高速鐵路列車運(yùn)行沖突管理研究.pdf

1、高速鐵路列車運(yùn)行沖突管理問題是高速鐵路運(yùn)輸組織的關(guān)鍵技術(shù)之一，是鐵路行車指揮的重要內(nèi)容。鐵路行車調(diào)度的主要任務(wù)是要判定列車運(yùn)行沖突的類型和沖突程度，按照一定的優(yōu)化目標(biāo)消解沖突，確定合理的列車運(yùn)行次序，對(duì)列車運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。高速鐵路列車運(yùn)行沖突管理基于列車運(yùn)行的動(dòng)態(tài)運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在列車運(yùn)行沖突的判定、度量、預(yù)測(cè)和消解，為列車運(yùn)行調(diào)整提供輔助支持。列車運(yùn)行沖突管理研究對(duì)于提高我國(guó)高速鐵路的運(yùn)輸組織水平、完善綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)功能和實(shí)

2、現(xiàn)調(diào)度指揮智能化具有深遠(yuǎn)的意義。
　　由于高速鐵路調(diào)度指揮智能化對(duì)列車運(yùn)行調(diào)整的高要求給高速鐵路的列車運(yùn)行沖突管理的時(shí)效性和有效性提出了更高的要求。因此，相比于既有鐵路，需要更加重視對(duì)高速鐵路列車運(yùn)行沖突的管理，重點(diǎn)消解好各類沖突。
　　本論文分析了高速鐵路列車運(yùn)行沖突的特點(diǎn)，闡述了高速鐵路列車運(yùn)行沖突管理的內(nèi)涵。提出了各類沖突的判定方法，研究了高速鐵路列車運(yùn)行沖突的產(chǎn)生機(jī)理，提出了高速鐵路列車運(yùn)行沖突程度的度量方法及預(yù)測(cè)方

3、法，建立了基于沖突消解的列車運(yùn)行調(diào)整優(yōu)化模型并設(shè)計(jì)了求解算法。具體完成了以下研究工作:
　　(1)通過參閱大量的研究文獻(xiàn)和成果，歸納并分析了列車運(yùn)行沖突管理的研究歷程及國(guó)內(nèi)外對(duì)列車運(yùn)行沖突管理問題研究的現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究對(duì)列車運(yùn)行管理問題的研究主要是依托列車運(yùn)行圖優(yōu)化和調(diào)度指揮系統(tǒng)開發(fā)而進(jìn)行的，對(duì)列車運(yùn)行沖突管理問題專門和系統(tǒng)的研究尚缺，沒有能夠適合我國(guó)國(guó)情和路情的高速鐵路列車運(yùn)行沖突管理體系。
　　(2)在定義高速鐵路列

4、車運(yùn)行沖突的基礎(chǔ)上，對(duì)高速鐵路列車運(yùn)行沖突從4個(gè)不同角度進(jìn)行了分類。沖突分析、神突消解和基于沖突管理的列車運(yùn)行調(diào)整方法及運(yùn)行圖優(yōu)化技術(shù)等問題是我國(guó)高速鐵路沖突管理的主要內(nèi)涵。
　　(3)為了研究高速鐵路列車運(yùn)行沖突的產(chǎn)生機(jī)理，研究了列車運(yùn)行干擾及冗余時(shí)間對(duì)列車運(yùn)行沖突的作用過程并進(jìn)行了高速鐵路列車運(yùn)行沖突機(jī)理的仿真分析。通過分析列車運(yùn)行隨機(jī)干擾的分布規(guī)律及累積效應(yīng)，得到了列車運(yùn)行干擾條件下偏離運(yùn)行計(jì)劃的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及轉(zhuǎn)移矩陣。分析了

5、運(yùn)行圖冗余時(shí)間的分布規(guī)律及對(duì)列車運(yùn)行沖突吸收作用的機(jī)理，得到了列車運(yùn)行計(jì)劃恢復(fù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及轉(zhuǎn)移矩陣。運(yùn)用易語言開發(fā)的“列車運(yùn)行干擾-冗余時(shí)間-沖突”仿真程序?qū)?個(gè)車站和3個(gè)區(qū)間內(nèi)的5列高速列車在給定的仿真情景下進(jìn)行了仿真。研究和仿真表明:高速鐵路列車運(yùn)行沖突與列車運(yùn)行干擾正相關(guān)，而與運(yùn)行圖冗余時(shí)間負(fù)相關(guān)。
　　(4)根據(jù)高速鐵路列車運(yùn)行沖突的判定依據(jù)，分別給出了7類列車運(yùn)行沖突的IF-THEN產(chǎn)生式規(guī)則判定方法，運(yùn)用時(shí)間拓?fù)渚仃嚴(yán)?/p>

6、論實(shí)現(xiàn)了高速鐵路列車事件的時(shí)間邏輯判斷，為列車運(yùn)行沖突的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，闡述了高速鐵路到發(fā)線運(yùn)用沖突及其他類型沖突的判定思路和步驟。沖突判定方法和算法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高速鐵路列車運(yùn)行沖突的實(shí)時(shí)判斷。
　　(5)為了測(cè)度列車運(yùn)行沖突的嚴(yán)重程度，提高鐵路行車指揮水平，對(duì)列車運(yùn)行沖突進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)度量方法研究。從宏觀層面和微觀層面對(duì)各類列車運(yùn)行沖突程度進(jìn)行了靜態(tài)度量，重點(diǎn)對(duì)同類型沖突的動(dòng)態(tài)度量方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述。從實(shí)績(jī)運(yùn)行圖獲得列車運(yùn)

7、行數(shù)據(jù)建立列車運(yùn)行調(diào)整決策表，運(yùn)用信息熵理論考察各條件屬性對(duì)減小決策不確定性的作用，確定各列車運(yùn)行調(diào)整條件屬性的重要性排序，選取評(píng)估沖突列車運(yùn)行狀態(tài)的5個(gè)指標(biāo)并給予模糊評(píng)分，并計(jì)算各指標(biāo)熵權(quán)，提出了各類型同類沖突嚴(yán)重程度的動(dòng)態(tài)度量方法。
　　(6)構(gòu)建了高速鐵路列車運(yùn)行三角模糊數(shù)時(shí)間工作流網(wǎng)，分析了列車運(yùn)行工作流網(wǎng)順序模式和選擇模式的內(nèi)涵。將高速鐵路列車運(yùn)行沖突的預(yù)測(cè)歸結(jié)為工作流網(wǎng)時(shí)間一致性驗(yàn)證問題，根據(jù)列車當(dāng)前的列車運(yùn)行狀態(tài)及列

8、車未來各活動(dòng)的三角模糊數(shù)時(shí)間，建立沖突預(yù)測(cè)鏈表，通過工作流網(wǎng)活動(dòng)結(jié)束時(shí)間與截止期限的比較，計(jì)算出高速鐵路列車運(yùn)行各類沖突可能性，從而實(shí)現(xiàn)高速鐵路列車運(yùn)行沖突的預(yù)測(cè)。
　　(7)提出了基于列車運(yùn)行沖突消解的高速鐵路列車運(yùn)行調(diào)整流程，分析了平移運(yùn)行線、交換運(yùn)行線、變更停站和越行方案以及數(shù)學(xué)規(guī)劃四種沖突消解策略的作用原理。建立了基于最小列車運(yùn)行沖突消解代價(jià)的高速鐵路列車運(yùn)行調(diào)整問題數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，該模型以沖突消解代價(jià)最小為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)模