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单线区段列车运行图铺划与运行调整优化方法研究

作　者: 黎新华
导　师: 史峰
学　校: 中南大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 运输组织 单线铁路区段 运行调整 松弛调整计划 最早冲突优化方法 运行图铺划 时间循环迭代优化方法
分类号: U292.4
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


列车运行图是列车运行时间、空间关系的图解表示形式,是列车在区间运行及在车站到发或通过时刻的技术文本,是整个铁路运输的核心;列车运行调整是在实际运行中调度员根据列车运行图和列车运行现状编制的列车运行实施计划。在我国铁路运行图编制和运行调整自动化进程中,硬件技术和信息技术日趋成熟,最优化决策理论与方法显示出越来越重要的主导作用。在以计算机系统为核心的铁路现代运行系统中,优化算法的研究成为制约列车运行现代化的技术关键。 本文在大量查阅国内外有关文献的基础上,对运行图编制和运行调整问题进行了研究,分析了运行图编制以及运行调整的现有研究成果及存在的问题,针对我国铁路具体情况,分别建立了单线区段运行调整和运行图铺画优化模型,并提出了运行调整的最早冲突优化方法和运行图的时间循环迭代优化方法,建立了运行图铺划和运行调整系统。考虑到运行图编制和运行调整优化的实质都是处理运行列车与车站、区间的关系,合理确定各次列车占用区间和站线的作业顺序和作业时刻。论文将两者紧密结合,优化模型前后继承,优化算法紧密衔接,使其溶为一体。具体研究内容如下: 1、对单线列车运行调整问题进行了分析,以提高列车正点率、使列车区间运行时分波动尽可能小、提高货物列车的旅行速度为目标,详细分析了运行调整的多项约束条件,建立了运行调整优化模型。 2、提出了列车运行调整最早冲突优化方法。为了排除相向运行线初始排列顺序对优化结果的影响,先松弛相向运行线之间的约束,并利用最早冲突对其它冲突影响大,而其它冲突对最早冲突影响小的特点,选择最早冲突优先化解,即为运行调整的最早冲突优化方法,同时又为后面的列车运行图铺划的时间循环迭代方法奠定了基础。 3、对单线列车运行图铺划问题进行了分析,为了将列车运行图铺划与运行调整协同优化,建立了与运行调整优化模型相近优化模型。模型充分考虑了运行图铺划与运行调整的异同,符号定义尽量与运行调整保持一致,优化目标和约束条件的时间范围体现了运行图铺划的自身特点。 4、提出了单线列车运行图铺划的时间循环迭代优化方法。时间循环迭代优

全文目录


第一章 绪论  10-26
  1．1 列车运行图与运行调整  10
  1．2 列车运行图铺划与运行调整的原则  10-12
    1．2．1 运行图铺划的主要原则  10-12
    1．2．2 列车调整的原则与措施  12
  1．3 计算机在列车运行图编制和运行调整中的特点及研究意义  12-24
    1．3．1 利用计算机编制运行图和运行调整的特点  12-13
    1．3．2 国内外运用计算机编图及运行调整研究概况  13-20
    1．3．3 国内外运用计算机编图及运行调整主要理论方法综述  20-23
    1．3．4 目前存在的主要问题及研究意义  23-24
  1．4 研究内容及论文结构  24-26
第二章 单线铁路列车运行调整优化模型  26-34
  2．1 单线列车运行调整问题及分析  26-27
  2．2 符号与基本参数  27-28
  2．3 单线列车运行调整的排序模型  28-33
    2．3．1 目标函数分析  28-30
    2．3．2 模型建立  30-33
  2．4 本章小结  33-34
第三章 单线列车运行调整最早冲突优化方法  34-56
  3．1 列车权值的确定  34-36
  3．2 单线列车运行调整最早冲突优化方法  36-52
    3．2．1 按照最早出发及优先原则生成松弛运行调整计划  36-41
    3．2．2 松弛运行调整计划的特点  41
    3．2．3 松弛运行调整计划中冲突化解策略  41-43
    3．2．4 冲突形式与化解方案  43-48
    3．2．5 最早冲突优化方法  48-51
    3．2．6 最早冲突化解的优点  51-52
  3．3 到发线的调整分析  52-55
    3．3．1 引起到发线不足情况分析  52-53
    3．3．2 到发线不足与敌对进路的化解  53-55
  3．4 本章小结  55-56
第四章 单线铁路列车运行图问题的描述与模型建立  56-62
  4．1 单线铁路列车运行图铺划问题及分析  56-57
  4．2 目标函数分析  57
  4．3 运行图铺划优化模型  57-60
  4．4 本章小结  60-62
第五章 列车运行图铺划时间循环迭代优化方法  62-84
  5．1 初始均衡布点  62-66
    5．1．1 初始布点问题  62-63
    5．1．2 初始布点方法  63-66
  5．2 单线列车运行图循环迭代优化算法  66-81
    5．2．1 时间循环迭代方法优化思想  66-67
    5．2．2 运行图的阶段优化模型  67-69
    5．2．3 最早冲突优化方法进行冲突化解  69-70
    5．2．4 列车运行图铺划的时间循环迭代法  70-72
    5．2．5 单线运行图时间循环迭代的收敛性  72-80
    5．2．6 时间循环迭代法的优势  80-81
  5．3 检修天窗的设置  81
  5．4 机车交路分析  81-82
  5．5 本章小结  82-84
第六章 系统设计与开发  84-100
  6．1 系统设计目标  84
  6．2 系统设计原则  84-87
  6．3 系统的数据组织  87-92
    6．3．1 数据库设计原则  87-88
    6．3．2 数据描述  88-92
  6．4 系统结构和功能  92-97
    6．4．1 数据管理子系统  92-93
    6．4．2 运行图铺划子系统  93-94
    6．4．3 运行调整子系统  94-97
  6．5 系统设计特点  97-98
  6．6 本章小结  98-100
第七章 实例计算与分析  100-116
  7．1 区段基本数据  100
  7．2 列车运行图铺划  100-110
  7．3 列车运行调整  110-112
  7．4 本章小节  112-116
第八章 结论与展望  116-120
  8．1 论文的主要工作与结论  116-118
  8．2 有待进一步研究的问题  118-120
参考文献  120-134
附录 列车时刻表  134-159
攻博期间与学位论文相关的主要学术论文及科研  159-160
致谢  160

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路运输管理工程 > 行车组织 > 列车运行组织及调度工作
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