客运站列车运行调度决策优化方法研究

论文摘要

客运站是影响列车正点运行的各种不可靠因素和事件的重要发生地,同时也是可以有效提高列车正点率的重要调控地。研究晚点列车的客运站调度优化方法,对于提高我国铁路旅客运输服务质量、旅客满意度具有重要的现实意义。本文结合客运站布局的特点,以安全行车为前提,研究旅客列车随机晚点情况下,车站为提高正点率对晚点列车的优化调度方法,从而为客运站进行晚点列车优化调度决策提供决策支持。论文首先分析了旅客列车在客运站的技术作业过程及车站列车调度工作的基本原则,并对列车时刻表可靠性的相关评价指标进行了阐述。在此基础上,考虑列车在车站安全行车前提下,提出列车在车站内的路径冲突解决方案及到发线占用调节机制。基于上述冲突解决方案,提出了客运站晚点列车调度决策算法M1。在此基础上,考虑到车站调度实际调度过程,以列车晚点影响程度最小为目标,对算法中列车在站内路径冲突解决方案进行调整,进一步得到了改进的客运站调度决策算法M2。通过将车站对晚点列车的调度调整问题转化为混合整数规划问题,建立了相应的数学模型。同时,将列车之间的进站时间关系划分为三个集合,有效地减少了该模型的计算规模,得到优化模型M3,从而可以采用LINGO数学软件对模型在有效时间内进行计算和求解。最后以深圳站晚点列车调度决策问题为例,对本文所提出的模型与算法的可行性和有效性进行了检验。在算例中使用列车时刻表可靠性的相关评价指标对三种方法的调控效果进行综合评价。从车站实际调度情况考虑,算法M2比算法M1比调控效果要优。从列车时刻表可靠性指标看,优化模型M3对晚点列车时刻表的调控效果比算法M2要优,但是在计算时间与计算规模适用性方面,算法M2具有更具有实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 研究方法
• 1.4 主要研究内容及论文结构安排
• 第二章 车站作业与列车调度的原则
• 2.1 到发线相关作业
• 2.1.1 接发车作业
• 2.1.2 调车作业
• 2.2 行车调车活动分析
• 2.3 到发线运用计划
• 2.4 列车运行时刻调整原则
• 2.5 安全间隔时间
• 2.6 小结
• 第三章 列车时刻表可靠性评价指标
• 3.1 准点率
• 3.2 晚点偏差程度系数
• 3.3 波动系数
• 3.4 到达间隔时间倒数和（SAHR）
• 3.5 其他评价指标
• 3.6 小结
• 第四章 基于调整当前列车的车站调度决策模拟
• 4.1 符号说明
• 4.2 冲突情况分析
• 4.2.1 路径冲突
• 4.2.2 最小安全间隔时间
• 4.2.3 到发线
• 4.3 冲突解决方案
• 4.3.1 路径冲突解决方案
• 4.3.2 到发线冲突解决方案
• 4.4 算法描述
• 4.5 算法改进
• 4.5.1 冲突解决方案
• 4.5.2 算法
• 4.6 小结
• 第五章 基于晚点列车的车站调度决策优化模型
• 5.1 约束条件
• 5.1.1 进站时间约束
• 5.1.2 出站时间约束
• 5.1.3 安全间隔时间限制
• 5.1.4 到发线占用的时间约束
• 5.1.5 相关变量取值约束
• 5.2 目标函数值
• 5.3 模型优化
• 5.4 模型求解
• 5.5 小结
• 第六章 实证研究
• 6.1 基于调整当前列车的车站调度模拟研究的计算结果
• 6.1.1 计算后的列车时刻表相关数据
• 6.1.2 计算结果的比较分析
• 6.1.3 区间正线繁忙程度对晚点的影响
• 6.2 基于晚点列车的车站调度决策优化模型计算结果分析
• 6.3 模拟调度决策方法与优化方法的比较
• 6.3.1 评价指标值的比较
• 6.3.2 结论
• 6.4 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 本文研究工作总结
• 7.2 需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢