考慮沖突不確定性的高速鐵路列車運行調整優(yōu)化模型.pdf

1、隨著高速鐵路的不斷建設和投入運營，人們對旅行時間時效性的要求不斷得到滿足，與此同時，對旅行時間的可靠性要求變得越來越突出，做好列車運行調整工作，對提高旅客列車正點率，具有重要作用。
　　既有列車運行調整優(yōu)化模型大多假設列車間的沖突是確定型的，并據(jù)此生成沖突疏解方案。然而，由于現(xiàn)實世界中外界擾動信息具有不確定性，列車間的沖突也呈現(xiàn)不確定性，使得既有列車運行調整優(yōu)化模型的效果呈現(xiàn)一定局限性。
　　本文以高速鐵路為背景，考慮列車間

2、沖突的不確定性，建立了列車運行調整優(yōu)化模型，并設計了基于拉格朗日松弛的求解算法，通過實驗驗證了上述模型和算法。
　　具體研究可以概括為以下5個部分:
　　(1)分析了國內外研究成果，總結了該領域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，明確了建立考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型的理論意義和應用價值。
　　(2)對考慮列車間沖突不確定性的列車運行調整問題進行了分析，描述了沖突不確定性的含義、影響因素、列車間沖突不確定性的表現(xiàn)方式、考慮

3、沖突不確定性的列車運行調整問題的特征和難點、以及疏解列車間沖突的基本措施。
　　(3)基于列車間晚點相關性分析，擬合列車運行狀態(tài)分布曲線，建立列車運行狀態(tài)的預測模型，并根據(jù)列車間晚點的相關系數(shù)建立列車間沖突不確定性的預測模型。
　　(4)基于網絡流理論與積聚變量理論對路網基礎設施進行描述，建立考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型(P1)和考慮沖突不確定性和動態(tài)性的列車運行調整優(yōu)化模型(P2)。
　　(5)鑒于商業(yè)優(yōu)化

4、軟件對模型求解的局限性，本文設計了基于拉格朗日松弛的啟發(fā)式求解算法。以京滬高鐵北京至德州段實績數(shù)據(jù)為背景，主要進行了以下實驗:①對比分析沖突確定型的列車運行調整優(yōu)化模型和考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型實驗結果;②對比分析不同場景設置下考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型實驗結果;③對比分析考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型(P1)和考慮沖突不確定性和動態(tài)性的列車運行調整優(yōu)化模型(P2)實驗結果。
　　論文通過以上實驗

5、，驗證了所提出模型的可行性，設計啟發(fā)式算法得到質量較高的可行解。通過實驗發(fā)現(xiàn):①由于以實際路網信息和歷史數(shù)據(jù)作為列車運行調整的參考依據(jù)對列車未來運行狀態(tài)進行預測，考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型(P1)實驗結果優(yōu)于沖突確定型的列車運行調整優(yōu)化模型(P3);②在驗證不同場景設置下對考慮沖突不確定性的列車運行調整優(yōu)化模型實驗結果的影響時發(fā)現(xiàn)，隨著預測時劃分的場景數(shù)的增加，目標函數(shù)上界和下界的結果越小，生成的列車運行調整方案質量越高;③