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随机条件下列车调度问题的优化模型和算法研究

作　者: 李静
导　师: 曹成铉；李克平
学　校: 北京交通大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 随机需求行车调度晚点随机优化模型
分类号: N945.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 152次
引　用: 2次
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内容摘要

本文主要针对随机条件下的行车调度问题和晚点时刻不确定条件下的列车运行调整问题作了相关的讨论研究。随机需求条件下的行车调度问题,是在考虑高速铁路客流量随机波动的情况下,合理运用现有技术设备,在保证行车安全和乘客安全的条件下,通过合理安排旅客列车间的行车间隔、列车的编组数量,以确保实现列车运行图、完成运输生产任务,提高高速铁路旅客列车的运输能力。结合国内外的行车调度经验,给出灵活的行车调度方式。考虑到客流的波动情况,将一定时间内到达的客流量作为随机变量,建立随机需求下的行车调度模型,设计了分步求解取均值和对随机需求量取均值的两种算法对模型进行模拟,得出相应的行车调度方案,为铁路企业合理安排动车组的调度工作提供理论依据。晚点时刻不确定条件下的列车运行调整是列车在运行过程中受到随机干扰造成实际的运行过程偏离计划运行图,由于干扰情况不同造成列车在车站的实际到发时刻具有随机性,从而使得列车的晚点时刻同样具有随机性。依据我国高速铁路运行调度和旅客列车的实际运行状况,充分考虑线上列车的等级,以列车在车站的到发时刻为随机变量,以列车在车站总的加权晚点时间最小为优化目标,建立高铁晚点时刻不确定条件下的列车运行调整的随机优化模型。在算法的设计过程中,分别对晚点时间已知和未知时给予不同的求解策略,将随机优化模型转变成确定性模型进行求解得出相应最优的列车运行图。算例分析验证了模型的可行性以及调度的实时性。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 引言  11-17
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
  1.3 本文的研究工作  15-17
2 高速铁路的相关概述  17-20
  2.1 高速铁路  17-18
  2.2 高速铁路的发展历程  18
  2.3 我国高速铁路发展概况  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3 随机需求条件下的行车调度问题  20-45
  3.1 我国高速铁路行车组织的特点  21-25
    3.1.1 我国高速铁路的行车调度工作  22
    3.1.2 我国高速铁路行车调度的影响因素  22-25
    3.1.3 随机需求条件下的行车调度原则  25
  3.2 高速铁路客流  25-28
    3.2.1 客流特点  25-26
    3.2.2 高速铁路目标市场定位  26-27
    3.2.3 旅客列车开行的市场效益分析  27-28
  3.3 随机需求条件下灵活的行车调度方式  28-31
    3.3.1 灵活的停站方式  29
    3.3.2 灵活的编组方式  29-31
  3.4 随机需求条件下行车调度的网络优化模型  31-34
    3.4.1 模型假设  31-32
    3.4.2 已知条件及相关定义  32
    3.4.3 约束条件  32-33
    3.4.4 目标函数  33-34
  3.5 随机需求条件下的行车调度模型优化算法研究  34-36
    3.5.1 行车调整优化策略  35
    3.5.2 分步求解取均值的求解方法  35
    3.5.3 对随机需求量取均值的求解方法  35-36
  3.6 算例分析  36-44
    3.6.1 分步求解取均值  39-42
    3.6.2 对随机需求量取均值  42-44
  3.7 本章小结  44-45
4 晚点时刻不确定条件下列车运行调整随机优化模型与算法研究  45-74
  4.1 列车运行图  45-47
    4.1.1 高速铁路列车晚点类型  46-47
    4.1.2 随机扰动下的列车时刻表及缓冲时间  47
  4.2 高速铁路晚点时刻不确定条件下的列车运行调整问题  47-53
    4.2.1 高速铁路列车运行调整特点  48-49
    4.2.2 高速铁路列车运行调整的原因  49
    4.2.3 高速铁路列车运行调整的影响因素  49-50
    4.2.4 高速铁路列车运行调整的特征  50-51
    4.2.5 高速铁路列车运行调整基本原则及措施  51-53
  4.3 高速铁路晚点时刻不确定条件下的列车运行调整随机优化模型  53-56
    4.3.1 已知条件  54
    4.3.2 晚点时刻不确定的列车运行调整的相关定义和约束条件  54-56
    4.3.3 晚点时刻不确定的列车运行调整的目标函数  56
  4.4 晚点时刻不确定列车运行调整优化算法研究  56-60
    4.4.1 列车运行调整优化策略  57-58
    4.4.2 启发式算法求解流程  58-59
    4.4.3 启发式算法流程图  59-60
  4.5 算例分析  60-73
    4.5.1 已知条件和计划时刻表  61-63
    4.5.2 晚点情况讨论分析  63-73
  4.6 本章小结  73-74
5 结论  74-76
  5.1 本文工作总结  74
  5.2 未来工作  74-76
参考文献  76-79
作者简历  79-81
学位论文数据集  81

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