基于智能优化算法的高速铁路停站方案研究
发布时间：2021-03-18 12:41
高铁技术是我国最靓丽的一张名片,短短几年间,我国的高速铁路迅猛发展,大大地改变了我们的日常生活和出行方式,高速铁路网纵横交错、四通八达,如何更大限度地利用高速铁路,更好的满足客流需求,更加方便旅客的出行,同时也要保障铁路企业的收益,合理的制定列车开行方案就显得尤为重要。列车停站方案是开行方案的重要组成部分,本文运用现代智能优化算法的相关知识对停站方案的优化做了研究。首先介绍了列车停站方案的内容,对停站模式进行了划分。然后构建了高速铁路停站方案优化模型,该模型以每类停站模式下高速列车停靠车站的均衡性和列车运行区段内各个车站的通达性为优化目标,以每类停站模式下列车停站次数的上下限和列车运行区段内各个车站的停站率为约束条件。本文采用三种智能优化算法对高速铁路停站方案优化模型进行求解,分别是遗传算法、遗传模拟退火融合算法和基于离散二进制的粒子群算法。对每一种算法的基本原理、基本过程等方面做了详细地阐述,并分别设计了相应的模型求解算法。最后结合2019年杭长高速铁路的相关数据,利用高速铁路停站方案优化模型求解算法对杭长高速铁路的停站方案进行了优化,优化后每类停站模式的列车停站均衡性和各个车站的通...
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中长期高速铁路网规划图
景德镇陶瓷大学硕士学位论文相关理论研究13（4）列车最大停站次数高速列车在车站的停靠会损失总旅途时间，损失的时间主要包括列车的起停车消耗的时间和在车站的停靠时间。列车每次停站需要经历的阶段可以形象地用下图来表示：图2-5列车停站阶段示意图假设列车进站和出站时的加速度恒定，那么列车每次停站损失的总时间可以表示为：损=进+停+出（21）其中损代表列车停站损失的时间，v代表列车的正常运行速度，进代表列车进站时的加速度，出代表列车出站时的加速度，停代表列车的停站时间。因此为了保证列车具有较短的旅行时间，列车应当有一个最大停站次数约束，列车的最大停站次数取决于列车的等级，在编制停站方案时每趟列车的停站次数都不能超过所属等级列车的最大停站次数。（5）旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括时间成本和购票成本。时间成本包含旅客从家出发到车站的时间、取票进站至列车发出中间的等待时间、列车在途运行时间以及列车中途停站时间。其中从家出发到车站的时间取决于旅客住址到车站的距离、所在城市的交通情况等，在车站的等车时间取决于车站的设计以及当时的客流量。购票分为互联网购票和售票厅购票，大多数旅客选择互联网购票，只需支付出发地到目的地的票价，无需额外成本。而票价则取决于旅客所乘列车途经高铁线路的总里程和运价率。2.2停站方案优化模型的构建编制停站方案是一个复杂的系统工程，它要在列车开行方案确定之后设计每趟列车的停站序列，如何对现有的停站方案进行优化，需要根据影响停站方案的各种因素建立停站方案优化模型。列车正常行驶列车以正常速度运行减速阶段列车准备进站，开始减速加速阶段列车准备出站，开始加速
景德镇陶瓷大学硕士学位论文相关理论研究13（4）列车最大停站次数高速列车在车站的停靠会损失总旅途时间，损失的时间主要包括列车的起停车消耗的时间和在车站的停靠时间。列车每次停站需要经历的阶段可以形象地用下图来表示：图2-5列车停站阶段示意图假设列车进站和出站时的加速度恒定，那么列车每次停站损失的总时间可以表示为：损=进+停+出（21）其中损代表列车停站损失的时间，v代表列车的正常运行速度，进代表列车进站时的加速度，出代表列车出站时的加速度，停代表列车的停站时间。因此为了保证列车具有较短的旅行时间，列车应当有一个最大停站次数约束，列车的最大停站次数取决于列车的等级，在编制停站方案时每趟列车的停站次数都不能超过所属等级列车的最大停站次数。（5）旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括时间成本和购票成本。时间成本包含旅客从家出发到车站的时间、取票进站至列车发出中间的等待时间、列车在途运行时间以及列车中途停站时间。其中从家出发到车站的时间取决于旅客住址到车站的距离、所在城市的交通情况等，在车站的等车时间取决于车站的设计以及当时的客流量。购票分为互联网购票和售票厅购票，大多数旅客选择互联网购票，只需支付出发地到目的地的票价，无需额外成本。而票价则取决于旅客所乘列车途经高铁线路的总里程和运价率。2.2停站方案优化模型的构建编制停站方案是一个复杂的系统工程，它要在列车开行方案确定之后设计每趟列车的停站序列，如何对现有的停站方案进行优化，需要根据影响停站方案的各种因素建立停站方案优化模型。列车正常行驶列车以正常速度运行减速阶段列车准备进站，开始减速加速阶段列车准备出站，开始加速
【参考文献】：
期刊论文
[1]城际铁路列车停站方案的遗传算法求解[J]. 高明瑶,石红国. 铁道运输与经济. 2020(03)
[2]基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化[J]. 周文梁,刘晓航,姜敏,薛利娟. 铁道学报. 2020(03)
[3]基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法[J]. 秦进,谭宇超,张威,申纯燕,赵成. 铁道学报. 2020(02)
[4]高速铁路列车停站方案优化研究[J]. 闫海峰,于丽. 交通运输工程与信息学报. 2019(03)
[5]基于不确定客流的高速铁路列车停站方案优化方法[J]. 牛丰,戚建国,秦进. 铁道学报. 2016(07)
[6]基于车站服务频率的高速列车停站设置研究[J]. 吕红霞,涂玉渊,孙守平,杨昌休. 铁道运输与经济. 2014(08)
[7]基于弹性客流的城市轨道交通组合停站方案优化[J]. 程婕,彭其渊. 计算机应用研究. 2014(11)
[8]基于节点服务的高速铁路列车停站方案优化模型[J]. 李得伟,韩宝明,李晓娟,张洪军. 铁道学报. 2013(06)
[9]世界城市轨道交通快慢车组合运行模式简析[J]. 周庆瑞. 都市快轨交通. 2013(02)
[10]高速列车停站优化问题的两阶段求解算法[J]. 黄鉴,彭其渊. 西南交通大学学报. 2012(03)
博士论文
[1]城市轨道交通网络列车运行计划协同优化关键问题研究[D]. 禹丹丹.北京交通大学 2017
[2]城市轨道交通列车多编组运输组织技术研究[D]. 戎亚萍.北京交通大学 2017
[3]遗传算法与粒子群优化算法的改进及应用研究[D]. 汤可宗.南京理工大学 2011
[4]遗传算法与粒子群算法的改进及应用[D]. 张顶学.华中科技大学 2007
[5]面向对象遗传算法及其在铁路行车指挥中的应用[D]. 李平.铁道部科学研究院 2001
硕士论文
[1]城际铁路列车停站方案优化研究[D]. 姜明媚.北京交通大学 2015
[2]京沪高速铁路列车停站方案优化设计研究[D]. 易敏.西南交通大学 2014
[3]高速铁路旅客列车停站方案优化研究[D]. 李登闯.西南交通大学 2014
[4]高速铁路列车停站方案研究[D]. 徐斌.北京交通大学 2012
[5]非线性规划问题的粒子群优化算法研究[D]. 雷翻翻.北方民族大学 2011
本文编号：3088342
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中长期高速铁路网规划图
景德镇陶瓷大学硕士学位论文相关理论研究13（4）列车最大停站次数高速列车在车站的停靠会损失总旅途时间，损失的时间主要包括列车的起停车消耗的时间和在车站的停靠时间。列车每次停站需要经历的阶段可以形象地用下图来表示：图2-5列车停站阶段示意图假设列车进站和出站时的加速度恒定，那么列车每次停站损失的总时间可以表示为：损=进+停+出（21）其中损代表列车停站损失的时间，v代表列车的正常运行速度，进代表列车进站时的加速度，出代表列车出站时的加速度，停代表列车的停站时间。因此为了保证列车具有较短的旅行时间，列车应当有一个最大停站次数约束，列车的最大停站次数取决于列车的等级，在编制停站方案时每趟列车的停站次数都不能超过所属等级列车的最大停站次数。（5）旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括时间成本和购票成本。时间成本包含旅客从家出发到车站的时间、取票进站至列车发出中间的等待时间、列车在途运行时间以及列车中途停站时间。其中从家出发到车站的时间取决于旅客住址到车站的距离、所在城市的交通情况等，在车站的等车时间取决于车站的设计以及当时的客流量。购票分为互联网购票和售票厅购票，大多数旅客选择互联网购票，只需支付出发地到目的地的票价，无需额外成本。而票价则取决于旅客所乘列车途经高铁线路的总里程和运价率。2.2停站方案优化模型的构建编制停站方案是一个复杂的系统工程，它要在列车开行方案确定之后设计每趟列车的停站序列，如何对现有的停站方案进行优化，需要根据影响停站方案的各种因素建立停站方案优化模型。列车正常行驶列车以正常速度运行减速阶段列车准备进站，开始减速加速阶段列车准备出站，开始加速
景德镇陶瓷大学硕士学位论文相关理论研究13（4）列车最大停站次数高速列车在车站的停靠会损失总旅途时间，损失的时间主要包括列车的起停车消耗的时间和在车站的停靠时间。列车每次停站需要经历的阶段可以形象地用下图来表示：图2-5列车停站阶段示意图假设列车进站和出站时的加速度恒定，那么列车每次停站损失的总时间可以表示为：损=进+停+出（21）其中损代表列车停站损失的时间，v代表列车的正常运行速度，进代表列车进站时的加速度，出代表列车出站时的加速度，停代表列车的停站时间。因此为了保证列车具有较短的旅行时间，列车应当有一个最大停站次数约束，列车的最大停站次数取决于列车的等级，在编制停站方案时每趟列车的停站次数都不能超过所属等级列车的最大停站次数。（5）旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括时间成本和购票成本。时间成本包含旅客从家出发到车站的时间、取票进站至列车发出中间的等待时间、列车在途运行时间以及列车中途停站时间。其中从家出发到车站的时间取决于旅客住址到车站的距离、所在城市的交通情况等，在车站的等车时间取决于车站的设计以及当时的客流量。购票分为互联网购票和售票厅购票，大多数旅客选择互联网购票，只需支付出发地到目的地的票价，无需额外成本。而票价则取决于旅客所乘列车途经高铁线路的总里程和运价率。2.2停站方案优化模型的构建编制停站方案是一个复杂的系统工程，它要在列车开行方案确定之后设计每趟列车的停站序列，如何对现有的停站方案进行优化，需要根据影响停站方案的各种因素建立停站方案优化模型。列车正常行驶列车以正常速度运行减速阶段列车准备进站，开始减速加速阶段列车准备出站，开始加速
【参考文献】：
期刊论文
[1]城际铁路列车停站方案的遗传算法求解[J]. 高明瑶,石红国. 铁道运输与经济. 2020(03)
[2]基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化[J]. 周文梁,刘晓航,姜敏,薛利娟. 铁道学报. 2020(03)
[3]基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法[J]. 秦进,谭宇超,张威,申纯燕,赵成. 铁道学报. 2020(02)
[4]高速铁路列车停站方案优化研究[J]. 闫海峰,于丽. 交通运输工程与信息学报. 2019(03)
[5]基于不确定客流的高速铁路列车停站方案优化方法[J]. 牛丰,戚建国,秦进. 铁道学报. 2016(07)
[6]基于车站服务频率的高速列车停站设置研究[J]. 吕红霞,涂玉渊,孙守平,杨昌休. 铁道运输与经济. 2014(08)
[7]基于弹性客流的城市轨道交通组合停站方案优化[J]. 程婕,彭其渊. 计算机应用研究. 2014(11)
[8]基于节点服务的高速铁路列车停站方案优化模型[J]. 李得伟,韩宝明,李晓娟,张洪军. 铁道学报. 2013(06)
[9]世界城市轨道交通快慢车组合运行模式简析[J]. 周庆瑞. 都市快轨交通. 2013(02)
[10]高速列车停站优化问题的两阶段求解算法[J]. 黄鉴,彭其渊. 西南交通大学学报. 2012(03)
博士论文
[1]城市轨道交通网络列车运行计划协同优化关键问题研究[D]. 禹丹丹.北京交通大学 2017
[2]城市轨道交通列车多编组运输组织技术研究[D]. 戎亚萍.北京交通大学 2017
[3]遗传算法与粒子群优化算法的改进及应用研究[D]. 汤可宗.南京理工大学 2011
[4]遗传算法与粒子群算法的改进及应用[D]. 张顶学.华中科技大学 2007
[5]面向对象遗传算法及其在铁路行车指挥中的应用[D]. 李平.铁道部科学研究院 2001
硕士论文
[1]城际铁路列车停站方案优化研究[D]. 姜明媚.北京交通大学 2015
[2]京沪高速铁路列车停站方案优化设计研究[D]. 易敏.西南交通大学 2014
[3]高速铁路旅客列车停站方案优化研究[D]. 李登闯.西南交通大学 2014
[4]高速铁路列车停站方案研究[D]. 徐斌.北京交通大学 2012
[5]非线性规划问题的粒子群优化算法研究[D]. 雷翻翻.北方民族大学 2011
本文编号：3088342
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