單線鐵路列車時(shí)刻表的抗延誤研究.pdf

1、穩(wěn)健性是列車系統(tǒng)規(guī)劃中的一個(gè)重要參數(shù)，并表現(xiàn)為系統(tǒng)的抗干擾能力。較小的干擾會(huì)對(duì)非穩(wěn)健的軌道系統(tǒng)造成較大的延誤，因此本文在設(shè)計(jì)階段上分析了鐵路時(shí)刻表穩(wěn)健性改善。根據(jù)評(píng)估的時(shí)間，其穩(wěn)健性測(cè)量可以劃分為:事前評(píng)估和事后評(píng)估。事前評(píng)估方法對(duì)設(shè)計(jì)階段的規(guī)劃十分有益，但該方法的局限性在于其僅僅適合單線列車時(shí)刻表的穩(wěn)健性評(píng)估。本文介紹了一種在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行定量評(píng)估和提高列車時(shí)刻表穩(wěn)健性的方法。本文還介紹了單線鐵路事前穩(wěn)健性測(cè)量的建模和應(yīng)用，被稱為臨界穩(wěn)

2、健性測(cè)量(Critical Robustness Measure，CRM)。CRM的有效性是通過其與現(xiàn)有事前穩(wěn)健性評(píng)估指標(biāo)的對(duì)比呈現(xiàn)的，如每小時(shí)每區(qū)間通過的列車數(shù)、每列車運(yùn)行時(shí)間成本總額、最小車頭時(shí)距倒數(shù)之和、加權(quán)平均距離、邊際運(yùn)行時(shí)間差異、臨界點(diǎn)的穩(wěn)健性和最長(zhǎng)路徑邊際。計(jì)算結(jié)果表明，在列車時(shí)刻表穩(wěn)健性中，所有時(shí)間邊際都無法被使用。此外，穩(wěn)健性是不可靜態(tài)量化的，而且隨時(shí)間變化而變化，并取決于列車相互作用的方式。
　　為了提高列車時(shí)

3、刻表的穩(wěn)健性，論文提出了一種模型和啟發(fā)式技術(shù)，用以在時(shí)刻表中找到更好的位置來分配時(shí)間邊際（緩沖區(qū)和運(yùn)行冗余時(shí)間）。重新分配可用時(shí)間邊際的目的是為了調(diào)整現(xiàn)有的時(shí)刻表，以在運(yùn)行擾動(dòng)的情況下最小化列車總延遲，從而增加時(shí)刻表的穩(wěn)健性。本文把列車時(shí)刻表作為帶有聚合概念的向弧圖(Directed Arc Graph，DAG)。聚合的基本概念是在網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)大的一部分看作圖形的單個(gè)節(jié)點(diǎn)。本文提出了被稱為臨界時(shí)間邊際分配（Critical Time Ma

4、rgins Allocation，CTMA）的時(shí)間邊際再分配啟發(fā)式技術(shù)，模擬和評(píng)估了不同干擾情況下調(diào)整后的時(shí)刻表。本文將該技術(shù)用于一個(gè)假設(shè)的小型軌道路網(wǎng)，并應(yīng)用于巴基斯坦從Rawalpindi到Lalamusa的單線鐵路時(shí)刻表。此外，產(chǎn)生隨機(jī)擾動(dòng)的實(shí)例進(jìn)一步驗(yàn)證了CTMA的有效性。在不同的隨機(jī)干擾的情況進(jìn)行測(cè)試結(jié)果表明，用CTMA改進(jìn)的時(shí)刻表使假設(shè)小型軌道路網(wǎng)的總延誤平均減少了3.25％，而對(duì)于大型現(xiàn)實(shí)路網(wǎng)的減少了5.18％。結(jié)果表明，

5、在時(shí)刻表適當(dāng)位置增加冗余時(shí)間可以減少延誤擴(kuò)散。
　　最后，本文模擬了單線鐵路網(wǎng)列車時(shí)刻表問題，并注重側(cè)線位置的運(yùn)行成本與延誤的最小化。可能匯合地點(diǎn)的范圍之大，對(duì)最小化滿足規(guī)劃要求的基礎(chǔ)設(shè)施投資的同時(shí)又要保持特定的服務(wù)水平是一個(gè)挑戰(zhàn)。這個(gè)問題主要關(guān)注的是如何布置側(cè)線，以降低總運(yùn)行成本和總延誤（包括沖突延誤）。需要考慮的問題是單線鐵路網(wǎng)的側(cè)線的數(shù)量和位置對(duì)時(shí)刻表的影響。本文通過改變側(cè)線和列車的數(shù)量來量化側(cè)線數(shù)量和列車沖突延遲之間的相關(guān)