基于列車運行圖優(yōu)化的動車組周轉接續(xù)問題的研究.pdf

1、動車組周轉接續(xù)問題是編制動車組運用計劃的重要部分,其方案的優(yōu)劣不僅關系到動車組的運用數(shù)量,而且對車站作業(yè)計劃的質量與可實施性有著重要的影響。在旅客列車運行計劃的編制過程中,動車組列車之間的周轉接續(xù)必須以列車運行圖為基礎,運行圖的編制質量直接影響著動車組列車之間的周轉接續(xù)方案,由此可見,旅客列車運行計劃中的三大問題之間具有密切的聯(lián)系。從運輸組織一體化的思想出發(fā),研究基于運行圖優(yōu)化的動車組周轉接續(xù)問題具有重要的研究價值和現(xiàn)實意義。
　

2、　 本文在借鑒國內外已有研究成果的基礎上,運用運籌學方法,研究了基于通過式客運站的運行圖編制方法以及動車組列車之間的周轉接續(xù)問題,并以動車組列車之間的周轉接續(xù)優(yōu)化為目標對運行圖進行了反饋調整,在運行圖的編制和反饋調整模型中,初步考慮了車站能力的約束問題。論文主要工作包括以下3個方面:
　　 1.分析了周期性列車運行圖的優(yōu)點,研究評述了國外基于PESP(周期事件規(guī)劃問題,Periodic event scheduling pro

3、blem)的周期性列車運行圖的編制模型及存在的問題?；谖覈瓦\專線的特點,建立了適合我國客運專線路情的基于定序的周期性列車運行圖的線性規(guī)劃模型。進一步地,研究了基于通過式客運站的網(wǎng)絡化運行圖的編制問題,將上述模型拓展到線路雙向及路網(wǎng)上,通過考慮進路沖突約束初步考慮了車站咽喉區(qū)的能力問題,提出了基于路網(wǎng)的周期運行圖的編制流程和方法。
　　 案例結果表明:以1h為周期的周期性列車運行圖在一定程度上減小了運行圖鋪劃問題的規(guī)模,運用L

4、ingo軟件能快速得到問題的解；基于定序的列車運行圖是在列車在各車站的到發(fā)順序已知的情況下建模,因此僅需考慮運行線本身和相鄰運行線之間的關系,與基于PESP的模型相比,減少了Lingo建模的工作量。
　　 2.為了編制基于通過式客運站的動車周轉計劃,提出了部分環(huán)形運轉的概念,并基于部分環(huán)形運轉的動車組運用方式分析了動車組周轉接續(xù)問題的特點。從使動車組列車之間盡可能多地發(fā)生順向接續(xù)的角度考慮,提出時間容忍值σ的概念,構建了動車組周

5、轉接續(xù)模型,并設計了基于σ的緊湊接續(xù)算法。
　　 案例分析表明,在盡端式客運站列車運行成對的條件下,考慮運行圖的均衡性鋪劃保證了動車組列車之間的周轉接續(xù)質量,盡端式客運站A站7對列車、E站6對列車均發(fā)生了折返接續(xù),接續(xù)率為100％；在通過式客運站,運用基于σ的緊湊接續(xù)算法可使D站動車組列車之間的順向接續(xù)在一個周期內增加2次,有利于增強進路分配計劃的魯棒性,緩解車站咽喉區(qū)的壓力,但在編制運行圖時,D站列車到發(fā)均衡性約束不強,且各條

6、線路上運行的列車數(shù)量不等,動車組周轉接續(xù)的效果不甚理想,在13對列車中僅10對列車發(fā)生了接續(xù),且均為順向接續(xù),接續(xù)率為76.9％。
　　 3.研究了基于冗余時間分布的運行圖調整方法,提出了關聯(lián)運行線群的概念,針對順向接續(xù)和逆向接續(xù),分別給出了各類調整方法下列車運行線的最大可調整量；針對關聯(lián)運行線群不存在調整量的情況,建立了運行圖反饋調整模型,盡量使動車組列車之間均能發(fā)生周轉接續(xù)以及最多的順向接續(xù),并以后驗的方式考慮了車站到發(fā)線的

7、數(shù)量問題。
　　 案例結果表明,當運行線需要的調整量較小時,可利用基于冗余時間分布的運行圖調整方法對運行圖進行調整,先對具有擬接續(xù)關系的運行線自身進行調整,然后再對其關聯(lián)運行線群進行調整；當關聯(lián)線群不存在調整量或需調整的運行線過多而難以統(tǒng)計調整量時,運用數(shù)學模型的方法進行建模調整；運行圖調整完畢后,在車站的能力約束得到保證,且運行圖的周期性結構不變,運行圖的調整量較小的前提下明顯提高了動車組周轉接續(xù)的質量,A站7對列車、E站6對

8、列車以及D站13對列車全部發(fā)生了接續(xù),接續(xù)率為100％,且D站13次周轉接續(xù)中,有12次順向接續(xù),順向接續(xù)率達到了92.3％,為車站作業(yè)計劃的可實施性創(chuàng)造了條件。
　　 本文致力于周期性列車運行圖的編制、基于周期運行圖的動車組周轉接續(xù)問題以及基于動車組周轉接續(xù)質量優(yōu)化的運行圖反饋調整等方面的研究,并初步考慮了進路計劃的魯棒性和車站到發(fā)線的運用數(shù)量等問題,為車站作業(yè)計劃的質量和可實施性奠定了基礎,也為運行計劃一體化的平臺建設提供了