基于列車運(yùn)行圖優(yōu)化的動(dòng)車組周轉(zhuǎn)接續(xù)問題的研究.pdf

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

2、　 本文在借鑒國內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上,運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法,研究了基于通過式客運(yùn)站的運(yùn)行圖編制方法以及動(dòng)車組列車之間的周轉(zhuǎn)接續(xù)問題,并以動(dòng)車組列車之間的周轉(zhuǎn)接續(xù)優(yōu)化為目標(biāo)對(duì)運(yùn)行圖進(jìn)行了反饋調(diào)整,在運(yùn)行圖的編制和反饋調(diào)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(gè)方面:
　　 1.分析了周期性列車運(yùn)行圖的優(yōu)點(diǎn),研究評(píng)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(yùn)行圖的編制模型及存在的問題。基于我國客運(yùn)專線的特點(diǎn),建立了適合我國客運(yùn)專線路情的基于定序的周期性列車運(yùn)行圖的線性規(guī)劃模型。進(jìn)一步地,研究了基于通過式客運(yùn)站的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)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(jìn)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(yùn)行圖的編制流程和方法。
　　 案例結(jié)果表明:以1h為周期的周期性列車運(yùn)行圖在一定程度上減小了運(yùn)行圖鋪劃問題的規(guī)模,運(yùn)用L

4、ingo軟件能快速得到問題的解；基于定序的列車運(yùn)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(yùn)行線本身和相鄰運(yùn)行線之間的關(guān)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(yùn)站的動(dòng)車周轉(zhuǎn)計(jì)劃,提出了部分環(huán)形運(yùn)轉(zhuǎn)的概念,并基于部分環(huán)形運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)車組運(yùn)用方式分析了動(dòng)車組周轉(zhuǎn)接續(xù)問題的特點(diǎn)。從使動(dòng)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(shí)間容忍值σ的概念,構(gòu)建了動(dòng)車組周

5、轉(zhuǎn)接續(xù)模型,并設(shè)計(jì)了基于σ的緊湊接續(xù)算法。
　　 案例分析表明,在盡端式客運(yùn)站列車運(yùn)行成對(duì)的條件下,考慮運(yùn)行圖的均衡性鋪劃保證了動(dòng)車組列車之間的周轉(zhuǎn)接續(xù)質(zhì)量,盡端式客運(yùn)站A站7對(duì)列車、E站6對(duì)列車均發(fā)生了折返接續(xù),接續(xù)率為100％；在通過式客運(yùn)站,運(yùn)用基于σ的緊湊接續(xù)算法可使D站動(dòng)車組列車之間的順向接續(xù)在一個(gè)周期內(nèi)增加2次,有利于增強(qiáng)進(jìn)路分配計(jì)劃的魯棒性,緩解車站咽喉區(qū)的壓力,但在編制運(yùn)行圖時(shí),D站列車到發(fā)均衡性約束不強(qiáng),且各條

6、線路上運(yùn)行的列車數(shù)量不等,動(dòng)車組周轉(zhuǎn)接續(xù)的效果不甚理想,在13對(duì)列車中僅10對(duì)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(shí)間分布的運(yùn)行圖調(diào)整方法,提出了關(guān)聯(lián)運(yùn)行線群的概念,針對(duì)順向接續(xù)和逆向接續(xù),分別給出了各類調(diào)整方法下列車運(yùn)行線的最大可調(diào)整量；針對(duì)關(guān)聯(lián)運(yùn)行線群不存在調(diào)整量的情況,建立了運(yùn)行圖反饋調(diào)整模型,盡量使動(dòng)車組列車之間均能發(fā)生周轉(zhuǎn)接續(xù)以及最多的順向接續(xù),并以后驗(yàn)的方式考慮了車站到發(fā)線的

7、數(shù)量問題。
　　 案例結(jié)果表明,當(dāng)運(yùn)行線需要的調(diào)整量較小時(shí),可利用基于冗余時(shí)間分布的運(yùn)行圖調(diào)整方法對(duì)運(yùn)行圖進(jìn)行調(diào)整,先對(duì)具有擬接續(xù)關(guān)系的運(yùn)行線自身進(jìn)行調(diào)整,然后再對(duì)其關(guān)聯(lián)運(yùn)行線群進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)關(guān)聯(lián)線群不存在調(diào)整量或需調(diào)整的運(yùn)行線過多而難以統(tǒng)計(jì)調(diào)整量時(shí),運(yùn)用數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)行建模調(diào)整；運(yùn)行圖調(diào)整完畢后,在車站的能力約束得到保證,且運(yùn)行圖的周期性結(jié)構(gòu)不變,運(yùn)行圖的調(diào)整量較小的前提下明顯提高了動(dòng)車組周轉(zhuǎn)接續(xù)的質(zhì)量,A站7對(duì)列車、E站6對(duì)

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