检索结果-内蒙古大学图书馆

物流工程与管理 2021年第8期43卷 126-131,115页

作者：刘盼刘仕强福州大学经济与管理学院福建福州350116

文中以最小化机组配对成本为目标,在经典模型基础上,提出考虑航班延误及储备员工分配的机组配对数学模型,使得航空公司可以在较低运营成本下生成具有稳定性的机组配对解。为降低运行时间,采用将列生成算法嵌入到滚动时域算法框架中对模... 详细信息

文中以最小化机组配对成本为目标,在经典模型基础上,提出考虑航班延误及储备员工分配的机组配对数学模型,使得航空公司可以在较低运营成本下生成具有稳定性的机组配对解。为降低运行时间,采用将列生成算法嵌入到滚动时域算法框架中对模型求解。基于Kasirzadeh等人2017年提供的开源数据集,分别获取考虑航班延误以及储备员工的机组配对数学模型和经典机组配对数学模型所产生的结果。实验结果表明,文中所提出的模型生成解的传播延误时间明显低于经典模型所产生的。基于考虑航班延误和储备员工的机组配对模型所产生的总成本也低于经典模型所生成的。

关键词：机组配对列生成滚动时域算法航班传播延误

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区间通过能力临时失效下高速铁路列车运行实时调整模型与算法研究

区间通过能力临时失效下高速铁路列车运行实时调整模型与算法研究

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作者：占曙光西南交通大学

学位级别：博士

高速铁路调度指挥系统是整个铁路行车组织的神经中枢,在确保高速铁路列车安全、正点、高效运行中起着重要的作用。为了保障高速铁路的运营安全和效率,我国高速铁路采用先进的调度系统和列车控制系统,因此,在正常情况下,列车在这些系统... 详细信息

高速铁路调度指挥系统是整个铁路行车组织的神经中枢,在确保高速铁路列车安全、正点、高效运行中起着重要的作用。为了保障高速铁路的运营安全和效率,我国高速铁路采用先进的调度系统和列车控制系统,因此,在正常情况下,列车在这些系统的控制下按照计划运行图自动运行。但是,在铁路日常运营组织过程中,难免会受到来自铁路系统内部以及外部的各种干扰因素的影响,从而影响列车正常运行。在微干扰条件下,列车可以利用计划运行图上的冗余时间,自动恢复正常运行。然而,当铁路系统受到较严重的干扰导致线路区间通过能力临时失效时,大量列车偏离原来的运行计划,部分列车不得不取消运行。在这种干扰条件下,调度员需要人为快速地调整受干扰影响的列车,在确保列车运行安全的前提下,尽可能减小干扰对整个列车运行的影响。目前,我国高速铁路在处理干扰条件下的列车运行时,采用的是以调度员人为调整为主,系统为辅的策略,因此,调度员需要快速地提供高效的列车运行调整方案。在这种情况下,调度员的工作压力非常大,而且很容易因为能力的局限性而很难及时地提供安全有效的列车运行调整方案。为了满足高速铁路现场调度指挥的需要,同时弥补国内在这方面研究的不足,本文针对高速铁路受到严重干扰导致区间一条线路或者两条线路临时失去通过能力下的列车运行实时调整问题进行研究。文中借鉴运筹学优化手段,通过建立干扰条件下的列车运行调整混合整数线性规划模型,采用有效的算法来快速的生成干扰条件下的列车运行调整方案,以协助调度员的实时调度决策。论文的主要工作如下：（1）在对高速铁路列车运行干扰进行定义的基础上,分析了干扰高速铁路列车正常运行的相关因素,然后,对各干扰因素依据不同的标准进行了分类。结合世界高速铁路以及我国高速铁路干扰列车正常运行的事故实例,分析了事故的原因,说明了干扰列车正常运行的事故的频发性。最后,对干扰条件下列车运行调整的内容进行了较详细的分析,并进一步将严重干扰条件下的列车运行调整归结为高速铁路区间一条线路在一段时间内失去通过能力下的列车运行调整和高速铁路区间上下行两条线路在一段时间内同时失去通过能力下的列车运行调整,从而为后文的研究奠定基础。（2）干扰导致高速铁路某区间上下行两条线路同时失去通过能力的情况下,如果各车站的到发线分上下行列车分别使用,则上下行列车运行调整可以分别进行。本文将高速铁路列车运行从宏观层面上抽象为由事件-活动构成的网络,构建了高速铁路区间两条线路在一段时间内同时失效下的单方向列车运行调整的混合整数线性规划模型。通过改变被干扰列车在各车站的到发时刻、到发顺序以及适当取消部分列车来使列车尽量恢复正常运行。模型中通过让停在车站等待干扰的列车一直等到干扰真正结束,从而可以获得更具鲁棒性的列车运行调整结果。针对问题的特点,设计有效的两阶段求解算法,快速求解算例中各干扰情境下的列车运行调整方案,给调度员实时地提供列车运行调整图。（3）在干扰导致高速铁路上下行两条线路一段时间内同时失去通过能力的条件下,为了减小干扰对整个列车运行的影响,提高高速铁路的能力利用率,设定各车站到发线不分上下行使用。基于此,本文建立了同时考虑上下行列车运行调整的混合整数线性规划模型,通过合理地安排被干扰的列车在相应车站的停站、各干扰列车在各车站的到发时刻、到发顺序等,从而尽量避免需要停站等待干扰结束的列车阻碍其它在干扰时段可以继续运行的列车,降低干扰的影响。为了求解大规模的实际问题,设计了有效的滚动时域算法,从而能够快速求解列车运行调整方案。（4）干扰导致高速铁路某区间一条线路在一段时间内失去通过能力时,通常有三种策略来调整列车运行。本文结合铁路现场实际,对三种常见的调整策略进行了具体描述,并分别建立了三种策略下的列车运行调整模型。针对干扰持续时间的不确定性,本文采用基于最新获取的信息逐步对列车进行调整的策略,结合滚动时域算法来处理干扰持续时间不确定情况下的列车运行调整问题。算例表明,本文方法能够快速地求解各调整策略下的列车运行调整方案,不仅能为铁路管理人员或调度员选择合理的调度策略提供理论依据,而且还能给调度员提供实时列车运行调整图,减轻他们的工作压力。（5）在高速铁路受到严重干扰条件下,列车运行调整不仅仅是调整运行图,而且应同时考虑动车组调整,以保证调整后的运行图能够有相应的动车组来担当每列车的运输任务。本文建立了考虑动车组能力约束的列车运行调整模型,采用有效的算法进行求解,从而为调度员提供在动车组层面上仍然可行的列车运行调整方案。

关键词：高速铁路区间干扰列车运行调整整数规划滚动时域算法

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临时限速条件下高铁ATO目标速度曲线的研究

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铁道标准设计 2020年第9期64卷 168-174页

作者：张江涛武晓春兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

针对线路增加临时限速后的高速列车自动驾驶问题,提出一种RH-PSO算法实现ATO目标速度曲线动态调整。列车在区间运行时,根据乘车舒适度以及ATP速度约束采用RH算法进行实时决策,针对临时限速条件实现目标速度曲线的动态调整;在列车即将进... 详细信息

针对线路增加临时限速后的高速列车自动驾驶问题,提出一种RH-PSO算法实现ATO目标速度曲线动态调整。列车在区间运行时,根据乘车舒适度以及ATP速度约束采用RH算法进行实时决策,针对临时限速条件实现目标速度曲线的动态调整;在列车即将进站停车阶段,采用PSO算法搜索最优巡航-惰行工况转换点并计算目标速度曲线,使其满足准点要求,并达到舒适、节能的效果。仿真结果表明,所提出的算法在不同临时限速条件下均有效地调整了目标速度曲线。与最快速度策略相比,RH-PSO算法具有较优的舒适度和节能性,在确保可以正点到达的前提下,RH-PSO算法具有较高的准点性,在无法避免晚点时,可防止晚点时间进一步放大。

关键词：目标速度曲线临时限速滚动时域算法舒适度高速列车

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智能网联环境下的自动货车编队轨迹优化方法

智能网联环境下的自动货车编队轨迹优化方法

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作者：周韬西南交通大学

学位级别：硕士

随着物流产业规模的扩大,我国公路上货运车辆的日均营运里程和运营时长均呈稳定上升的趋势。考虑到货车的物理特征以及动力学特性,货运量的增长给社会经济带来收益的同时,也给道路通行能力、交通流稳定性和周边环境带来了挑战。近年来,... 详细信息

随着物流产业规模的扩大,我国公路上货运车辆的日均营运里程和运营时长均呈稳定上升的趋势。考虑到货车的物理特征以及动力学特性,货运量的增长给社会经济带来收益的同时,也给道路通行能力、交通流稳定性和周边环境带来了挑战。近年来,智能网联自动驾驶技术的发展为缓解上述负面影响提供了有效手段。智能网联自动货车通过V2V通信网络与其他车辆进行交互,在车辆网络层之上创建一个协作层,使得车辆在一个队列中以较短的间距行驶,从而提升道路利用率,减少能耗和污染排放。目前该领域的研究主要聚焦于自动货车编队过程中的队列控制算法,对于编队从形成到分解过程中轨迹的优化缺少系统性的研究,且研究内容相对理想化,抑或未严谨涵盖各类限制条件,抑或算法复杂度过高而难以实现,抑或将场景局限于纯自动货车的环境。本文的研究目标是优化网联自动货车编队下的行驶轨迹,研究内容主要分为两部分。第一部分是研究纯网联自动货车环境下的编队轨迹优化问题,选取自动货车编队顺序和行驶轨迹为决策变量,以最小化系统内车辆在行驶过程中的总能耗为目标,构建二阶段的混合整数规划模型,并设计编队顺序的优化算法以及自动货车轨迹优化算法。本文通过数值仿真实验,得到不同场景和初始状态下适用的编队顺序优化算法,并将二阶段算法得到的优化轨迹结果和传统算法得到的最优结果进行对比,证明了该算法在保证结果有效性的前提下大幅度降低了算法复杂度。第二部分是研究网联自动货车和网联人工驾驶货车混合行驶环境下自动货车的编队轨迹优化问题,通过搭建基于滚动时域算法的混合整数规划模型,根据实时更新的行驶状态迭代优化自动货车的行驶轨迹,并试图引导人工驾驶货车按照预设轨迹行驶,以达到系统最优的效果。通过数值仿真实验,分析和评估人工驾驶货车数量、自动货车初始运行状态、驾驶员驾驶行为随机性、系统目标函数选择以及滚动时域算法参数值选取对系统内自动货车及人工驾驶货车行驶效率的影响。

关键词：自动货车编队行驶轨迹优化混合整数规划模型滚动时域算法

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面向追踪间隔时间压缩的高速铁路列车速度曲线优化

面向追踪间隔时间压缩的高速铁路列车速度曲线优化

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作者：沈子力西南交通大学

学位级别：硕士

列车追踪间隔时间是影响高速铁路通过能力的重要因素,到达间隔时间是我国高速铁路大型车站追踪间隔时间压缩的主要瓶颈。除车站布局、线路设备等硬件因素外,到达间隔时间还受到列车速度曲线的影响。本文通过建立不同时空分辨率下列车速... 详细信息

列车追踪间隔时间是影响高速铁路通过能力的重要因素,到达间隔时间是我国高速铁路大型车站追踪间隔时间压缩的主要瓶颈。除车站布局、线路设备等硬件因素外,到达间隔时间还受到列车速度曲线的影响。本文通过建立不同时空分辨率下列车速度曲线和离散化时间的统一建模框架,整合宏观列车追踪间隔和微观列车速度曲线。以足够小的到达追踪间隔时间为严格约束,兼顾最短区间运行时间;综合考虑线路条件及闭塞分区布局,构建了准移动闭塞条件下,面向追踪间隔压缩的列车速度曲线优化模型。针对模型时间复杂度大、求解难度高的问题,本文根据混合整数线性规划模型的时间离散化特征,设计了基于滚动时域的分解迭代算法(RHA)及子时域步长动态调整方法(RHA-SA)将连续、长时间的原问题转化为若干独立、短时间的子问题,并分别利用滚动时域算法和商业求解器对小规模算例求解测试。测试结果表明,算法解与模型最优解质量相同,且算法解效率和求解精度大幅提高,使求解高精度大规模算例成为可能。本文通过对京沪线昆山南站京沪场–上海虹桥高速场下行方向区间进行数值计算实验,在计算列车最优速度曲线的基础上分析总结了后行列车进站信号再开放过程和线路条件对列车追踪间隔的影响规律,实验分析结果表明该方法能够通过列车速度曲线优化,以很小的区间运行时分代价,实现追踪间隔时间的有效压缩,进一步验证了模型和算法的有效性。实验条件场景中的最佳结果算例在区间运行时间延长小于3%的情况下,将到达追踪间隔时间压缩至135s。上述实验结果优于以往理论研究结果,从而为在列车最优速度曲线基础上分析追踪间隔时间影响因素、研究追踪间隔时间压缩措施提供理论支撑。

关键词：高速铁路到达追踪间隔速度曲线优化准移动闭塞混合整数线性规划滚动时域算法

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典型干扰场景下高速列车运行调整模型及算法研究

典型干扰场景下高速列车运行调整模型及算法研究

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作者：高心瑜北京交通大学

学位级别：硕士

高速铁路调度系统是高铁行车组织的神经中枢,在保障高速列车安全高效运行过程中发挥着举足轻重的作用。在正常情况下,高速列车依据预先编制的计划运行图运行。但是,高速列车在运输组织过程中不可避免地受到各类因素的干扰,造成不同程度... 详细信息

高速铁路调度系统是高铁行车组织的神经中枢,在保障高速列车安全高效运行过程中发挥着举足轻重的作用。在正常情况下,高速列车依据预先编制的计划运行图运行。但是,高速列车在运输组织过程中不可避免地受到各类因素的干扰,造成不同程度的列车延误,致使列车运行偏离计划运行图。若不及时采取调整措施,延误的传播将导致后续列车出现大面积晚点,极大地影响铁路服务质量,降低运输效率。目前在干扰条件下列车调度工作大多以调度人员手动调整为主。随着高铁路网规模逐步扩大,突发情况频发,由人工调整逐步转向智能自动调整是列车调度发展的必然要求。因此,高速列车运行调整方法逐渐成为研究热点。本文围绕高速列车运行过程中受到的轻微干扰与严重干扰两种典型故障场景,对高速列车运行调整展开研究。主要研究工作具体包括如下内容:首先,分别围绕以晚点干扰为代表的轻微干扰场景和以区间通过能力临时失效为代表的严重干扰场景,进行数学建模。针对轻微干扰场景,考虑相关约束条件,目标函数为列车发车晚点与到达晚点加权总晚点最小,建立混合整数线性规划模型;针对严重干扰场景,进一步考虑列车是否组织休运,丰富优化目标及约束条件,构建混合整数线性规划模型。然后,研究轻微干扰条件下高速列车运行调整方法。基于前述所建调整模型,研究基于CPLEX分支切割算法与灰狼算法,并对模型进行求解。算例仿真实验中给出发车晚点与到达晚点两种轻微干扰场景下的高速列车运行调整方案,并与常用启发式规则调整方法“先计划先服务(First Scheduled First Served,FSFS)”进行对比,验证所提出列车运行调整方法的优越性。最后,研究严重干扰条件下高速列车运行调整方法。基于前述所建调整模型,研究滚动时域算法,并基于CPLEX分支切割算法进行分阶段求解。仿真实验通过与FSFS方法进行对比,总延误降低了约22.5%,调整实时性提高了约12.7%,验证所提出列车运行调整方法的有效性和适用性。图40幅,表9个,参考文献78篇。

关键词：高速铁路列车运行调整混合整数线性规划灰狼算法滚动时域算法

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复杂运行环境下机场特种车辆优化调度研究

复杂运行环境下机场特种车辆优化调度研究

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作者：刘勇宏北京交通大学

学位级别：硕士

作为航空运输质量的重要指标,航班正点率一直是民航企业和旅客关注的焦点。但是近几年航班增长速度过快,航班总数超过了企业能够保障的范围,导致航空服务质量下降,这种趋势在正点率上体现的尤为明显。因此,在航空业迅速发展的背景下,如... 详细信息

作为航空运输质量的重要指标,航班正点率一直是民航企业和旅客关注的焦点。但是近几年航班增长速度过快,航班总数超过了企业能够保障的范围,导致航空服务质量下降,这种趋势在正点率上体现的尤为明显。因此,在航空业迅速发展的背景下,如何提升保障服务能力成为了航空企业提高竞争力的重点。这其中,航班地面保障服务是保障航班正常运行最为重要的环节,而充足的地面保障车辆和合理的使用就成为了提升保障能力的关键。目前多数机场主要是基于经验对车辆进行分配,但是一旦发生紧急情况,往往会出现能力不足的情况。因此,需要对机场特种车辆进行合理调度来提高机场的保障能力,从而进一步提升航空服务的效率和质量。本文重点研究了机场特种车辆的调度问题。首先,对特种车辆的服务流程进行分析,确定研究对象为摆渡车、加油车、食品车、清水车、污水车、垃圾车、行李运输车和牵引车,并且将特种车辆协同调度问题简化为并行服务和时序服务的多个子问题。然后以最小化使用车辆数及各种车辆的等待时间、行驶时间和补充资源时间为目标函数,考虑时间窗、资源及车辆数量等约束条件,建立了机场特种车辆调度的静态模型。针对静态调度模型,提出了多染色体非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)进行求解,并设计相应算子以提高算法效率。其中,静态模型是从整体最优的角度考虑了多个目标,而动态模型则是从局部最优的角度考虑航班信息的变化。针对动态调度模型,为了适应由于复杂运行环境导致的航班信息的不断变化,采用滚动时域算法,按照时间段对整个航班时刻表进行分阶段优化。最后,以深圳宝安国际机场为例进行案例分析,验证了提出的模型和算法的有效性。结果表明,在静态车辆调度方面,本文提出的算法在车辆数和总额外运行时间上都优于先到先服务算法和固定优先级的单染色体NSGA-Ⅱ算法,制定的调度方案能够对机场特种车辆资源进行优化配置,提高车辆使用率;而在动态车辆调度方面,本文所提出的动态调度模型与滚动时域算法能够解决航班信息变动下的动态特种车辆调度问题,从而为机场合理调度车辆来应对各种突发事件提供了理论依据。

关键词：特种车辆调度多目标优化 NSGA-Ⅱ算法滚动时域算法动态调度

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基于能力利用的高速铁路列车停站与运行图协同优化研究

基于能力利用的高速铁路列车停站与运行图协同优化研究

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作者：陈修全北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,我国高速铁路迅速发展,“八纵八横”铁路网日益完善,吸引着越来越多的旅客选择高铁出行,由此也导致高铁能力日渐紧张。新建高铁线路可以在一定程度上缓解能力紧张的现状,但与此同时铁路运输部门也应加强运输组织工作。列车运行... 详细信息

近年来,我国高速铁路迅速发展,“八纵八横”铁路网日益完善,吸引着越来越多的旅客选择高铁出行,由此也导致高铁能力日渐紧张。新建高铁线路可以在一定程度上缓解能力紧张的现状,但与此同时铁路运输部门也应加强运输组织工作。列车运行图一直是铁路运输组织优化的重点,如何优化列车运行线的铺画受到国内外学者的广泛关注。列车停站方案作为列车运行图编制的输入,合理安排列车停站组织列车的会让越行或取消不必要的停站可以显著提升运行图的通过能力。考虑到列车停站方案与列车运行图之间的相互影响,有必要从一体化编制的角度研究高速列车停站与运行图协同优化的理论方法,能够更好的满足旅客需求,提高铁路运输组织效率。本文的主要研究工作如下:(1)分析了高速铁路列车运行图和停站方案优化的理论基础。首先分析现有列车停站与运行图优化的理论方法,确定本文一体化编制的优化思想。其次,通过定量分析列车停站方案对于运行图能力的影响,引出了协同优化问题的必要性;通过对比两个优化问题的目标与约束进一步阐明了协同优化问题的可行性,为下文建立模型与算法打下良好的理论基础。(2)建立了基于能力利用的高速铁路列车停站和运行图协同优化模型。首先给出运行图占用时间的定义和计算方法,用以衡量在单位列车数量下运行图的能力利用效率。其次以列车运行图占用时间和列车总旅行时间最小为目标建立高速铁路列车停站和运行图协同优化模型,同时考虑列车停站相关约束与列车运行图编制的必要约束。最后采用基于线性加权法的帕累托前沿思想对于模型进行求解,并对结果进行灵敏度分析,验证了模型的可行性。(3)设计了协同优化模型求解算法。由于协同优化问题属于大规模NP-hard问题,难以通过求解器直接求解,对比了各种算法的优劣后,采用了改进的滚动时域求解算法。算法重点介绍时段划分策略、参数处理方法、求解结果的检验和更新策略以及各时段间边界的更新策略等。最后,通过一个小案例验证了算法的可行性,并与求解器直接求解的效率进行对比,结果显示算法在大规模问题上有着较为满意的求解速度和优化结果。(4)案例验证与分析。选择京沪高速铁路实际案例验证分析,根据实际运营情况确定基本参数,采用本文提出的协同优化模型与算法求解,在规定时间内的得到较为满意的最优解,证明了本文提出的基于能力利用的列车停站与运行图协同优化理论体系的可行性,可以为实际铁路运输组织提供指导。图40幅,表22个,参考文献53篇。

关键词：列车停站方案列车运行图高速铁路协同优化滚动时域算法

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既有繁忙干线区间单方向失去通过能力下的列车运行调整研究

既有繁忙干线区间单方向失去通过能力下的列车运行调整研究

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作者：黄治中北京交通大学

学位级别：硕士

现阶段,既有铁路依然承担着运输大宗货物的任务,并不断结合自身特点开发新型运输产品以适应变化的运输市场。而且既有铁路仍然可以满足高速铁路网覆盖不到地区的旅客出行需求,所以既有铁路在路网中的作用仍然无法被替代。在铁路日常运... 详细信息

现阶段,既有铁路依然承担着运输大宗货物的任务,并不断结合自身特点开发新型运输产品以适应变化的运输市场。而且既有铁路仍然可以满足高速铁路网覆盖不到地区的旅客出行需求,所以既有铁路在路网中的作用仍然无法被替代。在铁路日常运输组织中,由于受到干扰使列车偏离原来运行计划的情况时有发生。调度员依靠经验组织行车对调度员的工作能力和工作精力都有着极高的要求,而且最终也很难得到一个较好的调整结果。因此,如何在发生干扰的时候既能保障列车运行安全又能得到一个较好的列车运行调整结果将具有重大的现实意义。本文以既有繁忙干线单方向失去通过能力为背景,考虑列车运行理论和现场设备实际条件,建立列车运行调整优化模型。根据列车运行调整问题特点选用滚动时域算法进行求解,最后通过实例进行验证。具体研究可以概括为以下4个部分:(1)本文首先对既有繁忙干线区间单方向失去通过能力下的列车运行调整问题进行理论分析。分析的内容包括对干扰因素、干扰的分类和表现形式等。并对既有繁忙干线单方向失去通过能力下列车运行调整问题进行概述。(2)根据当前的列车运行状况以及故障信息并结合既有繁忙干线的设备条件、铁路日常运输组织的基本规则、铁路非正常运行情况下的运输组织规则、问题的前提假设等来建立优化模型。(3)根据所提出问题的特点,本文首先比选各种算法后选择滚动时域算法来求解所建立的模型,然后介绍滚动时域算法在解决本文所提出问题的合理性,最后介绍应用滚动时域算法求解本文所提问题的整个过程,从而解决上述决策问题。(4)基于京哈干线长四段列车运行实际运行数据进行实例验证,首先对滚动时域参数进行灵敏度分析,然后设置蔡家至大榆树下行区间和陶家屯至范家屯上行区间单方向故障持续时间分别为30min、60min、90min六组场景得到列车运行调整图,接着再对同区间同时间段故障持续时间不同和不同区间不同时间段故障持续时间相同两种情况对调整结果进行对比分析,最后对故障持续时间确定和故障持续时间不确定两种情况进行结果分析。从而证明本文提出方法可以很好地解决既有繁忙干线区间单方向失去通过能力下的列车运行调整问题。

关键词：既有繁忙干线列车运行调整单方向失去通过能力线性规划滚动时域算法

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网络条件下考虑动车组接续的运行图加线问题研究

网络条件下考虑动车组接续的运行图加线问题研究

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作者：赵雅峰北京交通大学

学位级别：硕士

旅游旺季或大型活动期间,易出现客流激增的情况,导致既有运行图的能力难以满足客运需求。在既有运行图基础上增加列车运行线,扩充运行图能力,是解决该问题的有效手段。由于不同线路、不同方向的客流并不均衡,各线路加线需求差异较大,可... 详细信息

旅游旺季或大型活动期间,易出现客流激增的情况,导致既有运行图的能力难以满足客运需求。在既有运行图基础上增加列车运行线,扩充运行图能力,是解决该问题的有效手段。由于不同线路、不同方向的客流并不均衡,各线路加线需求差异较大,可能导致运行图加线后动车组运用效率下降。因此在加线过程中,有必要考虑网络条件下的动车组接续问题。为快速响应客流需求,高质量地完成既有运行图加线问题,本文构建了网络条件下考虑动车组接续的运行图加线模型,利用ε约束法和滚动时域算法对模型进行求解,并以实际高铁网络为对象进行案例分析,验证了模型和算法的有效性和适用性。主要内容如下:(1)分析了网络条件下考虑动车组接续的运行图加线问题相关因素及要求。通过对运行图加线和动车组接续问题分别进行分析,总结了相关原则和考虑条件。并结合以上分析,提出了在网络条件下考虑动车组接续同时进行运行图加线的实施条件和相关要求。(2)构建了网络条件下考虑动车组接续的运行图加线模型。模型以“新增列车旅行时间最短”、“对运行图调整最小”、“动车组接续次数最多”为目标,以列车运行时分、行车安全间隔、车站站线分配和列车接续等为约束,综合考虑运行图加线和动车组接续问题。(3)提出了模型求解方法。通过对模型特点进行分析,发现模型求解难点是目标较多和规模过大。针对两点问题,利用ε约束法处理模型中的多个目标,并设计了可以提高求解效率的滚动时域求解算法。(4)以宁杭高铁、沪昆高铁(上海虹桥至杭州东段)和京沪高铁(南京南至上海虹桥段)所组成网络为基础进行了案例分析,所得结果质量好,验证了模型和算法效果。同时,通过实验证明了本文在注重加线列车质量情况下运行图加线模型与算法的适用性。进一步分析不同算法参数对结果的影响,为后续研究和实际应用提供参考。图29幅,表19个,参考文献51篇。

关键词：高铁网络运行图加线动车组接续滚动时域算法

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