措施,并代入具体的站型中进行定量验算,计算各优化措施在不同折返形式下的提升能力和限制条件。[结果及结论]通常情况下,站后折返的折返能力强于站前折返。所提的缩短停站时间,提高道岔侧向限速,降低控车舒适度和停车准确性要求,缩短列车换端时间等优化措施,在不同折返形式下的提升效果存在差异,需根据实际情况进行灵活选择。基于车车通信的列车折返形式相比于传统的基于车地通信的折返形式,在折返能力上有显著提升。

基于节能降耗的城轨车辆牵引系统优化设计

城市轨道交通已成为提高城市交通畅通率的主要力量,同时也是城市用电能耗大户。城轨车辆牵引能耗占比例较大,本研究基于城轨车辆牵引的电气拓扑结构,按照双碳目标要求,从能源应用、运营管理和设备技术创新三方面进行城轨车辆牵引系统绿色低碳化设计研究,为城轨交通运营节能降耗提供有价值的实施方案。

一种基于多目标分解优化算法的城轨列车运行优化方法

本文针对城市轨道交通中由于线网规模巨大而导致能耗过高的问题,提出采用多目标分解优化算法的方法,将城市轨道列车运行过程中的功率和运行时间作为优化目标,将列车的停站时间作为决策变量,对列车的运行过程进行优化的解决方案。在城市轨道交通中起到降低列车功率,缩短列车运行时间作用。概述当前,国家号召“双碳”战略,推行绿色交通,城市轨道交通基于自身安全舒适、运载量大等优点,发展突飞猛进。然而,由于城市轨道交通线网规模庞大,其能耗在交通运输业总能耗中所占比重不断提高。通过全类别电能消耗统计发现,列车牵引能耗在总能耗中占比不容小觑,因此降低牵引能耗、缩短运行时间是节能减排的重点攻关方向。

突发事件下列车开行方案调整对铁路客运网络鲁棒性的影响

面对突发事件的发生,铁路会采取列车开行方案调整措施进行应对以减少突发事件带来的危害,极大地影响了铁路客运网络的鲁棒性。结合突发事件对铁路客运网络的影响区域性特点,选取部分停运的列车开行方案调整措施,确定突发事件对铁路客运网络的扰动,通过构建鲁棒性指标,进行了列车开行方案调整对铁路客运网络鲁棒性的仿真设计。以辽宁省铁路客运网络为例,计算不同比例停运下铁路客运网络的鲁棒性,研究发现:2种网络指标的度量下,最大连通子图的鲁棒性要好于可达性。列车部分停运下,当列车停运比例大于70%或车站节点数大于10时,会引起最大连通子图指标的快速下降;当列车停运比例大于10%或车站节点数大于9时,会引起可达性指标的快速下降。

新一代智能重载电力机车关键技术创新概述

为了更好地满足朔黄铁路两万吨重载货运的需求,开展了新一代智能重载电力机车关键技术研究与样机研发。文章介绍了机车的主要性能参数,重点阐述了新一代电传动技术、重载直驱转向架、冷却技术、智能化技术等7个方面的技术创新。新一代智能重载电力机车关键技术的攻克及新系统的应用,推动了重载电力机车关键性能的全面提升,达到了机车智能、高效、绿色、安全运行的目标。

城市轨道行车的组织调度与安全研究

在当今城市化发展速度不断加快的推动下,城市轨道交通运营系统愈发密集与完善,这为广大市民提供了较为便利的出行条件,也大幅度缓解了城市交通系统的运营压力。为有效提高城市轨道交通系统综合运营水平,科学恰当行车组织调度至关重要,是维护城市轨道交通系统稳定高效运行的核心重要举措。因此,针对城市轨道交通运营系统,逐步完善组织调度数据信息,持续优化项目调整技术,加快轨道车辆组织调度智能化升级,加大轨道行车组织调度安全管控力度,进而让现代化城市轨道交通系统运营效率更为理想,安全可靠性更为出众,为广大市民提供更为优质便捷的外部出行方式。

单线客运专线通过能力计算方法研究

客运专线通常按照双线建设,但针对个别运量不支持双线的情况,可按照单线规模建设,以减少投资,提高经济效益。单线客运专线由于仅开行旅客列车,需考虑旅行时间和服务质量,列车不宜在车站长时间停车或频繁会让,故不能简单套用单线客货共线或货运专线的计算方法。结合旅客列车开行特点,在合理的平图周期基础上,以时间目标值为约束,分析满足时间目标和服务质量要求的列车停站及会让方案,研究不同停站方案列车对于平行运行图的能力占用情况和相应的扣除系数,并在此基础上提出一种单线客运专线非平行运行图能力计算模型。最后,采用图解法对线路能力进行验证,图解结果与模型计算有较高的匹配度,论证本方法对单线客运专线通过能力计算的有效性。

基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术研究与实践

文章首先从研究目标、研究方法、设计原则及约束、职责划分、主要功能、工作原理等方面,介绍了基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术的研究与设计,然后重点分析了在国内各线路上开展的重载列车自动驾驶技术研究项目的技术方案、试验验证和运用考核等情况,最后对重载列车自动驾驶技术未来的发展趋势进行了展望。

基于再生制动的朔黄铁路节能运行图优化方法

朔黄铁路的重载列车在运送货物时较少考虑能耗问题,为响应节能减排、可持续发展的目标,提出一种节能运行图的优化方法。首先,对再生制动能量产生的原理进行分析;其次,基于列车运行图要素与再生制动能量利用的关系提出节能运行图优化方案;再次,通过以同一供电分区内各列车牵引与制动工况的重叠时间最大化为目标建立模型;最后,根据朔黄铁路的实际情况,提出运行图的优化策略,确定最佳到发间隔时间。

轨道交通电力调度中突发事件快速响应机制的研究

城市轨道交通蓬勃发展,电力调度稳定性举足轻重,鉴于突发事件频繁威胁运营安全,其快速响应机制研究刻不容缓,研究包括剖析事件类型影响、构建监测、决策与应急流程,运用数据处理与新技术手段。最终形成完备快速响应体系,这不仅提升电力调度应急能力,保障运营安全高效,降低经济与社会风险,更为城市轨道交通持续稳定运行筑牢根基,推动行业应急管理水平进阶。

提高铁路机车运用效率的探索和研究

2020年8月,中国国家铁路集团有限公司发布《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出,到2035年,率先建成服务安全优质、保障坚强有力、实力国际领先的现代化铁路强国。全国铁路网达到20万公里左右,其中高铁7万公里左右。到2050年,全面建成更高水平的现代化铁路强国。随着全球经济的快速发展和交通运输需求的不断增加,铁路运输作为重要的交通方式之一,效率的提升显得尤为重要。与此同时,包神铁路集团踏上了智慧化的快车道,目前已初步建成数据治理体系。本文旨在探讨提高铁路机车运用效率的策略和方法,通过对现有影响因素的深入分析,提出一系列措施。

考虑Pareto最优的列车运行图与维修天窗协调优化

列车运行图与维修天窗之间的冲突始终无法避免,且维修天窗开设时间的长短显著影响列车总运行时间。针对此问题,综合考虑维修天窗对列车运行造成的限速约束、车站到发线数量约束等,建立列车总运行时间最小,以及维修天窗实际开设时长与理想时长总偏差最小的双目标混合整数规划模型;对困难约束设置中间辅助变量将模型线性化以提高求解效率,并设计约束转换算法求解双目标模型的Pareto最优;微观化处理铁路线,将站内资源和站间资源细化为一系列行车资源单元,得到更加符合实际旅客运输需求的运行图。以某地区铁路线夜间开行列车及维修天窗开设计划为研究背景,调用商业软件求解双目标函数模型的Pareto最优,并对双目标模型的最小支配解和最优支配解进行对比分析;针对最优支配解下的列车进入、离开行车资源单元的时间、停站作业时间及维修天窗的开始时间及开设时长,绘制列车运行图。求解结果表明:模型在满足维修天窗最小开设时长的同时,能够兼顾列车运行总时间最小和维修天窗开设时长更充裕。基于最优支配解绘制的列车运行图表明:微观路网下的列车运行时刻表优化结果更符合实际旅客运输生产作业需要。研究结果可为铁路运营管理部门进一步优化列车运行图编制与维修天窗开设提供参考。