高速铁路区间完全中断场景双向到发线运用优化

针对高速铁路区间完全中断场景下的列车运行调整问题,提出了双向到发线运用优化策略。从宏观角度将列车运行过程抽象为由事件和活动构成的网络,对提出的双向到发线运用策略进行建模,建立高速铁路区间完全中断场景下列车运行调整混合整数线性规划(MILP)模型。根据现场实时性要求,采用自编算法与商业优化软件Gurobi相结合的方式对模型进行求解。运用模型和算法对构建的9个现场中断案例进行算例测试。结果表明,双向到发线运用优化策略可以有效减少中断事件对列车运行的影响,相比于目前到发线运用策略,最多可减少10%的列车延误时间。

考虑动车组周转和到发线运用的高铁列车运行多计划协同调整

随着我国高速铁路快速发展,“八纵八横”高铁路网加密成型,呈现出运行环境复杂、行车密度高及长交路跨线运营等典型特征.一旦遭受大风、红光带、接触网挂异物和设备故障等突发事件,则将导致列车偏离运行计划,进而影响到发线运用和动车组(Eletric multiple units,EMU)周转计划.如何在调整运行图的同时保证动车组和到发线运用的可行性是提高列车运行调整效率的关键.针对区间双向中断场景下到发线运用冲突和动车组接续计划失效问题,采用取消列车、变更列车到发时刻、更换到发线、备用动车组接续等策略对运行图、动车组和到发线运用计划进行调整.基于事件−活动网络建立考虑动车组接续和到发线运用的列车运行协同调整模型,设计两阶段求解方法对模型求解.运用京津城际实际数据对模型和方法进行仿真验证,结果表明相比于先到先服务(First come,first served,FCFS)策略,多计划协同调整策略能有效降低列车晚点时间.与整体求解方法相比,两阶段求解方法能够保证模型求得解的质量且有效提高模型求解效率.

单线铁路会让站到发线数量的研究

考虑到单线铁路列车实际运行中产生交会和越行方式的随机性 ,采用概率分析的方法 ,通过研究在不同开行条件下 ,产生交会、越行次数和方式的各种情况 ,建立车站到发线设置数量与交会、越行次数和方式之间的关系 ,找到直接影响车站到发线数量的主要因素 ,得出了影响其变化的一般规律。

CTCS系统车站到发线有效长度优化方案研究

车站到发线有效长度是城际铁路、市域铁路的主要设计标准之一,直接影响到车站的土建规模、建设工期、工程投资等。通过对CTCS系统相关技术进行研究,分析到发线有效长度的影响因素,提出优化既有参数(方案一)和设置进路保护区段(方案二)2种方案来缩短车站到发线有效长度。方案一对安全距离、ATP曲线与ATO曲线终点之间的距离等关键参数进行优化,优化后到发线有效长度为317m;方案二参考城市轨道交通CBTC系统,在接车进路出站信号机内方设置保护区段,对CTCS系统进行适应性修改,到发线有效长度可优化为253 m。CTCS系统车站到发线有效长度优化能够有效降低城际铁路和市域铁路工程的综合投资,将产生一定的社会和经济效益。

上海市域铁路车站到发线有效长度设计优化方案研究

通过分析上海市域铁路线网运用动车组选型和运输服务规划与干线铁路的差异,对采用满足上海市域铁路运输需求的CTCS2+ATO系统的车站到发线有效长度进行优化设计。调研统型后的上海市域铁路动车组参数和多个列控车载设备厂家在实际工程应用中的ATP控车曲线数据,对车站站台长度、ATP制动安全距离等数据进行分析,对自动驾驶停车精度余量开展仿真测试,考虑停车后ATP的允许速度、停站运行时间等因素,自动驾驶停车精度余量确定为15 m。优化后车站到发线有效长度为321 m,与上海机场联络线工程相比,车站到发线有效长度可缩短79 m。本研究成果应用在上海市域铁路线网后期工程,将有效降低工程造价,提高运输效率,具有显著的经济效益和社会效益。

基于遗传算法的区段站到发线运用优化安排

从模拟铁路区段站调度员思维角度出发,分析区段站车列占用到发线时区集合的特点,应用划分时间片算法建立合适的到发线安排的图论模型,将到发线安排问题转化为顶点具有加权的图的k 着色问题。依据设计混合遗传算法基本原则,将基于顺序的贪婪着色算法和遗传算法混合起来运用于该问题,设计有序的字符串编码方法,构造基于罚函数的适应度函数,采用交叉和变异等技术,给出混合遗传算法的基本求解步骤。

铁路客运站到发线运用和接发车进路排列方案综合优化

在给定站形布局和列车运行图的前提下,研究铁路客运站到发线运用和一端咽喉接发车进路排列的综合优化问题。以列车等级总权重最大化为第1层次优化目标,到发线运用效用最大化为第2层次优化目标,对列车占用到发线和道岔进行相容性约束,建立到发线运用和一端咽喉接发车进路排列方案综合优化的0-1规划模型。提出极大列车进路方案及其k剔除邻域系的概念,以此设计求解模型的模拟退火算法。最后以某客运站一端咽喉区为例验证该模型和算法的合理性。结果表明:模型对实际问题的描述准确,规模较小,算法效率较高,适用于大规模的铁路客运站。

考虑动车组周转和到发线运用的高速铁路列车运行图优化方法

以列车在车站的作业时间、动车组在终点站的接续时间和车站到发线数量为约束条件,以列车旅行时间和动车组接续时间最小化为目标函数,建立高速铁路列车运行图综合优化模型。模型求解算法主要采用了4种关键技术:以定序列车运行图优化方法化解列车作业时间冲突,以交换列车到发顺序化解到发线冲突,通过保持到发线运用紧张时段的列车到发顺序防止产生新的到发线冲突,运用匈牙利算法求解以动车组最小接续时间为目标的动车组周转方案。算例分析表明,运用给出的模型和算法能够达到整体优化高速铁路列车运行图的目的。

客运专线车站到发线运用多目标优化模型

为给客运专线车站接发的列车合理安排到发线,构建了客运专线车站到发线运用多目标优化模型.优化目标为列车站内走行时间之和最小及到发线使用最均衡;约束条件主要有到发线作业间隔时间约束、进路冲突约束.基于目标协调优化思想,提出了该多目标优化模型的求解方法.以济南西站为例,对7:00:00～13:00:00时段的到发线运用方案进行求解.结果表明,所求优化方案与图定方案相比,下行、上行列车的站内走行时间之和分别减少7.37%、1.88%;对于各到发线占用时间与到发线平均占用时间之差的平方和,下行、上行列车分别减少62.93%、74.75%.模型能准确地描述列车占用各条到发线的不同,适用于求解客运专线运行图编制阶段的到发线运用问题.

技术站调度决策支持系统的研究——到发线的合理使用

建立了一个计算机编制到发线运用计划的二次 0 1规划模型 ,并将该模型化解为两个简单的 0 1规划模型 ,简化了求解难度 ,提高了求解效率。

基于蚁群算法的客运站到发线运用计划编制方法

建立了客运站到发线使用的0-1规划模型,并用蚁群算法求解.用理论最优目标函数值与目标函数值的比值表达信息素,用列车使用到发线权值的倒数表达启发式信息,用2-opt的方法实现局部搜索.为提高解的性能和算法的收敛速度,按所处时段的列车密集程度和对其它列车的影响程度由大到小排序,再按该顺序求解.用哈尔滨站的实际数据验证了提出的方法的有效性.

大型铁路客运站到发线与咽喉区综合运用优化

在考虑咽喉区进路交叉和到发线技术作业安全的前提下,将到发线和咽喉区作为整体进行综合优化,以到发线运用和咽喉区进路运用均衡为优化目标,基于0-1整数规划方法构建到发线运用模型,并编制模拟退火求解算法.以兰州站为对象进行案例分析,结果表明:到发线和咽喉的运用都达到了均衡并且使占用同一到发线相邻两列列车时间间隔增大,若发生晚点等突发事件便于车站作业调整.所构建模型能够有效提高车站技术设备利用均衡性以及车站作业的抗干扰性,为车站作业计划编制提供优化方法.

基于到发线运用方案的列车到达追踪间隔时间压缩方法及仿真研究

利用高速铁路车站列车到达进路冲突关系和进路分段解锁原理,研究基于到发线运用优化方案的列车到达追踪间隔时间压缩方法。首先分析分段解锁条件下列车到达追踪间隔时间的计算方法,随后建立无损精度的铁路路网拓扑模型和多智能体列车连续追踪运行仿真模型;在此基础上设计基于信号补偿时间的列车最小到达追踪间隔时间求解算法,求解不同到发线运用方案的列车到达追踪间隔时间。以上海虹桥站高速场为例,对所有到发线组合方案进行仿真实验。结果表明:股道组合方案对应的关联道岔越少,列车到达追踪间隔时间越短;当关联道岔相同时,后车接车进路越短,前车接车进路越长,到达追踪间隔时间越短;当前车股道确定时,最优的后车股道方案比最劣方案可压缩列车到达追踪间隔时间30s以上。

铁路客运站到发线运用优化研究

详细分析客运站旅客列车到、发技术作业。把客运站到发线运用优化目标分解为方便旅客旅行、有利于保证行车作业安全与行车技术作业和有效地使用车站各种既有行车技术设备等三个子目标,并分别建立其优化模型。运用多目标规划理论与分枝定界法对模型进行求解。依据某大型双线通过式客运站的实际数据,应用优化模型进行到发线运用实例分析计算,计算所得方案的优化效果明显。

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.

客运专线车站到发线运用优化方法

车站的拓扑结构限定了作业线的用途,依据车站的接发车作业要求,分类使用作业线可以有效地减少作业干扰,提高车站作业效率.根据车站的拓扑结构和接发车任务,把到发线的优化目标分解为满足到发线运用规则、利于乘降作业、设备均衡使用等目标,并建立了优化模型.运用遗传算法对模型求解.提出了诱导变异的概念,通过诱导变异避免变异产生病态个体,保证群体的健康.最后通过实例验证了模型和算法的合理性.结果表明,在能力允许的条件下,算法的效率较高并能够取得较优解,满足客运专线车站作业的要求.

动车组周转和到发线运用方案的综合优化研究

动车组周转和车站到发线运用均为高速铁路运营面临的重要课题,本文以动车组在运行线之间的接续关系和动车组占用到发线的相容性为约束条件,以运用动车组数最少为优化目标,根据高铁运营的特点,利用一级检修周期时间刚好为高铁运行图周期2倍的实际情况,在建立1个时间跨度为48 h的接续网络基础上构建了0-1型整数线性规划模型.该模型将宏观层面的动车组周转和微观层面的到发线运用进行了综合考虑.通过模型求解,可以同步得到高速铁路动车组周转方案和到发线运用方案.算例表明,本文构建的模型能够达到整体优化以上两个作业过程的目标,为实际的运营工作提供一定的决策支持.

铁路技术站到发线运用调整模型及算法

从满足车站到发线的运用要求、减少作业和进路交叉干扰出发,建立了铁路技术站到发线运用的调整模型;针对模型是一个非线性规划模型的特点,对交叉干扰产生的原因进行了分析,提出了其等价模型;根据等价模型特点,设计了求解该问题的遗传算法,并用实例进行了验证,其程序运行时间不超过100 s.

大型高铁客运站到发线运用调整模型及算法

大型高速铁路客运站常衔接多条高速铁路线路,其车站作业需要考虑多方向列车的到发线合理安排与进路冲突疏解。当车站作业受到干扰时,快速制定合理的到发线运用调整方案,对于保障所衔接各线路上列车的正常运行具有重要作用。大型高铁客运站到发线运用调整问题的决策需要满足实时性、可执行性和安全性要求。在考虑到发线与咽喉区进路综合运用优化的前提下,以列车运行晚点和车站作业秩序影响双方面最小化为目标,建立了混合整数线性规划模型。将该问题分解为到发线运用方案编制子问题和列车到发时刻调整子问题,并设计了基于分支定界的算法框架。在12条到发线、84列列车的算例实验中耗时1.33s获得测试干扰场景下的最佳调整方案,验证了模型及算法的有效性。

基于遗传算法的客运站到发线优化安排

合理安排列车占用到发线计划是编制阶段计划的关键。建立的客运站到发线运用模型是非线性的整数规划模型,直接求解较为困难,为此采用遗传算法通过交叉变异等操作,构建车站到发线运用的染色体结构和适应度函数,并进行遗传算子设计,可取得较优的结果。以成都站为例,运用模型计算生成到发线运用计划,说明其结果优化效果明显。