高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化方法

股道运用是高速铁路车站作业组织的核心,车站股道运用与列车运行相互影响、相互制约。为缓解晚点对列车正常运行秩序的影响,以相邻若干高铁车站股道运用与列车运行调整综合优化为对象,统筹考虑各站股道、进路占用的唯一性及其最小安全间隔时间、车底周转计划等约束,以最小化列车到发时刻波动性和车站股道运用方案波动性为优化目标函数,构建综合优化模型;以列车在站到发时刻为纽带,设计基于模拟退火算法思想的综合优化算法,制订高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化方案。算例表明:所提方法能快速解决线路级高速铁路车站股道运用与列车运行调整综合优化问题,有效降低股道运用站间影响及晚点对后续车站的影响;合理设置初始Markov链长有利于提高算法效率;立折旅客列车晚点对方案的波动性影响最大,终到、经停旅客列车的影响最小,在调整过程中应优先保证立折旅客列车的正点运行;若调度员决策偏好到发时刻稳定性,可优先调整终到旅客列车的方案,若决策偏好股道运用稳定性,优先考虑经停旅客列车;所提方法能够为高速铁路列车运行计划实时调整提供决策支持。

高速铁路车站到发线运用实时调整复合排序模型与算法

高速铁路车站到发线运用实时调整是列车运行调整的重要内容。运用现代排序理论,将列车视为工件,到发线、咽喉区进路和区间视为机器,将相邻若干高速铁路车站到发线运用技术作业过程视为混合流水作业过程,将实时调整优化问题抽象成一类新型复合排序问题;统筹考虑车站到发线和咽喉区进路占用最小安全间隔时间、车底周转计划等约束,以列车加权到发时刻和到发线运用方案波动性最小为优化目标函数,构建高速铁路车站到发线运用实时调整第三类多目标复合排序模型;以列车运行和车站到发时刻为纽带,分别设计基于分派规则的复合排序算法和基于SA的优化算法确定其规则解和优化解。算例表明:所提方法能快速制订线路级高速铁路车站到发线运用实时调整方案,有效缓解列车晚点、到发线故障对车站到发线运用的影响,满足实时调整的强时效性要求;针对不同工况宜直接采用合适的分派规则制订实时调整方案;立折列车对晚点程度的敏感性最强,终到列车最弱。

基于云计算技术的地铁自动售检票系统研究

针对地铁线网规模的不断扩大,原有地铁自动售检票系统出现建设成本高、资源利用率低、后期维护工作困难等问题,设计了一个基于云计算技术的地铁自动售检票系统(CAFC系统)。构建了系统的整体架构、物理拓扑结构、软件体系结构和云架构,精简了原有系统的架构、减少了系统容量、降低了系统投资;分析了系统各层次之间、系统与系统用户之间、系统与外部接口之间的业务逻辑关系;提出了基于防火墙、入侵检测系统、数据备份和PKI的系统安全解决方案。该系统能够完成地铁自动售检票和票务运营管理等功能,而且降低了投资成本、提高了资源利用率,为实现地铁低碳运营、绿色运营提供支持。

一车多件货物装载布局优化模型与算法

以三维多层货物装载布局问题为研究对象,结合货物运输安全特征,综合考虑装载货物合重心、总重量、总体积、车辆边界及货物之间不干涉等约束因子,以最大化承载车辆标记载重量和有效容积综合利用率为优化目标,建立一车多件货物装载布局优化模型。为保证货物布局的平整性和平衡性,提出基于人工装载经验的s中心骨架、带已布物群约束的布局、形状相似的概念,采用空间合并、融合、小块预留技术,在构造待布空间的匹配货物集、中心骨架及其移动策略的基础上设计一车多件货物装载布局优化算法。实例表明:所提出的模型和算法能快速制定合理的三维多层货物装载布局方案,有效运用承载车辆,满足货物运输安全的要求。

客运站股道运用优化模型及算法

为了提高客运站运输生产效率和行车技术作业自动化水平,分析了客运站旅客列车到、发技术作业的特点,建立了客运站股道运用优化模型。模型目标为有利于客运站行车技术作业,有效利用车站设备和方便旅客乘降,并且优先排列等级较高的列车。运用多目标规划理论,采取分支定界法对模型进行求解。将模型和算法应用到一大型三线通过式客运站,股道运用计划有明显改变,1/3以上列车到发线进行了变更,整体安排合理,效果理想。

铁路客技站车底作业排序模型与算法

作为铁路客技站核心工作之一的车底作业安排包括车底出入库安排、车底停留线运用和调机运用3方面的内容,是CTC(调度集中系统)条件下客技站分散自律控制的基本组成部分。以车底、调机运用、车底停留线为研究对象,利用排序理论,以总晚点数最小为第一目标和调机均衡运用为第二目标建立具有柔性流水作业性质的车底取送模型,以客技站股道均衡运用为目标函数构造车底停留线运用模型。运用排序思想和两阶段法,并结合松弛算法提出了车底作业计划表的原始算法以及基于4种解改进优化策略的调整优化算法。实例表明,提出的模型及算法能够快速、合理地确定车底的出入库作业安排、车底停留线运用方案以及相应的调机运用方案,并能充分运用车站的各项资源。

基于BOT模式的高速公路项目投融资组合决策模型

文章以BOT模式下高速公路项目投融资组合决策问题为研究对象,深入分析投资与融资决策影响因素及其关系,以投资主体收益最大、风险最小为优化目标,构建项目投资决策模型;以融资主体的融资成本最小为优化目标,建立项目融资决策模型。在此基础上,综合考虑投资、融资主体双方利益,考虑投资主体的风险均衡与最低期望收益,构建基于BOT模式的高速公路项目投融资多目标组合决策模型,并采用乘除法将多目标转化为单目标问题。算例表明所提出的方法能合理有效的制订高速公路投融资决策方案,为高速公路项目投融资决策提供决策支持。

面向对象的铁路超限货物轮廓计算方法

准确计算铁路超限货物轮廓有力保障货物运输安全、提高运输效率,是日常运输管理中一项必不可少的基础性工作。从微观角度入手,结合面向对象思想,提出以三维实体对象描述、投影和综合为核心的超限货物轮廓计算方法。将超限货物视为独立对象,结合对象特征构造以基本体素分解和几何运算相结合的实体对象描述方法;投影对象后以纵横交替扫描方法对投影进行预处理;通过定义交点序列、内外边等概念,设计了以交点确定和边属性判断为主体的投影综合算法。面向对象的超限货物轮廓计算方法在理论上有保证,拟合实际,有效避免遗漏隐藏超限点,准确反映货物的空间几何形态。算例证实了方法的有效性。

铁路集装箱平衡装箱优化模型与算法

在分析铁路集装箱平衡装箱影响因素的基础上,结合货物装载稳定性、空间独占性与平衡性,以集装箱容积利用率最大为第一优化目标、载重量利用率最大为第二优化目标,构建铁路集装箱平衡装箱优化模型。引入邻度、层换差等概念,结合松弛策略和回溯策略,采用分层系列法,提出基于动态分层和定位规则的两阶段求解算法。实例结果表明,该算法能快速、有效求解铁路集装箱平衡装箱问题。

再生资源回收物流网络优化模型与算法研究

再生资源回收利用是发展循环经济的有机组成部分,再生资源回收物流网络规划问题的研究是再生资源回收利用系统运行的前提与基础。在考虑再生资源回收量和需求量波动性的基础上,以最小化回收物流总成本为优化目标,构建具有回收点、回收中心、集散市场和深加工中心或客户的四层级、多品种单周期再生资源回收物流网络规划模型。采用基于回收主体综合处理能力及映射关系的解改进优化策略,设计两阶段启发式算法求解模型。算例表明,提出的模型与算法能有效制定再生资源回收物流网络布局方案,且可推广用于单品种单周期、单品种多周期、多品种多周期的再生资源回收物流网络优化问题。

铁路客技站车底作业耦合窗时排序模型与算法

车底作业耦合问题是指如何统筹安排车底在站各项技术作业,解决行车及调车作业干扰问题,对实现CTC条件下铁路客技站分散自律控制具有重要意义。以车底和调机、股道、进路等可再生资源为研究对象,结合维修、到达和完工时间窗,建立车底停靠与取送作业窗时排序模型;通过构造车底作业到达时间和交货期的满意度隶属函数,以车底取送时间表为耦合因子,运用现代排序理论,构建车底作业耦合窗时排序模型。采用基本和合成分派规则,结合资源再生过程,提出自律耦合优化算法制订车底在站作业计划。实例表明,所提出的模型与算法能全面、合理地制订车底在站作业计划,有效解决行车及调车作业干扰问题,并充分运用车站各项设备。

阔大货物装运决策系统模型与算法

介绍阔大货物装运决策系统的功能与特点，深入讨论简化系统运算的铁路限界的凸性问题，提出了系统的主要模型和算法。

全路危险货物运输计算机监管系统

利用跨越式发展的理念和分布式计算、网络通讯、网络安全、数据库、数据挖掘等技术设计了全路危险货物运输计算机监管系统的网络拓扑架构,构建了基于审核的危险货物运输流程管理、基于认证与授权的运输责任审核功能体系与危险货物配装与仓储布局的数学模型。应用结果表明统一的全路危险货物运输计算机监管系统为危险品的运输安全提供了保障。

平衡装载问题的优化模型和算法

根据运输条件和铁路现场实际情况,建立了以平衡配装为主要约束、车辆利用率最大化为目标、多批货物多车配装问题的数学模型,并详述了用遗传算法求解的关键技术.文章假设货物都是长方体的,并适于装在封闭容器中.长方体货物装载优化问题是NP完备的,问题本身具有重要的理论价值,并在交通运输、工业生产和空间规划等领域有着广泛的实际应用背景.

长大货物多式联运路径再利用规划模型与算法

通过将单个节点拆分为不同运输方式的同位节点,货物换装视为虚拟运输边,构建长大货物多式联运网络,适当保留改造后的节点与边,建立联运通道以提高长大货物运输经济效益。考虑公、铁、水路运输、经济等各类影响因素,建立以收益投资比值BCR最大化为优化目标的长大货物多式联运路径再利用规划模型。提出基于固定优先权编码的遗传算法,以选择最佳运输路径、换装方式以及网络改进措施。研究结果表明:多式联运在运输费用以及运输时间方面优势明显;采用再利用规划后的路径运输长大货物对比公、铁联运路径运输长大货物,其运输费用和时间分别降低10.6%和26.0%,收益投资比可达1.2616。

基于手机QR码车票的地铁移动票务系统研究

为实现地铁票务的移动化,分析现有移动票务形式和地铁票务特点,提出采用QR码作为地铁车票信息媒介的地铁移动票务方案,设计一个基于手机QR码车票的地铁移动票务系统,分析实现该系统所需的关键技术,并对系统进行仿真模拟测试。研究结果表明:此地铁移动票务方案具有可行性,不仅能够实现地铁票务的移动化,而且能够降低地铁自动售检票系统的前期购置成本和后期维护成本、精简车票流通业务和现金管理业务;手机QR码车票具有安全性,可多次循环使用,不可伪造、不可冒用、不可多人同时使用,无需关联乘客隐私;移动票务系统不仅能够完成地铁移动车票的自动售检票功能,而且可向乘客提供地铁增值服务和推送地铁实时消息,给乘客提供优质便捷服务。

铁路货票信息的数据挖掘

从三个方面对货票数据进行挖掘。即:运用集合理论构造关系数据库特征关联模型,描述了特征规则知识的表达:rule(E,T,Cp),给出rule(E,T,Cp)的发现算法和算法的应用举例,实例表明铁路多年来把标重作为计算整车费率唯一因素的办法应作适当调整;运用聚类方法对货票数据进行聚类,描述了聚类的步骤,对某公司2000年度的运距和收入进行聚类,分析聚类结果对铁路生产经营、市场营销的启示;运用ARIMA模型对货票数据进行季节性知识挖掘,描述挖掘的过程,用1992年～2001年的历史数据预报2002年货运量。

AGV系统的调度优化模型

传统AGV调度问题考虑单机或单请求的情形,分析了柔性制造系统(FMS)中AGV的作业特征,从一般的多机多请求情形出发,以最小化车辆总数、最大化平均满意度、最小化总运行距离为目标,以优先紧急请求、一般请求先进先出(FIFO)为基本原则,提出了多台AGV处理多项请求的数学模型,并给出一种解决它的混合遗传算法,确定了请求与AGV的一一对应。

集装箱轻重货物混合平衡装载模型与算法

负载平衡是集装箱装运过程中的基本约束,轻重货物混合装载时较难满足,如何精确量化负载平衡、实现轻重货物混合平衡装载亟待研究。以集装箱轻重货物混合平衡装载问题为研究对象,构造负载平衡函数,综合考虑负载平衡、位置、重量和旋转等约束,建立轻重货物混合平衡装载模型;根据对负载平衡的影响程度,将待装货物分类组成轻重货物单元,在采用评估函数和中心骨架等启发式方法分类处理的基础上,设计轻重货物混合平衡装载算法。3000个算例表明:所提出的模型和算法能够在保证集装箱容积利用率不低于90%的同时使负载平衡约束满足率达96.07%以上。

铁路集装箱轻重货物混合平衡装载研究

集装箱的混合平衡装载是指将重量、密度差别较大的轻重货物混合装入同一集装箱中,且满足负载平衡约束,实现平衡装载的问题,它是集装箱装载布局问题的子类,其研究对保障装运安全、提升作业效率、减少运输成本和能源消耗等各方面都有重要意义。负载平衡是集装箱装运最基本的约束之一,但在混装轻、重型货物时不易实现,如何精准量化负载平衡,确保轻重货物装载平衡值得探索和研究。统筹考虑负载平衡、装载位置、放置方式等限制条件,将轻重货物作为对象,构建平衡装载模型,并设计算法求解。结果显示:创建的模型和求解算法可以确保集装箱装入货物后的容积利用率不小于90%,并且有95%以上的概率达到负载平衡要求。