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客运专线车站作业仿真系统的研究及应用

作　者: 鲁工圆
导　师: 彭其渊
学　校: 西南交通大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 客运专线车站作业离散事件系统仿真铁路运输系统仿真车站作业仿真模型优化模型及算法
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

客运专线车站是客运专线系统与社会、市场联系的纽带,是客运专线网络的节点和中枢,客运专线车站有序、高效的作业是充分发挥车站设备能力的重要保证,进而影响着整个系统的旅客运输能力。在我国如火如荼的进行客运专线建设的国内环境中,对客运专线车站作业组织的研究、对客运专线车站能力、设备等关系的研究是非常有必要的。铁路运输系统仿真是设计和建立某铁路系统的计算机模型来代表真实系统,并利用该模型对真实系统行为变化进行数字模拟实验,以达到对该系统在某些给定条件下的动态行为进行分析和了解的目的,它具有成本低、无风险、效率高、信息采集方便等优点。本文结合铁路运输组织、最优化理论、系统工程学、系统仿真理论、计算机技术等学科的相关理论。对客运专线车站作业系统进行了系统的研究。本论文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)总结了国内外铁路运输系统仿真软件的发展现状,将系统仿真理论在铁路运输系统仿真中的应用进行了研究;详细的分析了铁路运输系统仿真的原理及特点,研究了铁路运输系统仿真的方法、步骤以及有效性检验方法。(2)以大型始发终到站为例详细分析了客运专线车站作业过程及特点,分析了车站作业系统仿真方法,建立了基于离散事件系统仿真理论的客运专线车站作业系统仿真模型,并对模型中实体及其属性、事件活动、过程、状态进行了深入研究,提出了系统仿真策略。(3)对客运专线车站作业实时仿真算法进行了分析,提出了本论文所研究系统仿真算法要求,对车站到发线运用问题进行了研究,深入研究了车站咽喉区进路排列问题,结合运输组织学、最优化理论等建立了车站咽喉区进路排列模型并针对其设计了与仿真系统相配合的高效优化算法。(4)在本文所进行的理论、模型、算法等研究的基础上开发了客运专线车站作业可视化实时仿真系统(Station Opcration Sim-system)。(5)分析了客运专线车站能力的各种影响因素,提出了运用客运专线车站作业仿真系统计算客运专线车站通过能力的方法,研究了车站设备配置如到发线数量、咽喉区布置对车站能力的影响,运用本文所开发车站作业仿真系统对到发线数量与车站能力关系问题进行了深入的仿真研究。论文从理论到应用对客运专线车站作业系统仿真进行了较为系统的研究,以期能为我国客运专线建成运营后的运输组织及研究提供一定的理论支撑和数据支持,为往后进一步的铁路运输系统仿真研究打下一定的基础。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-13
第一章绪论  13-21
  1.1 论文的研究背景  13-18
    1.1.1 我国客运专线建设概况  13-14
    1.1.2 轨道交通仿真的国内外研究现状  14-18
  1.2 论文的研究目标及意义  18-19
  1.3 论文的研究内容  19-21
第二章铁路运输系统仿真的原理及方法  21-30
  2.1 系统仿真技术概念  21-23
  2.2 交通运输系统仿真特点分析  23-25
    2.2.1 交通运输系统仿真技术的特点  23-24
    2.2.2 交通运输系统仿真的作用  24-25
  2.3 铁路运输系统仿真模型及其研究方法  25-30
    2.3.1 铁路运输系统仿真模型  25-26
    2.3.2 铁路运输系统仿真的方法和步骤  26-27
    2.3.3 铁路运输系统仿真系统的有效性  27-30
第三章客运专线车站作业系统仿真方法研究  30-72
  3.1 客运专线始发终到站作业特点  30-44
    3.1.1 始发终到站车站作业内容  30-31
    3.1.2 始发终到站车站作业过程  31-32
    3.1.3 始发终到站车站作业特点  32-33
    3.1.4 客运专线始发终到站旅客列车作业时间的确定  33-44
  3.2 客运专线车站作业系统仿真方法  44-46
    3.2.1 基于排队论的车站排队系统  44-45
    3.2.2 基于离散事件系统仿真理论的车站作业系统仿真  45-46
  3.3 客运专线车站作业仿真模型  46-63
    3.3.1 始发终到站作业系统中的实体及其属性  47-48
    3.3.2 始发终到站作业系统事件及活动  48-49
    3.3.3 始发终到站作业系统状态的描述  49-53
    3.3.4 始发终到站作业系统仿真模型  53-58
    3.3.5 系统的仿真策略  58-63
  3.4 仿真系统中的算法  63-72
    3.4.1 系统仿真算法  63-64
    3.4.2 到发线运用问题  64-65
    3.4.3 进路排列优化模型及算法  65-72
第四章客运专线车站作业仿真系统的研发  72-84
  4.1 研究方法与研究平台的选择  72-73
    4.1.1 研究方法  72
    4.1.2 软件开发平台的选择  72-73
  4.2 仿真系统概述与界面设计  73-78
    4.2.1 仿真系统概述  73-74
    4.2.2 系统界面  74-77
    4.2.3 系统运行环境  77-78
  4.3 仿真系统算例  78-84
第五章客运专线车站作业仿真系统的应用  84-99
  5.1 客运专线车站能力计算的仿真应用与研究  84-91
    5.1.1 影响客运专线车站能力的影响因素分析  84-85
    5.1.2 车站咽喉通过能力的仿真研究  85-88
    5.1.3 车站到发线通过能力的仿真研究  88-90
    5.1.4 客运专线车站通过能力的一体化计算  90
    5.1.5 系统仿真技术计算车站通过能力方法的特点  90-91
  5.2 客运专线车站设备配置的仿真应用与研究  91-99
    5.2.1 咽喉区布置对车站能力影响的仿真分析方法及特点  91-92
    5.2.2 车站到发线数量对车站能力影响的仿真分析方法  92
    5.2.3 列车不均衡到达情况下车站到发线数量与车站能力关系的仿真研究  92-99
结束语  99-102
  一、成果及结论  99-100
  二、展望  100-102
致谢  102-103
参考文献  103-109
攻读硕士学位期间发表的论文  109

客运专线车站作业仿真系统的研究及应用

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