城际高铁列车运行图编制与优化算法研究
发布时间：2021-11-24 12:55
城际高铁作为承担城市圈周边通勤客流的短途运输方式,通过列车运行图向旅客直接展示了所提供的客运服务。为了提升服务质量,加强对旅客的吸引力度,满足旅客出行需求的同时实现企业效益最大化,需要对列车运行图进行编制与优化。充分挖掘铁路运输潜力,实现运输资源的优化配置。本文以城际列车运行图的优化编制为目标,针对全面编制优化过程复杂的问题,采取了分而治之,分层次两阶段优化的方式,并以沪杭城际高铁的运行数据进行实验验证。论文的主要工作如下:1.深入研究和分析了影响列车运行图编制的关键要素、冲突消解技术和优化算法。研究发现,运行线铺划的本质是基于列车在区间运行顺序的大规模组合优化问题。运行线冲突化解是影响运行图编制质量与效率的关键,针对不同的运行冲突研究分析了冲突化解策略。在此基础上,针对城际线路列车密集到发的情况,如何建立列车运行系统效率和稳定性之间的平衡是运行图优化的目标。2.基于进化算法,提出了可行列车运行图编制改进算法。该算法根据运行线铺划的实质,基于遗传进化算法设计了“列车-区间运行顺序”的染色体二维编码方式,以及平移运行线和扩大始发时间域的运行线冲突化解策略,提出了广度优先循环布线的解码算法...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
十分格运行图
10图2.2小时格运行图尽管列车运行图的种类不尽相同，但是都是由其基本的要素组成。因此，进行列车运行图编制之前需要清楚运行图的基本要素。2.1.2列车运行图要素分析明确列车运行相关的各项基本要素，主要包括列车区间运行时分，中间站停站时间，客运、技术站等作业服务时间，追踪间隔时间以及天窗检修时间等。1.区间运行时分列车在任意两个相邻车站构成的区段运行所要满足的时间标准，称作列车区间运行时分。按照两相邻车站（或线路所）所在中心线的间距进行计算，其时间受到机车牵引力以及列车自身重量的影响。因此，需要根据列车的性质和类型，分别计算其在各线路区间上的运行时间。列车在某区间的运行时分与该列车在运行区间两端车站的停站方案相关，若在区间两端车站都不停车通过的时间记作纯运行时分（t），列车在一端车站启动发车所增加的额外时刻为起动附加时分（t起），列车到达另一端站点停车等待比不停车直接通过所额外增加的时间，称作停车附加时分（t停）。如下图2.3所示，列车在车站的起停附加时分通常受到机车车辆类型，列车自身重量，以及运行时速的影响。SS+1tt+t停SS+1SS+1SS+1t+t起t停+t+t起图2.3列车区间运行时分
岣吡嗽诵型嫉奈冉⌒浴５?梅绞皆黾恿肆谐档脑ざㄐ惺?时间，从而降低了运输的效率。另一种方式是降低系统运力，在晚点常发区域减少列车的开行密度，这样就降低了晚点传播的可能性，从而提高系统的稳定性。通常，运输系统的效率和稳定性是相互矛盾和制约的。提高系统的效率必然会降低系统的稳定性，而系统稳定性的提高必然要降低其效率。因此，鲁棒性列车运行图的编制需要同时达到两个目标之间的平衡，从而得到满足旅客出行服务需求和运输企业效益的城际列车运行图。2.2.3城际列车运行图鲁棒性评价指标1.列车运行图结构如图2.13所示，在列车计划的区间运行时间内（或停车时）分配适量的缓冲时间（冗余时间），该时间冗余被称作列车运行附加时间（RunningTimeSupplement）。其中jit,和jiit,,1分别为列车jt在车站is的满足安全技术作业时间的最小计划停站时间，以及在线路区间)(,1iiss运行需要满足的最小时间间隔（包括起动和停车附加时分）。对于额外分配的时间冗余jir,和jiir,,1分别为列车jt在车站is的停站附加时分，以及在区间)(,1iiss的区间运行附加时分。图2.13列车运行附加时分通常，分配一定量的列车运行附加时分，有利于提高列车抵抗延迟传播的能力，从而优化编制运行图结构提高其鲁棒性。然而，过多的附加时分会增加列车行车时间降低系统效率。如图2.14所示，某区间两相邻同向列车之间，在满足到发最小间隔时间的安全约束之后，额外分配的时间冗余被称作列车缓冲时间（BufferTime）。其中jj1,+h
【参考文献】：
期刊论文
[1]多目标蚁群优化研究综述[J]. 刁兴春,刘艺,曹建军,尚玉玲. 计算机科学. 2017(10)
[2]车间作业优化调度问题研究[J]. 申丽娟,程子安,李明. 计算机仿真. 2017(06)
[3]基于客流需求的城际列车时刻表模型改进研究[J]. 李得伟,丁世顺,张琦,李姗. 交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[4]基于改进的NSGA-Ⅱ多目标优化方法研究[J]. 路艳雪,赵超凡,吴晓锋,韩晓霞. 计算机应用研究. 2018(06)
[5]改进的自适应遗传算法在函数优化中的应用[J]. 杨从锐,钱谦,王锋,孙铭会. 计算机应用研究. 2018(04)
[6]Job-shop调度求解的广义蚁群算法[J]. 张宏国,宫雪. 哈尔滨理工大学学报. 2017(01)
[7]基于改进的PESP模型编制高速铁路周期性列车运行图的研究[J]. 李得伟,丁世顺. 中国铁道科学. 2017(01)
[8]求解多旅行商问题的改进分组遗传算法[J]. 王勇臻,陈燕,于莹莹. 电子与信息学报. 2017(01)
[9]基于拉格朗日松弛的双线铁路列车运行图优化算法[J]. 廖正文,苗建瑞,孟令云,李海鹰,赵岚. 铁道学报. 2016(09)
[10]用于求解TSP问题的改进遗传算法[J]. 文艺,潘大志. 计算机科学. 2016(S1)
博士论文
[1]基于周期事件系统的高速铁路列车运行图编制模型及算法研究[D]. 秦胜.北京交通大学 2013
本文编号：3516026
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
十分格运行图
10图2.2小时格运行图尽管列车运行图的种类不尽相同，但是都是由其基本的要素组成。因此，进行列车运行图编制之前需要清楚运行图的基本要素。2.1.2列车运行图要素分析明确列车运行相关的各项基本要素，主要包括列车区间运行时分，中间站停站时间，客运、技术站等作业服务时间，追踪间隔时间以及天窗检修时间等。1.区间运行时分列车在任意两个相邻车站构成的区段运行所要满足的时间标准，称作列车区间运行时分。按照两相邻车站（或线路所）所在中心线的间距进行计算，其时间受到机车牵引力以及列车自身重量的影响。因此，需要根据列车的性质和类型，分别计算其在各线路区间上的运行时间。列车在某区间的运行时分与该列车在运行区间两端车站的停站方案相关，若在区间两端车站都不停车通过的时间记作纯运行时分（t），列车在一端车站启动发车所增加的额外时刻为起动附加时分（t起），列车到达另一端站点停车等待比不停车直接通过所额外增加的时间，称作停车附加时分（t停）。如下图2.3所示，列车在车站的起停附加时分通常受到机车车辆类型，列车自身重量，以及运行时速的影响。SS+1tt+t停SS+1SS+1SS+1t+t起t停+t+t起图2.3列车区间运行时分
岣吡嗽诵型嫉奈冉⌒浴５?梅绞皆黾恿肆谐档脑ざㄐ惺?时间，从而降低了运输的效率。另一种方式是降低系统运力，在晚点常发区域减少列车的开行密度，这样就降低了晚点传播的可能性，从而提高系统的稳定性。通常，运输系统的效率和稳定性是相互矛盾和制约的。提高系统的效率必然会降低系统的稳定性，而系统稳定性的提高必然要降低其效率。因此，鲁棒性列车运行图的编制需要同时达到两个目标之间的平衡，从而得到满足旅客出行服务需求和运输企业效益的城际列车运行图。2.2.3城际列车运行图鲁棒性评价指标1.列车运行图结构如图2.13所示，在列车计划的区间运行时间内（或停车时）分配适量的缓冲时间（冗余时间），该时间冗余被称作列车运行附加时间（RunningTimeSupplement）。其中jit,和jiit,,1分别为列车jt在车站is的满足安全技术作业时间的最小计划停站时间，以及在线路区间)(,1iiss运行需要满足的最小时间间隔（包括起动和停车附加时分）。对于额外分配的时间冗余jir,和jiir,,1分别为列车jt在车站is的停站附加时分，以及在区间)(,1iiss的区间运行附加时分。图2.13列车运行附加时分通常，分配一定量的列车运行附加时分，有利于提高列车抵抗延迟传播的能力，从而优化编制运行图结构提高其鲁棒性。然而，过多的附加时分会增加列车行车时间降低系统效率。如图2.14所示，某区间两相邻同向列车之间，在满足到发最小间隔时间的安全约束之后，额外分配的时间冗余被称作列车缓冲时间（BufferTime）。其中jj1,+h
【参考文献】：
期刊论文
[1]多目标蚁群优化研究综述[J]. 刁兴春,刘艺,曹建军,尚玉玲. 计算机科学. 2017(10)
[2]车间作业优化调度问题研究[J]. 申丽娟,程子安,李明. 计算机仿真. 2017(06)
[3]基于客流需求的城际列车时刻表模型改进研究[J]. 李得伟,丁世顺,张琦,李姗. 交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[4]基于改进的NSGA-Ⅱ多目标优化方法研究[J]. 路艳雪,赵超凡,吴晓锋,韩晓霞. 计算机应用研究. 2018(06)
[5]改进的自适应遗传算法在函数优化中的应用[J]. 杨从锐,钱谦,王锋,孙铭会. 计算机应用研究. 2018(04)
[6]Job-shop调度求解的广义蚁群算法[J]. 张宏国,宫雪. 哈尔滨理工大学学报. 2017(01)
[7]基于改进的PESP模型编制高速铁路周期性列车运行图的研究[J]. 李得伟,丁世顺. 中国铁道科学. 2017(01)
[8]求解多旅行商问题的改进分组遗传算法[J]. 王勇臻,陈燕,于莹莹. 电子与信息学报. 2017(01)
[9]基于拉格朗日松弛的双线铁路列车运行图优化算法[J]. 廖正文,苗建瑞,孟令云,李海鹰,赵岚. 铁道学报. 2016(09)
[10]用于求解TSP问题的改进遗传算法[J]. 文艺,潘大志. 计算机科学. 2016(S1)
博士论文
[1]基于周期事件系统的高速铁路列车运行图编制模型及算法研究[D]. 秦胜.北京交通大学 2013
本文编号：3516026
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3516026.html
