網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單線列車運(yùn)行圖編制的優(yōu)化算法研究.pdf

1、單線列車運(yùn)行圖一直是列車運(yùn)行計(jì)劃編制工作的研究難點(diǎn)。與雙線和多線鐵路相比,在單線列車運(yùn)行圖中列車運(yùn)行線之間的耦合作用更強(qiáng),考慮的因素更為復(fù)雜。在我國鐵路營運(yùn)里程中,既有線中單線鐵路的里程仍然占據(jù)了一定的比例,而且在路網(wǎng)中單線和雙線以及多線之間相互耦合。因此,改善單線列車運(yùn)行圖的編制質(zhì)量對(duì)其他線路,乃至整個(gè)路網(wǎng)的運(yùn)行圖質(zhì)量有著極為重要的影響。
　　 本文在閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單線列車運(yùn)行圖編制的方法進(jìn)行了一些研

2、究。首先在前人研究的基礎(chǔ)上,介紹了單線列車運(yùn)行圖編制的數(shù)學(xué)模型。以Dorfman所提出的離散事件模型為出發(fā)點(diǎn),基于模擬技術(shù)和優(yōu)化方法相結(jié)合的思路,設(shè)計(jì)了一種更有效的運(yùn)行圖編制問題的求解算法-ETAS方法,并在該方法的基礎(chǔ)上對(duì)考慮車站股道、站臺(tái)分配條件下的運(yùn)行圖編制模型和求解算法,以及列車出發(fā)時(shí)間調(diào)整問題進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下:
　　 1.在介紹單線列車運(yùn)行圖編制模型的基礎(chǔ)上,將模擬技術(shù)和優(yōu)化思想相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種求解網(wǎng)絡(luò)

3、環(huán)境下單線列車運(yùn)行圖的ETAS方法。
　　 (1)設(shè)計(jì)了擴(kuò)展的能力檢測算法,以避免列車在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的死鎖現(xiàn)象。
　　 (2)提出了一種基于列車在剩余路徑中的所有沖突信息下的列車宏觀運(yùn)行決策方法,即ETAS方法,以改善TAS方法中所存在的缺陷。
　　 (3)基于對(duì)求解質(zhì)量和計(jì)算效率不同的需要,設(shè)計(jì)了三種不同的策略對(duì)列車在剩余路徑中的所有沖突信息進(jìn)行了預(yù)測和估計(jì)。
　　 (4)考慮了列車加減速等微觀行為的

4、特征。以列車的加速度來衡量列車的微觀運(yùn)行狀態(tài)?；诹熊嚨奈恢?速度等局部信息給出了確定列車加速度的方法。
　　 (5)分析了確定系統(tǒng)更新步長的幾個(gè)因素,所設(shè)計(jì)的事件步長法既能夠保證準(zhǔn)確的描述列車微觀運(yùn)行特征,同時(shí)也能確保ETAS方法具有較高的運(yùn)行效率。
　　 2.討論了在單線情形下,考慮在車站內(nèi)股道分配條件下的列車運(yùn)行圖編制問題,建立了一個(gè)0-1混合整數(shù)規(guī)劃模型,設(shè)計(jì)了一種SATA算法來求解所建立的模型。SATA算法的特

5、點(diǎn)在于,在ETAS方法所獲得的運(yùn)行圖(未考慮股道分配條件)的基礎(chǔ)上,將運(yùn)行圖分解為離散序列,采用兩種股道分配策略(確定性分配策略和非確定性分配策略)依次考慮離散序列中列車在車站內(nèi)的股道分配信息,直至獲得一個(gè)可行的列車運(yùn)行圖。
　　 3.討論了列車在始發(fā)車站的出發(fā)時(shí)間調(diào)整問題,指出了在一定范圍內(nèi)調(diào)整列車出發(fā)時(shí)間能夠進(jìn)一步改善列車運(yùn)行圖的質(zhì)量。設(shè)計(jì)了一種兩階段的啟發(fā)式方法(TDAS方法)以求解列車出發(fā)時(shí)間調(diào)整問題。第一階段為在未疏解