復(fù)雜線路列車晚點(diǎn)控制優(yōu)化策略及方法.pdf

1、十二五期間，我國鐵路建設(shè)得到了極大的發(fā)展，新線投產(chǎn)為3.05萬公里。截止至2015年底，鐵路營業(yè)里程達(dá)12.1萬公里，業(yè)已形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鐵路網(wǎng)絡(luò)。路網(wǎng)中單線鐵路，復(fù)線鐵路，三線鐵路，四線鐵路共存，在樞紐處交匯。區(qū)間閉塞制式多樣化，線路上同時(shí)存在半自動閉塞，自動站間閉塞，自動閉塞和準(zhǔn)移動閉塞。行車方式和路徑選擇多樣化，路網(wǎng)中任意2個(gè)車站之間可能存在2條及以上的有向路徑，高速鐵路上中高速列車共線運(yùn)營，普通線路上客貨混跑，高速鐵路與普通線路銜

2、接共存，構(gòu)成復(fù)雜的線路環(huán)境和運(yùn)輸環(huán)境。復(fù)雜線路上行車組織工作難度較大，晚點(diǎn)現(xiàn)象多發(fā)。本文重點(diǎn)針對復(fù)雜線路行車晚點(diǎn)控制策略和方法進(jìn)行探討和研究，從控制鐵路行車晚點(diǎn)的實(shí)際需求出發(fā)，深入分析研究列車晚點(diǎn)的成因和機(jī)理，在對列車晚點(diǎn)預(yù)測的基礎(chǔ)上，從靜態(tài)行車即運(yùn)行圖編制和動態(tài)行車即列車運(yùn)行調(diào)整兩個(gè)方面提出晚點(diǎn)控制的模型和方法，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜線路行車晚點(diǎn)的有效控制，支持我國鐵路運(yùn)輸組織的現(xiàn)代化建設(shè)。
　　本文首先詳細(xì)闡述分析了晚點(diǎn)的成因，類型，傳播

3、機(jī)理，吸收機(jī)理和預(yù)測機(jī)理。并指出系統(tǒng)性因素是造成列車晚點(diǎn)的主要成因，晚點(diǎn)傳播的主因是初始晚點(diǎn)列車導(dǎo)致的連帶晚點(diǎn)情況，并在路網(wǎng)中產(chǎn)生了多米諾效應(yīng)式的連鎖晚點(diǎn)現(xiàn)象。晚點(diǎn)的吸收是利用運(yùn)行圖中蘊(yùn)含的緩沖時(shí)間和剩余能力，晚點(diǎn)預(yù)測的基礎(chǔ)是建立在列車位置和干擾分布已知的基礎(chǔ)上的。并基于K-S擬合優(yōu)度檢驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)了啟發(fā)式的微調(diào)參數(shù)概率擬合方法，采用該方法對列車的到達(dá)晚點(diǎn)分布和出發(fā)晚點(diǎn)分布進(jìn)行了擬合，并指出威布爾分布對列車的到達(dá)和出發(fā)晚點(diǎn)的擬合度最好，

4、指數(shù)分布也具有相對良好的擬合度。并隨后在列車到達(dá)晚點(diǎn)分布的基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于隨機(jī)森林的列車到站晚點(diǎn)預(yù)測模型，其預(yù)測準(zhǔn)確度相對經(jīng)驗(yàn)值的預(yù)測方法有了較大的提升。
　　其次從靜態(tài)行車即運(yùn)行圖編制角度出發(fā)，指出緩沖時(shí)間合理選擇和分配是晚點(diǎn)控制應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素和指標(biāo)。在對晚點(diǎn)分布分析的基礎(chǔ)上，給出干擾連續(xù)化情況下的緩沖時(shí)間分配模型，以及解析化的求解算法，指出在兩區(qū)間的線路上，緩沖時(shí)間的分配應(yīng)傾向于第一個(gè)區(qū)間。并根據(jù)鐵路行車事件的特性，將行車事

5、件和行車干擾離散化，并在連續(xù)化的緩沖時(shí)間分配模型的基礎(chǔ)上，給出了離散化的分配模型，采用禁忌搜索算法對離散化的分配模型進(jìn)行了求解。并研究分析了不同區(qū)間數(shù)目，不同干擾匹配程度情況下的緩沖時(shí)間分配方法。
　　最后從動態(tài)行車即列車運(yùn)行調(diào)整的角度出發(fā)，研究了基于列車運(yùn)行調(diào)整的晚點(diǎn)控制方法和策略，在晚點(diǎn)預(yù)測的基礎(chǔ)上給出了行車沖突預(yù)測方法和基于預(yù)測方式的行車調(diào)整流程。隨后在綜合考慮線路閉塞形式，行車約束以及緩沖時(shí)間的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于混合整數(shù)規(guī)