高速铁路列车运行方案图编制优化方法及系统规划研究

摘要

高速铁路列车运行方案图作为高速铁路列车运行图的主体骨架结构，直接决定了编制的列车运行图质量好坏。而高速铁路列车运行图是高速铁路运输工作的综合性计划，是行车组织工作的基础，在整个铁路运输组织工作中占有十分重要的地位，直接影响着铁路服务的质量以及铁路运输企业的效益。因此，高速铁路列车运行方案图编制优化问题研究已成为了高速铁路运输组织研究领域中的关键问题。
　　论文在国内外学者研究成果的基础上，通过理论分析并运用分层决策的思想，逐层来优化高速铁路列车运行方案图。论文首先以车站与线路能力和客流需求为约束，以旅客满意度最高为目标建立了高速铁路列车运行方案图优化模型并给出了列车运行线的协调方法;然后在此基础上运用协调优化思想，将高速铁路列车运行方案图与动车组交路方案进行协调优化研究，进一步优化高速铁路列车运行方案图;最后根据高速铁路列车运行方案图的编制业务和功能需要，进行了系统规划研究。论文的主要工作包括以下四点:
　　(1)详细分析了高速铁路列车运行方案图编制关键问题及其影响因素，得出高速铁路列车运行方案图的影响因素包括:旅客满意度、停站方案、动车组运用、车站与线路能力、客运站技术作业、动车段（所）能力、综合维修天窗。
　　(2)论文采用逐层优化的思想，通过对高速铁路列车运行方案图编制理论分析，首先给出高速铁路列车合理始发和终到时间范围的计算方法;然后以此为基础，以车站与线路能力及客流需求为约束，建立旅客满意度最高的高速铁路列车运行方案图优化模型，并设计了基于模拟退火的启发式算法，结合京沪高速铁路进行实例验证，结果表明本文模型和算法具有一定的适用性;最后基于高速铁路特点分析，给出了高速铁路本线和跨线列车运行线以及长线和短线列车运行线的协调方法。
　　(3)充分运用协调优化的思想，在得到的初始高速铁路列车运行方案图的基础上，设计出了高速铁路列车运行方案图与动车组交路方案的协调优化方法。在基于列车运行方案图的动车组交路优化方法研究中，提出了顺向接续优先和先到先发接续优先的方法;在基于动车组交路方案的列车运行方案图优化方法研究中，提出了的3种调整方法:调整区间运行时分、平移列车运行线、移动整条列车运行线。
　　(4)在高速铁路列车运行方案图的编制业务和功能需求详细分析的基础上，进行了系统规划研究，给出了系统的研究目标、功能构架以及关键技术。

目录

声明

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 列车运行方案图研究现状

1．2．2 列车运行图研究现状

1．2．3 目前研究中存在的问题

1．3 论文研究目标、内容及技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 论文技术路线

第2章 高速铁路列车运行方案图理论基础

2．1 高速铁路列车运行方案图定义

2．2 高速铁路运输组织模式及客流分析

2．2．1 高速铁路运输组织模式

2．2．2 高速铁路客流

2．3 高速铁路列车运行方案图编制问题分析

2．3．1 高速铁路列车运行方案图编制特点

2．3．2 高速铁路列车运行方案图编制原则

2．3．3 高速铁路列车运行方案图编制过程

2．4 高速铁路列车运行方案图影响因素分析

2．4．1 旅客满意度

2．4．2 停站方案

2．4．3 动车组运用数量

2．4．4 车站与线路能力

2．4．5 动车段(所)能力

2．4．6 高速铁路客运站技术作业

2．4．7 高速铁路综合维修天窗

2．5 本章小结

第3章 高速铁路列车运行方案图优化研究

3．1．1 本线列车的合理始发和终到时间范围的计算方法

3．1．2 跨线列车的合理始发和终到时间范围的计算方法

3．2 高速铁路列车运行方案图优化模型建立

3．2．1 问题描述和符号假设

3．2．2 目标函数

3．2．3 约束条件

3．2．4 模型建立

3．3 基于模拟退火的启发式算法设计

3．3．1 模拟退火算法介绍

3．3．2 模拟退火算法设计

3．3．3 基于模拟退火的启发式算法

3．4 算例分析

3．4．1 数据准备

3．4．2 算例求解及结果分析

3．5 高速铁路列车运行线协调方法

3．5．1 本线和跨线列车运行线的协调方法

3．5．2 长线和短线列车运行线的协调方法

3．6 本章小结

第4章 高速铁路列车运行方案图与动车组交路方案协调优化研究

4．1 列车运行方案图与动车组交路方案协调优化思想

4．2 列车运行方案图与动车组交路方案协调优化原因

4．3 基于列车运行方案图的动车组交路方案优化方法

4．3．1 动车组接续方式

4．3．2 基于列车运行方案图的动车组交路方案优化策略

4．4 基于动车组交路方案的列车运行方案图优化方法

4．4．1 冗余时间介绍

4．4．2 基于动车组交路方案的列车运行方案图调整机理

4．4．3 基于动车组交路方案的列车运行方案图调整方法

4．5 本章小结

第5章 高速铁路列车运行方案图编制系统规划研究

5．1 系统需求分析

5．1．1 业务需求

5．1．2 功能需求

5．2 系统研究目标

5．2．1 系统目标需求

5．2．2 系统目标确定

5．3 系统功能设计

5．3．1 用户管理子系统

5．3．2 基础数据管理与维护子系统

5．3．3 列车运行方案图编制与调整子系统

5．3．4 动车组交路方案编制与调整子系统

5．3．5 列车运行方案图绘制及指标统计子系统

5．3．6 信息发布子系统

5．4 系统关键技术

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 论文主要工作与成果

6．2 论文创新点

6．3 研究展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间发表的论文