区段内列车晚点传播理论的研究

铁路运输企业如何适应运输市场需要，加速运输管理体制改革，已成为当前我国铁路运输企业改革的重要课题。作者认为，发达的运输市场经营机制，必要求有高标准的运输服务质量与之相适应。基于这一认识出发，本文强调了在我国长期被忽视的铁路运输列车工作质量问题，并通过对区段内各类运行列车组间第一层次和高层次列车晚点传播过程及其传播规律的研究，定义了列车后效晚点时间、必要列车运行图缓冲时间和列车运行工作时间质量指标等概念，推导出相应的理论计算公式。本文研究结果为进一步开展铁路运输服务质量问题和运输市场经营机制研究提供了理论依据。

列车晚点传播模拟系统

列车晚点传播模拟系统是一具有图形示踪的有控随机模拟系统，运用该系统可以完成对给定运行图单条列车运行线的动态性能测试以及不同种类、不同大小区段、不同通过能力利用率列车运行图的动态性能指标计算，给出有关列车运行图的相对优劣排序。

数据驱动的列车晚点传播研究

为分析和总结铁路列车晚点传播问题的最新进展,深入研究数据驱动方法的应用情况,首先,阐述晚点传播问题内涵,了解晚点传播过程;其次,简要分析基于传统数学模型驱动的晚点传播研究情况;然后,重点综述列车晚点传播的数据驱动模型,针对晚点预测和晚点恢复2个关键问题,分析统计模型、智能计算和机器学习3类数据驱动方法的应用情况;最后,总结已有研究存在的4方面不足,指出未来研究的趋势。结果表明:基于人工智能、深度学习构建列车晚点传播及恢复模型可以辅助调度员提高调度决策质量,降低调度员工作负荷。

基于实际数据分析的列车晚点传播过程构建方法与实例

基于轨道区段锁闭时间理论,提出了两趟列车间晚点传播过程的构建方法,在此基础上研究了构建多趟列车晚点传播链(树)的方法.以荷兰铁路繁忙干线之一的莱顿—海牙—鹿特丹—多特雷赫特—多特雷赫特南站线路为背景,选取2009年2月的数据,从列车间晚点传播链和列车间结构性晚点传播两个方面对上述方法进行验证.结果表明,该方法简便易行、可操作性强,能够较准确地构建实际的列车晚点传播过程,有一定推广价值.

航班后效晚点传播时间的混沌现象及其定量分析

由于一些不确定的因素致使航班进入停机位晚点,而在两相邻航班中前行航班的晚点会不同程度的传播给后行航班计划进入停机位时间.为了研究航班晚点传播时间的规律,本文提出了航班后效晚点传播时间的计算方法,并利用航班进入停机位晚点时间的分布规律,对航班进行随机延误得到航班后效晚点传播时间的时间序列;然后为了能使时间序列蕴藏的信息得以充分体现,采用Takens嵌入定理对相空间进行重构得到一系列相点,从而通过这些相点可以定量计算判别混沌现象的参数即关联维数和Lyapunov指数;最后通过G-P算法与小数据量法分别计算此混沌参数,验证了航班后效晚点传播时间的时间序列具有混沌效应.

基于航班间晚点传播的机场停机位分配模型及算法

针对机场航班进入指定停机位的晚点时间分析,以在同一停机位上的两相邻航班间晚点传播时间作为评价机场停机位分配服务质量的标准,建立了机场停机位分配最优化模型。为机场管制人员提供一个停机位分配的优化方案,以期尽量降低延误的后续影响。最后,结合中国某机场的实际数据,利用禁忌搜索算法进行求解,其结果具有一定的实际意义。

基于SIR模型车站晚点传播仿真研究

为进一步减小铁路网车站大面积发生晚点对日常行车组织的影响,本文主要运用复杂网络的病毒传播动力学理论来分析路网中列车晚点的传播扩散情况,通过建立基于SIR模型的车站晚点传播模型,分析了列车在车站晚点时的晚点传播机制。在此基础上,对单个车站晚点半小时、单个车站晚点不同时间、多个车站同时晚点半小时三种不同情况下车站的晚点传播情况进行仿真模拟。最后针对三种情况下的仿真结果提出相应的晚点传播控制措施,为制定车站发生晚点时的应急预案提供一定参考。

高速列车晚点传播的SIS传染病模型

晚点传播理论是铁路列车运行图优化和行车指挥的基础理论。本文基于武广高速铁路运行实绩,建立晚点传播的SIS传染病动力学模型,并根据平稳性理论探索系统内晚点传播的最终趋势。模型通过晚点有效传播率、治愈率、增晚率和恢复率四个指标将状态变量和过程变量相结合,刻画了晚点传播的完整演变过程。系统内基本再生数小于传播阈值,因此在无重大干扰的情况下,预测晚点情况将逐渐恢复。

基于极大代数的城际高速列车晚点传播研究

长三角城际铁路网客流量大、行车密度高,初始晚点产生概率增大,列车不能及时恢复正常运行,会造成大规模的列车连带晚点。通过对晚点传播基础特性的分析,基于极大代数的离散事件动态系统晚点传播模型,以长三角城际铁路网为例,通过对晚点传播的描述和推演,评价给定的列车运行图稳定性和鲁棒性。在此基础上提出3个运行图的调整策略,通过模型计算和分析,评价策略的适用性。

基于马尔科夫链的高铁列车连带晚点横向传播

基于高铁列车运行实绩,将列车晚点分为初始晚点和连带晚点,挖掘连带晚点时空分布的宏观特性,分析车站层面高铁列车连带晚点横向传播及晚点恢复过程。分析列车的到站状态仅与前行列车的到站状态有关,故列车到站是一个具有“无后效性”的随机过程。将连带晚点横向传播过程视为齐次马尔科夫链,并基于状态转移概率矩阵分析不同晚点状态和连带晚点强度下的列车晚点横向传播规律。基于广深高铁列车运行实绩,研究列车不同晚点状态对晚点传播的影响,结果表明:后行列车的连带晚点不可能由非晚点列车造成,在部分区段内连带晚点随列车运行距离的增加出现“累积”趋势,且连带晚点较初始晚点更易造成晚点传播;随着到站间隔的增加,后行列车发生连带晚点的概率逐渐减小,经过6个到站间隔后,各列车到站状态的概率基本稳定。分析不同强度的连带晚点对晚点横向传播的影响,由一步、二步和三步转移概率矩阵结果得出:不同时长的连带晚点发生的概率随连带晚点时长的增大而降低,且不同强度的连带晚点都对后行第1列列车的影响程度最大。结论有助于减少列车间的相互作用干扰,提高运行图鲁棒性,并为高速铁路调度指挥决策,优化列车运行组织提供参考。

铁路旅客列车晚点原因分析及优化对策

列车在运行中受到干扰时,实际运行线将会偏离图定运行线,从而导致晚点现象的发生。在铁路日常运营中,旅客列车晚点在给旅客出行带来不便的同时也增加了铁路运输组织及列车调整的难度。针对近年来旅客列车正点率现状,从现阶段列车基本图、人为因素、技术设备和运输组织、突发事件的应急处置、考核标准和办法等方面,分析造成旅客列车晚点的原因,提出优化基本图设置、提高人员素质、提升运输组织水平、加强技术设备维护和施工组织、提高和完善应急处置能力、优化考核方法和标准等旅客列车晚点优化策略,以优化铁路旅客出行体验,提升旅客列车服务质量。

一种实时抗干扰的列车节能—晚点恢复模型

列车占用、出清线路设备的时间受外部因素影响后会发生晚点现象.国内外普遍采用调整运行方案或运行曲线,即宏观或微观方法处理列车晚点问题.本文对列车晚点问题的研究现状做了详细分析,然后使用区间锁闭时间模型预测晚点增加与传播的范围,设计了一种实时抗干扰的列车节能—晚点恢复模型,使用微观方法避让受干扰区段,同时降低列车牵引能耗并缓解晚点现象.通过广铁集团CTC实时车次信息与相应区间参数制作的晚点场景,模型降低能耗与处理晚点的能力得到了验证.模拟计算表明:可降速的子区间越多,列车可避让的晚点时长越长;晚点较大时,则应使用更多数据或转化为宏观问题来解决.

铁路列车晚点时间预测方法研究

列车晚点预测是对列车运行干扰和晚点传播等影响程度的预估,可以辅助调度人员决策,优化旅客出行链,提高运输质量和安全性。分析列车晚点时间传播规律,构建列车晚点时间被动关系网,表示列车到达、出发时刻的制约关系。以武广高速铁路列车为例,分析列车晚点时间分布规律,以此作为晚点预测的基础数据。基于广义回归模型公式,利用Logistic回归模型和Poisson回归模型分别预测相邻、相间列车晚点时间。回归模型的预测精度比较结果表明,利用Logistic回归模型预测相邻晚点时间精度较高,预测结果与真实值大小、范围和变化趋势吻合度较好,具有较好的预测效果。

一种调度区段晚点时长的神经网络预测模型

晚点是区段内列车运行受到扰动后出现的时刻表偏移现象,为分析和预测晚点的发生,相关研究通常采用晚点传播分析、实绩数据统计的方法改善模型输出结果。在现有分析方法的基础上,设计了初始晚点和连带晚点的分类方法,将列车在调度区段的开行转化为有向图表示,并通过分析有向弧内的计划时间饱和度,实现了晚点的分类与传播路径的确定。在分类方法提供的数据基础上,提出了晚点预测模型,采用反向传播神经网络预测晚点时长。组合模型使用北京铁路局某调度区段的实际运行数据进行验证,结果表明允许误差为5 min时,神经网络的晚点时长预测准确率为85.5%,网络受突发事件影响较大,模型拟合复杂数据关系的能力需要进一步改善。

地铁列车运营晚点自动恢复策略研究

针对地铁列车因客流波动、设备故障等因素造成的运营晚点问题,文章以列车运营组织策略为切入点,建立了一套适用于无交路运营、大小交路混跑运营的列车晚点自动恢复方法。根据列车运营时刻表特征,以在线列车总晚点时间最小为目标,结合列车安全运行及服务需求等约束条件,建立了列车晚点恢复运营调整优化数学模型及解算方法,通过优化调整列车运营时刻,使列车快速恢复至按计划图运营。基于地铁运营调度仿真软件CRSTrack的仿真结果验证了该晚点恢复策略及算法的正确性及有效性。

列车运行图可调整度评价系统研究

在详细分析了列车运行图缓冲时间的大小及其分布规律对列车晚点传播影响的基础上，通过建立列车运行图调整系统，对给定晚点程度的列车进行模拟调整，从而计算出列车晚点恢复率（或增晚时间）、晚点传播区大小、连带晚点时间和关键列车运行线等指标来达到对列车运行图可调整程度优劣评判的目的。

基于动车运用的高速铁路列车运行图鲁棒性研究

基于离散事件动态系统理论,将列车发车作为基本事件,运用Max-Plus Algebra方法建立列车运行图的状态动力学方程和列车晚点传播模型;设计列车次序可调整条件下晚点传播的计算流程及方法,研究状态矩阵的更新,使Max-Plus Algebra能够适用于状态矩阵改变的迭代运算;最后综合评价列车发车次序调整、设置交路接续冗余时间及动车组交路调整3种策略对列车运行图鲁棒性的影响。案例计算结果表明,合理设置交路接续冗余时间、调整列车发车次序和调整交路能够有效消减列车晚点,提高列车运行图的鲁棒性。

考虑乘客流影响的列车运行调整难点研究

本文针对基于通信的列车控制(CBTC)系统中列车运行的特点,研究了运行调整中的难点问题—晚点传播,即在前行列车发生初始延误的条件下,引起后行列车或其自身的后效晚点现象。分析了乘客流对列车晚点的影响,在建立列车停站模型时,考虑乘客流的影响,提高该系统的可行性。建立了以列车总晚点时间为优化函数的运行调整模型,最后利用matlab中的遗传算法工具箱对此进行求解,实验结果显示了该模型应用于实际运行调整时的可行性和有效性。

城轨列车运行自动调整策略及其特性分析

通过对列车运行图的分析,结合城市轨道交通的特点,有针对性地对列车运行时间建立了数学模型。在此基础上,通过对列车运行调整策略的研究,提出了几种列车运行自动调整策略,并就不同调整策略中列车晚点的传播特性及其对后续列车运行的影响进行了研究和分析。最后通过实例分析和计算,验证相关算法的可行性。

基于实绩运行数据的高铁列车晚点情况研究

结合武广高铁实绩运行数据研究高铁列车晚点现状,本文首先处理了原始数据,从统计分析的角度研究了高铁列车的到发晚点情况、列车在运行区间及列车在停站作业时受干扰与恢复的情况,接着结合列车运行现状,引入了马尔可夫链,构建了能够描述列车晚点在运行线上传播的晚点状态概率转移矩阵。研究结果表明列车发生到达晚点的情况较为严重,且在区间受到干扰的可能性比停站作业时大,而列车在停站作业时的恢复情况较区间运行时更好;晚点状态转移矩阵反映了列车晚点在运行线上传播及恢复的情况,对调度指挥与优化运行图有指导意义。