突发事件条件下高速铁路列车服务网络优化研究

列车服务网络优化问题一般情况下,一方面是考虑旅客的出现,另一方面是考虑企业的收益情况。本文结合了高速列车的开行方案、物理网络,构造了高速列车的服务网络,分析了突发事件对高速铁路的客流如何影响,以旅客出行成本最小、运营部门的收益最大,构建了突发事件条件下高速铁路列车服务网络优化模型,为突发事件条件下的铁路运输部门运输组织旅客提供一定的思路。

基于复杂列车服务网络的客流分配方法研究

研究旅客列车开行方案形成的复杂列车服务网络属性及其构造方法,在分析多层次客流选择行为基础上,确定列车服务网络弧段阻抗。建立体现差异性服务水平需求的复杂列车服务网络客流分配模型,该模型以旅客出行效益最大化为目标,通过分别限制不同出行距离、不同层次旅客的换乘次数及换乘时间,设置旅客出行径路的多约束条件。设计改进的蚁群算法和Frank-Wolfe算法构成的混合算法进行求解,为更加符合旅客的选择行为,按OD客流量、出行距离、优先级等规则进行流量加载。以京沪高速铁路旅客列车开行方案为例进行客流分配,验证模型和算法的有效性。

中国铁路旅客列车服务网络性质研究

定量分析铁路旅客列车服务网络的性质,对路网规划、编制开行方案和旅客运输组织具有参考意义。本文从空间和时间的角度研究中国铁路旅客列车服务网络的特点。首先利用复杂网络理论,研究铁路旅客列车服务网络的空间特性,得出中国铁路旅客列车服务网络是"小世界"、"无标度"网络,旅客通过平均2.07次换乘即可从该服务网络中的一个车站到达另一个车站。同时,研究带权重的铁路旅客列车服务网络的性质。其次,从时间的角度研究旅客列车服务网络的接续特点,研究表明,中国铁路旅客列车服务网络中,旅客列车间的换乘接续有待完善。最后,利用复杂网络理论分析部分客运专线开通运营对中国铁路旅客列车服务网络性质的影响。

基于旅客类别的列车服务网络客流分配

针对列车服务网络客流分配模型复杂、求解困难的特点,采用旅客类别划分的简化策略,以旅客主体特性为分析参数,运用近邻传播算法对其进行聚类。在此基础上,构造列车开行方案形成的服务网络,提出不同类别旅客乘车方案弧段阻抗的计算方法,建立基于类别划分的旅客乘车方案概率选择模型,并设计相应的网络流量加载算法。以宝成线为实例,根据客流调查结果,进行旅客类别聚类划分与流量加载验证。研究结果表明:将铁路出行旅客划分为6个类别时,具有最好的聚类效果;在此基础上客流分配准确率在80%以上。基于旅客类别划分的流量分配方法能够得到准确的流量分配结果,从而为列车开行方案的调整提供合理依据。

列车时空服务网络客流分配方法研究

客流分配方法研究是铁路客运产品设计的核心,对评价列车服务网络质量具有重要意义.本文研究旅客列车运行图形成的时空服务网络属性及其构造方法,在分析多层次旅客具有不同的服务时间窗期望、换乘次数、换乘时间等出行选择行为基础上,确定网络弧段阻抗.建立体现旅客时空差异服务需求约束的客流分配模型.提出由时间窗搜索和改进的Dijkstra算法构成的组合算法求解旅客合理时空服务路径集合,设计基于合理服务路径集的客流分配子算法.实现在网络条件下,根据分配权重函数不同,完成客流时空分配.最后,利用MATLAB编程,以京广高速铁路相关时空服务网络为例,验证模型和算法的有效性.

列车控制与服务网络流量监管研究

列车控制与服务网络(TCSN)不同于传统的列车通信网络,TCSN在保证列车控制业务传输的同时,充分考虑应用越来越广泛的旅客服务业务,实现列车控制与旅客服务业务流量一体化传输。TCSN采用区分服务模式,针对TCSN网络实际流量到达速率与SLA规定的流量速率可能不相符造成的流量突发,提出了一种多级令牌桶流量监管方案,通过两级令牌分配监管AF业务流量,并对监管后的流量报文进行着色和入队管理,实现列车控制与服务业务流量的动态监管及网络资源的合理分配。

列车控制与服务网络流量调度策略研究

文章根据列车控制与服务网络(T C S N)的列车控制与旅客服务业务一体化传输特殊需求,针对TCSN中数据流量调度,综合考虑TCSN中各种业务流量不同的流量特性、传输服务质量需求和网络当前利用率等因素,设计了一种两级调度方案DWDRR/PRI。重点阐述了两级调度的思想和调度算法的相关细节,以及调度策略,实现TCSN中关键业务优先传输和非关键业务按规则公平传输,并通过仿真分析证明了两级调度算法的可行性和正确性。

铁路货物快运服务网络鲁棒性优化方案

针对计划期间货运需求的波动情况,构建了铁路货物快运服务网络设计鲁棒优化模型。通过对比传统铁路货物快运服务网络设计基础模型,以总运输成本最小为目标,决策内容隐含车流的中转方案和摘挂方案、列车编组计划、运到期限等运输服务约束,采用和声搜索算法对模型求解,循环迭代至获取较优结果。研究结果表明,鲁棒优化模型对运输需求变动的适应性较强,且运到期限增大,总成本减少。

列车控制与服务网络旅客服务流量特性分析与建模

列车控制与服务网络要求列车控制业务和旅客服务业务在同一网络进行传输。为保证列车运行安全,必须对列车旅客服务业务流量进行监管,而旅客服务流量特性是实现有效监管的重要依据。在实验室局域网模拟列车旅客上网环境,通过WireShark采集常见旅客服务应用的流量数据,并提取公开流量数据集的部分数据作为补充,构造旅客服务业务流量数据集;利用Python相关工具包,将旅客服务业务报文到达时间间隔与经典概率分布模型拟合,对比拟合实验结果,据此建立旅客服务业务报文到达时间间隔的数学模型,并通过评价指标验证模型的可信度。本文的研究成果对列车控制与旅客服务网络规划设计、流量监管和系统仿真等方面具有重要意义。

改进WFQ算法在列车网络调度中的应用研究

随着我国轨道交通迅猛发展,基于TCN的列车网络已经不能满足列车数据传输业务的需求,列车控制与服务网络TCSN应运而生。针对列车数据传输业务研究了基于综合服务模型的列车通信网络,建立了四类列车业务流量模型,分析了网络分组的加权公平队列调度算法(WFQ),设计了基于服务分类和带宽分配的加权公平队列调度算法(SCBAWFQ),并且利用仿真软件对恒定数据流和突发数据流分别在WFQ与SCBAWFQ算法下的时延进行了仿真与分析,仿真结果证明改进算法在降低实时业务流延时方面有很好的效果,SCBAWFQ算法既保持了WFQ算法的公平性又满足实时业务服务质量的需求。

智轨电车列车网络控制系统设计与应用

列车网络控制管理系统是轨道交通车辆的智能控制和安全保障的核心部件。文章基于智轨电车的数据传输及控制需求,开发出符合列车实时以太网相关标准的智轨电车专用列车网络控制管理系统。文中概述了该系统的组成,介绍了针对智轨电车这一跨界创新交通工具所做的特性开发,包括双环网拓扑结构及实时以太网控制等,并对智轨电车网络控制系统的技术发展趋势进行了展望。

动态令牌分配的TCSN多级令牌桶流量监管算法

在列车控制与服务网络(TCSN)中,为确保控制业务的优先传输,并保证其他控制和服务业务的服务质量需求,必须对AF业务流量进行监管。传统流量监管方式是静态的,不能适应网络负载状态的不断变化。为此,提出一种动态令牌分配的TCSN多级令牌桶流量监管算法。在传统令牌桶流量监管的基础上,采用两级令牌分配算法动态调节令牌添加速率以及重新分配令牌桶富余令牌,从而实现AF控制和服务业务流量的动态监管。仿真结果表明,该算法能够根据不同网络状态下AF子队列的欠缺令牌数、时延和丢包率情况来动态调整令牌分配配额。

TCSN业务流量及传输特性分析

TCSN(Train Control and Service Network)的目标是实现列车控制与服务信息的一体化传输。流量的自相似特性对网络性能具有一定的影响,文章对列车控制信息和旅客服务业务的流量特性进行了分析,发现列车控制类流量不具有自相似特性,旅客服务类流量具有较强的自相似特性,列车控制业务流量和旅客服务业务流量聚合之后,聚合流量具有自相似特性。通过OPNET仿真,发现在列车传输网中加入旅客服务流量后,由于旅客服务流量具有较强的自相似特性,造成网络时延大幅增加。只有当网络服务速率大幅提高后,才可以使网络的时延与没有加入旅客服务之前的时延相当。该研究结果对TCSN的建设具有一定的参考意义。