考虑股道运用的重载卸车站作业计划优化研究

重载卸车站是重载运输的重要组成部分,实现车站作业计划自动化编制对于加速列车周转时间、提高重载运输生产效率具有重要意义。重载卸车站由于列车在站作业种类多,车站作业计划编制复杂。为实现计算机自动化编制高效智能的车站作业计划,在分析重载列车在车站作业流程的基础上,将重载列车在站技术作业过程转化为对卸车站内到达线股道、存车线股道、卸煤线股道、清煤线股道、组合线股道的5次占用问题,构建考虑股道运用的重载卸车站作业计划模型。考虑到模型属于NP-hard问题,设计微进化算法进行求解,并在微进化算法基础上引入大规模邻域搜索算法中的损坏和修复思想对算子操作进行改进。以朔黄铁路终端黄骅港站某夜间到达的15列重载列车为实际案例,对提出的模型和算法进行验证。研究结果表明:微进化算法所采用的优势基因结构机制能快速有效解决重载卸车站作业计划编制问题,相较于GUROBI求解器,其求解质量在95%以上且求解时间缩短48.16%,同时相较于遗传算法其求解质量提升5.38%且求解时间缩短27.49%。微进化算法得出的优化计划相较于人工编制计划,重载列车在站总时长缩短了389 min,提升了重载卸车站作业计划质量。研究结果能缩短重载列车在站作业时间,加速重载列车在站中转过程,为计算机自动编制车站作业计划提供智能决策。

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。

考虑冗余时间的区域铁路车站股道运用计划协同编制优化方法

股道运用是区域铁路车站作业组织的核心,局部站点的非常态事件会经由列车运行不同程度地影响相邻车站股道运用计划,协同编制具有强抗干扰能力的多站股道运用计划尤为重要,亦是区域铁路列车运行计划编制的重要内容。统筹考虑区域铁路车站股道运用计划协同编制影响因素,基于整体和计划编制视角,引入冗余时间的概念,建立区域铁路多站股道运用冗余时间分配优化模型,并以最大化车站股道运用全局抗干扰能力与均衡性为优化目标函数,构建区域铁路车站股道运用计划融合编制优化模型。以列车运行和车站到发时刻为纽带,建立考虑冗余时间的区域铁路车站股道运用计划协同编制双层规划模型。通过构造非常态事件随机干扰概率函数,设计多站股道运用冗余时间分配优化算法,结合模拟退火算法思想,给出区域铁路车站股道运用计划协同编制启发式求解算法,提出一种考虑冗余时间的区域铁路车站股道运用计划协同编制优化方法。算例表明:所提方法能合理编制出具有强抗干扰能力的区域铁路相邻若干车站的股道运用计划,逐步降低非常态突发事件对后续车站股道运用的影响程度;对比传统的平均、比例分配方法,所提冗余时间分配方法更能有效缓解不同车站股道运用计划的站间影响;所提方法能够为区域铁路调度人员协同编制车站股道运用和列车运行计划提供强有力的决策支撑。

高铁股道运用对到达间隔影响的分析及检算

研究目的:大型客站的列车到达追踪间隔是高速铁路列车追踪间隔的瓶颈,目前车站股道运用对列车到达追踪间隔的影响机理尚未完全明确。为压缩列车到达追踪间隔,本文基于列车追踪运行机理,对列车到达间隔与前后车接车进路交叉道岔位置、列车接入不同股道走行时间差别等关键因素之间的关系进行理论解析,提出一种基于信号时间补偿的列车到达追踪间隔检算方法,并以实例验证给出方法的有效性,以及车站股道运用对列车到达追踪间隔的影响。研究结论:(1)前后行列车接车侧线股道相邻,不利于压缩列车到达追踪间隔;(2)前后行列车接车进路交叉道岔距离车站中心远,利于压缩列车到达追踪间隔;(3)优先安排接车进路交叉点距离车站中心远、前行列车接外侧、后行列车接内侧,可以有效压缩列车到达追踪间隔;(4)研究提出的基于车站股道运用排序的列车到达追踪间隔检算方法,能够有效支撑精细化列车运行图编制及调度指挥调整。

铁路客运站股道运用窗时排序模型与算法

股道运用计划是实现CTC条件下客运站分散自律控制的关键。以时刻表、股道和站台为研究对象,结合进路编排、维修和列车早晚点时间窗,在分析股道运用平行机排序和多目标排序问题的基础上,运用现代排序理论,以总费用最小和股道均衡使用为目标函数,建立股道运用第一类多目标窗时排序模型。采用基本和合成分派规则、解改进优化策略,设计自律优化算法和3步算法制订和调整股道运用计划。实例表明:软时间窗下的规则解、近似解平均比硬时间窗下的解优化17.8%、14.1%,硬时间窗解收敛速度较快,采用θ规则在两类时间窗下均能得到较优解;制订计划时,宜综合采用各种分派规则尤其是规则6和θ规则,调整时宜直接采用规则10、12。提出的模型及算法能快速、合理地制订股道运用计划,有效解决带有时间窗的股道运用问题,并充分运用车站的各项资源。

铁路车站股道运用排序模型与算法

遵守车站股道运用条件,在引入时间窗、权重和有限度3个参数的基础上,利用排序理论构建车站股道运用排序模型。结合列车在车站的实际作业过程和进路编排,利用启发式算法对模型求解,得到股道运用初始方案。基于排序原则选择、进路编排方式和多方案选优3种解改进策略对股道运用初始方案进行改进,得到股道运用改进方案。利用现代柔性理论,设置1个人—机交互接口,以股道运用可行性为第1优化目标、均衡性为第2优化目标,建立股道运用的柔性模型,按照人—机交互会话的方式进行求解。采用该模型与算法编制的铁路车站股道运用自动编排系统,目前已在广州东站和韶关站初步运用。

基于实例的客运站股道运用实时决策推理方法

客运站股道运用实时决策问题是一个半结构化问题,实时决策推理研究为解决特殊情况下铁路客运站实时决策问题提供理论基础,具有十分重要的现实意义。采用物元理论,构建基于实例的实时决策推理物元模型,将实时决策物元分为列车物元、方案物元和推理物元,结合车站调度员解决特殊情况下股道运用实时决策的思维过程,采用优度评价法和基于双空间模型的归纳学习法,设计基于实例的实时决策推理算法和自学规则算法,提出铁路客运站股道运用实时决策推理方法,用于制订特殊情况下的实时决策方案。实例分析结果表明,所提出的模型与算法能有效解决特殊情况下客运站股道运用实时决策问题,提高了股道运用实时决策的智能化水平。

大型客运站股道运用均衡性研究

结合客运专线的作业特点和流程、到发线相关作业及运用原则、进路占用原则,分析影响股道均衡分配的主要因素。根据影响股道均衡性分配的因素,建立包含两个目标的股道分配均衡性模型。构建启发式算法并对模型进行求解,证明该算法对求解股道分配均衡性模型的可行性。对某衔接的三个方向双线通过式中间站进行实例计算,并对算例结果进行分析评价,证明该模型的可行性和有效性。

铁路客运车站股道运用优化模型及算法研究

为了提高铁路客运车站的生产作业效率和自动化水平,本文通过对客运车站作业特点及股道运用计划的调查分析,以有效利用车站设备、提高车站接发车对数为目的,考虑车站接发车作业过程中的交叉干扰以及进路建立过程中的技术作业时间差,分别以股道占用时间和空费时间的方差来衡量股道运用的均衡性,建立了股道运用均衡的多目标模型,并用布谷鸟算法求解模型,以实际车站数据进行验证,结果证明了模型的可行性及优越性.

区域铁路车站股道运用在线融合实时调整优化方法

区域铁路网络化运营背景下相邻车站股道运用经由列车运行和到发时刻呈现强关联及时效性特征,易受突发事件影响,股道运用在线调整是列车运行调整的重要内容。基于双层规划理念,兼顾区域铁路多站股道运用在线协同编制和列车时刻表调整,构造抗二次干扰能力评估函数,统筹考虑列车最小停站时间、接发车和股道占用最小安全间隔时间、进路占用等约束,建立以时刻表波动性最小和抗二次干扰能力最大为优化目标的列车时刻表动态调整模型、以股道占用整体波动性最小和均衡性最大为优化目标的多站股道运用在线实时调整优化模型,并以车站实际到发时刻为融合因子,构建区域铁路车站股道运用在线融合调整双层规划模型;基于多站股道运用、时刻表之间的正反馈-负反馈作用机制和模拟退火思想,设计多站股道运用在线融合实时调整启发式求解算法,提出一种兼顾调整方案波动性、抗二次干扰能力和均衡性的区域铁路车站股道运用在线融合实时调整优化方法。算例分析表明:所提方法在兼顾调整方案波动性、抗二次干扰能力和均衡性的同时,能高效制订出合理的区域铁路多站股道运用在线融合调整方案,满足实时调整强时效性的要求,能够为区域铁路多站股道运用在线协同编制和列车运行实时调度管理提供决策支持。

一种结合CTC数据的高铁枢纽站智能股道运用系统

针对现用编图系统中缺乏股道运用的自动化、智能化推算手段的问题,研究一种结合调度集中系统(CTC)数据的高铁枢纽站智能股道运用系统,对影响股道运用的相关因素进行分析,采用计算机手段自动化、智能化地推算枢纽站的股道运用,用以提高编图工作的效率和避免人工错误。

利用CAD VBA与Excel相结合自动绘制股道运用技术作业表

为了高效绘制适用于现场作业的股道运用技术作业表,结合Excel的较强计算功能和CAD的较强绘图功能,进行Excel数据处理和CAD VBA二次开发,实现在CAD中自动绘制股道运用技术作业表。实际应用表明,该方法操作简单,易于掌握,实用性强,推广至各铁路车站使用不仅能提升列车运行图的编制质量,还能有力保障现场的安全生产。

高铁枢纽站股道运用计划智能调整系统的研究

合理优化高铁枢纽站股道运用,对提高站场工作效率、保证旅客列车正点到发非常重要.本文对高铁客运站股道运用优化问题进行深入研究,对影响因素进行全面分析,阐述股道智能调整的基本卡控条件和原则,设计了依据TDCS/CTC阶段计划、股道占用情况和列车报点,实时对列车股道运用进行智能调整的系统开发方案.

CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统

结合车站自律机、联锁系统、客运站股道运用技术作业及其要求,设计了基于分散自律控制原则的系统模型、功能与体系结构。运用现代排序理论,构建了股道运用实时调整可控排序模型和耦合模型,提出了基于合成分派规则的三步算法与股道运用通用启发式算法,求解股道运用系列决策问题,解决铁路行车及调车作业之间的干扰问题,并开发了CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统。分析结果表明:合成分派规则的平均优化解明显优于基本分派规则的平均优化解,合成分派规则EDD+FIFO获得的解最优;实时调整时宜直接采用合成分派规则,尤其是规则EDD+FIFO,求解耦合问题时应综合考虑各种分派规则。可见,系统的功能、性能和技术指标均能满足股道运用智能编制和实时调整的现实需求。

浅析郑州东动车所股道合理运用及接发列车关键因素

郑州东动车所承担着日常动车车底检修的任务,同时也承担着车底存放、向车站正点输送车底的任务。因每日存放车底数量多、股道数量有限、接发列车和调车作业业务量不均衡等因素,导致郑州东动车所股道能力运用紧张。因此,全面分析郑州东动车所站场结构,合理利用站场设备显得尤为重要。这样可以减少接发列车和调车作业干扰,提高郑州东动车所股道运用能力。

时速400km高速铁路列车追踪间隔仿真研究

我国高速铁路经过多年发展,列车运营速度达到350 km/h,居世界前列,正在全面推进CR450科技创新工程,研究400 km/h速度等级铁路关键技术。列车速度提升后,其制动距离可能延长,进而影响高速铁路追踪间隔,降低高速铁路通过能力。为研究高速铁路运营速度提升至400 km/h后的列车追踪间隔变化规律,阐述列车运动过程与受力、车载ATP列控设备、列车运动方程式等列车追踪间隔仿真计算原理,采用模拟线路和实际线路仿真计算方法对400 km/h高速铁路列车到达追踪间隔进行研究,分析400 km/h高速铁路追踪间隔在不同动车组制动距离、不同车站咽喉长度、不同长大下坡道坡度,以及不同类型车站和股道运用方案时的差异,从而提出400 km/h高速铁路列车追踪间隔优化对策,以更好提升我国400 km/h高速铁路运营水平,推动CR450科技创新工程发展。

高速铁路枢纽场站资源统筹利用及运能适应性研究

高速铁路枢纽场站的合理分工对枢纽运输资源统筹利用有重要意义。通过优化动车组车流在枢纽内开行径路,考虑枢纽高速铁路场站股道设备差异性,将枢纽高铁站分工和场站股道运用结合,以枢纽线路能力、场站股道接发和服务能力为约束,构建高速铁路枢纽场站分工与股道运用协调优化模型,并利用C#软件调用CPLEX算法求解器进行求解。以郑州高速铁路枢纽规划年车流和枢纽网络为例,计算得到郑州高速铁路枢纽各场站合理分工方案。从定性和定量角度分别对比实际与优化分工方案差异与运能适应性,验证模型和算法可行有效。进一步分析计算优化结果对作业费用的灵敏度,为枢纽扩能提供一定的决策支持。

柳州站接发列车工作状况及优化措施

为提高车站接发列车的能力，柳州车站针对接发列车工作出现的一些问题，采取正确使用新设备、合理运用股道、人员、时间等方面的措施，使车站接发列车出现的梗阻、不畅通问题得到基本解决。

强化学习算法在高速铁路运营调度中的应用

随着我国高速铁路(简称:高铁)通达范围和行车密度的不断提高,运行计划调整日趋复杂,利用计算机和人工智能等技术手段辅助调度员制定阶段调整计划是高铁智能调度的发展趋势。高铁运行计划调整问题是一个多阶段决策问题,具有决策链长、规模大、约束多等特点,导致传统的强化学习方法Q学习算法的学习效率低、收敛缓慢。文章提出一种基于Q(λ)学习的高铁运行计划智能调整算法,采用累积式资格迹设计多步奖励更新机制,有效解决稀疏奖励下收敛慢的问题,目标函数设计中充分考虑了股道运用计划,更适合反应行车密度增大时到发线的使用情况。仿真实验表明,Q(λ)学习算法在学习效率、收敛速度和收敛结果上均优于传统的Q学习算法。

地铁车辆段检修调度优化问题研究

地铁的车辆段是其生产运输的主要组成部分,主要是负责对车辆的停放以及检修等工作,对这个部分进行科学的管理有助于提高工作的效率,并且保障地铁行车的安全性。本文主要从三个方面对地铁车辆段检修调度的相关优化问题进行探究,分析了股道运用、列车运行以及管理调度系统中目前还存在的一些问题,然后提出了针对性的一些策略,希望在这三个问题不断优化的前提下,可以提高车辆段检修调度的优化问题,进而为保障地铁车辆稳定安全运行提供一些帮助,保障人们的生命以及财产的安全。