城際高鐵列車運(yùn)行圖編制與優(yōu)化算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 12:55
城際高鐵作為承擔(dān)城市圈周邊通勤客流的短途運(yùn)輸方式,通過(guò)列車運(yùn)行圖向旅客直接展示了所提供的客運(yùn)服務(wù)。為了提升服務(wù)質(zhì)量,加強(qiáng)對(duì)旅客的吸引力度,滿足旅客出行需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化,需要對(duì)列車運(yùn)行圖進(jìn)行編制與優(yōu)化。充分挖掘鐵路運(yùn)輸潛力,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸資源的優(yōu)化配置。本文以城際列車運(yùn)行圖的優(yōu)化編制為目標(biāo),針對(duì)全面編制優(yōu)化過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題,采取了分而治之,分層次兩階段優(yōu)化的方式,并以滬杭城際高鐵的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文的主要工作如下:1.深入研究和分析了影響列車運(yùn)行圖編制的關(guān)鍵要素、沖突消解技術(shù)和優(yōu)化算法。研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)行線鋪劃的本質(zhì)是基于列車在區(qū)間運(yùn)行順序的大規(guī)模組合優(yōu)化問(wèn)題。運(yùn)行線沖突化解是影響運(yùn)行圖編制質(zhì)量與效率的關(guān)鍵,針對(duì)不同的運(yùn)行沖突研究分析了沖突化解策略。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)城際線路列車密集到發(fā)的情況,如何建立列車運(yùn)行系統(tǒng)效率和穩(wěn)定性之間的平衡是運(yùn)行圖優(yōu)化的目標(biāo)。2.基于進(jìn)化算法,提出了可行列車運(yùn)行圖編制改進(jìn)算法。該算法根據(jù)運(yùn)行線鋪劃的實(shí)質(zhì),基于遺傳進(jìn)化算法設(shè)計(jì)了“列車-區(qū)間運(yùn)行順序”的染色體二維編碼方式,以及平移運(yùn)行線和擴(kuò)大始發(fā)時(shí)間域的運(yùn)行線沖突化解策略,提出了廣度優(yōu)先循環(huán)布線的解碼算法...
【文章來(lái)源】:重慶交通大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
十分格運(yùn)行圖
10圖2.2小時(shí)格運(yùn)行圖盡管列車運(yùn)行圖的種類不盡相同,但是都是由其基本的要素組成。因此,進(jìn)行列車運(yùn)行圖編制之前需要清楚運(yùn)行圖的基本要素。2.1.2列車運(yùn)行圖要素分析明確列車運(yùn)行相關(guān)的各項(xiàng)基本要素,主要包括列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分,中間站停站時(shí)間,客運(yùn)、技術(shù)站等作業(yè)服務(wù)時(shí)間,追蹤間隔時(shí)間以及天窗檢修時(shí)間等。1.區(qū)間運(yùn)行時(shí)分列車在任意兩個(gè)相鄰車站構(gòu)成的區(qū)段運(yùn)行所要滿足的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),稱作列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分。按照兩相鄰車站(或線路所)所在中心線的間距進(jìn)行計(jì)算,其時(shí)間受到機(jī)車牽引力以及列車自身重量的影響。因此,需要根據(jù)列車的性質(zhì)和類型,分別計(jì)算其在各線路區(qū)間上的運(yùn)行時(shí)間。列車在某區(qū)間的運(yùn)行時(shí)分與該列車在運(yùn)行區(qū)間兩端車站的停站方案相關(guān),若在區(qū)間兩端車站都不停車通過(guò)的時(shí)間記作純運(yùn)行時(shí)分(t),列車在一端車站啟動(dòng)發(fā)車所增加的額外時(shí)刻為起動(dòng)附加時(shí)分(t起),列車到達(dá)另一端站點(diǎn)停車等待比不停車直接通過(guò)所額外增加的時(shí)間,稱作停車附加時(shí)分(t停)。如下圖2.3所示,列車在車站的起停附加時(shí)分通常受到機(jī)車車輛類型,列車自身重量,以及運(yùn)行時(shí)速的影響。SS+1tt+t停SS+1SS+1SS+1t+t起t停+t+t起圖2.3列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分
岣吡嗽誦型嫉奈冉⌒浴5?梅絞皆黽恿肆諧檔腦ざㄐ惺?時(shí)間,從而降低了運(yùn)輸?shù)男。另一種方式是降低系統(tǒng)運(yùn)力,在晚點(diǎn)常發(fā)區(qū)域減少列車的開(kāi)行密度,這樣就降低了晚點(diǎn)傳播的可能性,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通常,運(yùn)輸系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性是相互矛盾和制約的。提高系統(tǒng)的效率必然會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高必然要降低其效率。因此,魯棒性列車運(yùn)行圖的編制需要同時(shí)達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)之間的平衡,從而得到滿足旅客出行服務(wù)需求和運(yùn)輸企業(yè)效益的城際列車運(yùn)行圖。2.2.3城際列車運(yùn)行圖魯棒性評(píng)價(jià)指標(biāo)1.列車運(yùn)行圖結(jié)構(gòu)如圖2.13所示,在列車計(jì)劃的區(qū)間運(yùn)行時(shí)間內(nèi)(或停車時(shí))分配適量的緩沖時(shí)間(冗余時(shí)間),該時(shí)間冗余被稱作列車運(yùn)行附加時(shí)間(RunningTimeSupplement)。其中jit,和jiit,,1分別為列車jt在車站is的滿足安全技術(shù)作業(yè)時(shí)間的最小計(jì)劃停站時(shí)間,以及在線路區(qū)間)(,1iiss運(yùn)行需要滿足的最小時(shí)間間隔(包括起動(dòng)和停車附加時(shí)分)。對(duì)于額外分配的時(shí)間冗余jir,和jiir,,1分別為列車jt在車站is的停站附加時(shí)分,以及在區(qū)間)(,1iiss的區(qū)間運(yùn)行附加時(shí)分。圖2.13列車運(yùn)行附加時(shí)分通常,分配一定量的列車運(yùn)行附加時(shí)分,有利于提高列車抵抗延遲傳播的能力,從而優(yōu)化編制運(yùn)行圖結(jié)構(gòu)提高其魯棒性。然而,過(guò)多的附加時(shí)分會(huì)增加列車行車時(shí)間降低系統(tǒng)效率。如圖2.14所示,某區(qū)間兩相鄰?fù)蛄熊囍g,在滿足到發(fā)最小間隔時(shí)間的安全約束之后,額外分配的時(shí)間冗余被稱作列車緩沖時(shí)間(BufferTime)。其中jj1,+h
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多目標(biāo)蟻群優(yōu)化研究綜述[J]. 刁興春,劉藝,曹建軍,尚玉玲. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(10)
[2]車間作業(yè)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題研究[J]. 申麗娟,程子安,李明. 計(jì)算機(jī)仿真. 2017(06)
[3]基于客流需求的城際列車時(shí)刻表模型改進(jìn)研究[J]. 李得偉,丁世順,張琦,李?yuàn)? 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2017(03)
[4]基于改進(jìn)的NSGA-Ⅱ多目標(biāo)優(yōu)化方法研究[J]. 路艷雪,趙超凡,吳曉鋒,韓曉霞. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(06)
[5]改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法在函數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 楊從銳,錢謙,王鋒,孫銘會(huì). 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(04)
[6]Job-shop調(diào)度求解的廣義蟻群算法[J]. 張宏國(guó),宮雪. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]基于改進(jìn)的PESP模型編制高速鐵路周期性列車運(yùn)行圖的研究[J]. 李得偉,丁世順. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2017(01)
[8]求解多旅行商問(wèn)題的改進(jìn)分組遺傳算法[J]. 王勇臻,陳燕,于瑩瑩. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]基于拉格朗日松弛的雙線鐵路列車運(yùn)行圖優(yōu)化算法[J]. 廖正文,苗建瑞,孟令云,李海鷹,趙嵐. 鐵道學(xué)報(bào). 2016(09)
[10]用于求解TSP問(wèn)題的改進(jìn)遺傳算法[J]. 文藝,潘大志. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(S1)
博士論文
[1]基于周期事件系統(tǒng)的高速鐵路列車運(yùn)行圖編制模型及算法研究[D]. 秦勝.北京交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):3516026
【文章來(lái)源】:重慶交通大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
十分格運(yùn)行圖
10圖2.2小時(shí)格運(yùn)行圖盡管列車運(yùn)行圖的種類不盡相同,但是都是由其基本的要素組成。因此,進(jìn)行列車運(yùn)行圖編制之前需要清楚運(yùn)行圖的基本要素。2.1.2列車運(yùn)行圖要素分析明確列車運(yùn)行相關(guān)的各項(xiàng)基本要素,主要包括列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分,中間站停站時(shí)間,客運(yùn)、技術(shù)站等作業(yè)服務(wù)時(shí)間,追蹤間隔時(shí)間以及天窗檢修時(shí)間等。1.區(qū)間運(yùn)行時(shí)分列車在任意兩個(gè)相鄰車站構(gòu)成的區(qū)段運(yùn)行所要滿足的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),稱作列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分。按照兩相鄰車站(或線路所)所在中心線的間距進(jìn)行計(jì)算,其時(shí)間受到機(jī)車牽引力以及列車自身重量的影響。因此,需要根據(jù)列車的性質(zhì)和類型,分別計(jì)算其在各線路區(qū)間上的運(yùn)行時(shí)間。列車在某區(qū)間的運(yùn)行時(shí)分與該列車在運(yùn)行區(qū)間兩端車站的停站方案相關(guān),若在區(qū)間兩端車站都不停車通過(guò)的時(shí)間記作純運(yùn)行時(shí)分(t),列車在一端車站啟動(dòng)發(fā)車所增加的額外時(shí)刻為起動(dòng)附加時(shí)分(t起),列車到達(dá)另一端站點(diǎn)停車等待比不停車直接通過(guò)所額外增加的時(shí)間,稱作停車附加時(shí)分(t停)。如下圖2.3所示,列車在車站的起停附加時(shí)分通常受到機(jī)車車輛類型,列車自身重量,以及運(yùn)行時(shí)速的影響。SS+1tt+t停SS+1SS+1SS+1t+t起t停+t+t起圖2.3列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分
岣吡嗽誦型嫉奈冉⌒浴5?梅絞皆黽恿肆諧檔腦ざㄐ惺?時(shí)間,從而降低了運(yùn)輸?shù)男。另一種方式是降低系統(tǒng)運(yùn)力,在晚點(diǎn)常發(fā)區(qū)域減少列車的開(kāi)行密度,這樣就降低了晚點(diǎn)傳播的可能性,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通常,運(yùn)輸系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性是相互矛盾和制約的。提高系統(tǒng)的效率必然會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高必然要降低其效率。因此,魯棒性列車運(yùn)行圖的編制需要同時(shí)達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)之間的平衡,從而得到滿足旅客出行服務(wù)需求和運(yùn)輸企業(yè)效益的城際列車運(yùn)行圖。2.2.3城際列車運(yùn)行圖魯棒性評(píng)價(jià)指標(biāo)1.列車運(yùn)行圖結(jié)構(gòu)如圖2.13所示,在列車計(jì)劃的區(qū)間運(yùn)行時(shí)間內(nèi)(或停車時(shí))分配適量的緩沖時(shí)間(冗余時(shí)間),該時(shí)間冗余被稱作列車運(yùn)行附加時(shí)間(RunningTimeSupplement)。其中jit,和jiit,,1分別為列車jt在車站is的滿足安全技術(shù)作業(yè)時(shí)間的最小計(jì)劃停站時(shí)間,以及在線路區(qū)間)(,1iiss運(yùn)行需要滿足的最小時(shí)間間隔(包括起動(dòng)和停車附加時(shí)分)。對(duì)于額外分配的時(shí)間冗余jir,和jiir,,1分別為列車jt在車站is的停站附加時(shí)分,以及在區(qū)間)(,1iiss的區(qū)間運(yùn)行附加時(shí)分。圖2.13列車運(yùn)行附加時(shí)分通常,分配一定量的列車運(yùn)行附加時(shí)分,有利于提高列車抵抗延遲傳播的能力,從而優(yōu)化編制運(yùn)行圖結(jié)構(gòu)提高其魯棒性。然而,過(guò)多的附加時(shí)分會(huì)增加列車行車時(shí)間降低系統(tǒng)效率。如圖2.14所示,某區(qū)間兩相鄰?fù)蛄熊囍g,在滿足到發(fā)最小間隔時(shí)間的安全約束之后,額外分配的時(shí)間冗余被稱作列車緩沖時(shí)間(BufferTime)。其中jj1,+h
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多目標(biāo)蟻群優(yōu)化研究綜述[J]. 刁興春,劉藝,曹建軍,尚玉玲. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(10)
[2]車間作業(yè)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題研究[J]. 申麗娟,程子安,李明. 計(jì)算機(jī)仿真. 2017(06)
[3]基于客流需求的城際列車時(shí)刻表模型改進(jìn)研究[J]. 李得偉,丁世順,張琦,李?yuàn)? 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2017(03)
[4]基于改進(jìn)的NSGA-Ⅱ多目標(biāo)優(yōu)化方法研究[J]. 路艷雪,趙超凡,吳曉鋒,韓曉霞. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(06)
[5]改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法在函數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 楊從銳,錢謙,王鋒,孫銘會(huì). 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(04)
[6]Job-shop調(diào)度求解的廣義蟻群算法[J]. 張宏國(guó),宮雪. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]基于改進(jìn)的PESP模型編制高速鐵路周期性列車運(yùn)行圖的研究[J]. 李得偉,丁世順. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2017(01)
[8]求解多旅行商問(wèn)題的改進(jìn)分組遺傳算法[J]. 王勇臻,陳燕,于瑩瑩. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]基于拉格朗日松弛的雙線鐵路列車運(yùn)行圖優(yōu)化算法[J]. 廖正文,苗建瑞,孟令云,李海鷹,趙嵐. 鐵道學(xué)報(bào). 2016(09)
[10]用于求解TSP問(wèn)題的改進(jìn)遺傳算法[J]. 文藝,潘大志. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(S1)
博士論文
[1]基于周期事件系統(tǒng)的高速鐵路列車運(yùn)行圖編制模型及算法研究[D]. 秦勝.北京交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):3516026
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/3516026.html
最近更新
教材專著