铁路客运专线主要技术标准综合优化初步研究

摘要

本文初步建立了铁路客运专线的技术标准综合优化模型，验证了技术标准综合优化理论应用于铁路客运专线的可行性，为铁路客专的技术标准的选取与决策提供一定的参考。
　　 根据高速铁路设计的相关规范，本文将技术标准的综合优化理论引入到铁路客运专线中，并建立了一套适用于铁路客运专线的综合优化模型。文章优化了动态费用现值法的数学模型和目标函数，运用非线性约束混合离散变量的优化方法对目标函数进行优化运算。
　　 文章考虑了投资与运营支出的动态变化与时间价值。选取速度目标值、最小曲线半径、最大坡度和站间距离为主要设计变量。采用多元回归的数学方式建立了客运专线主体工程费的数学模型。根据高速列车动车组的运行特点和我国高速铁路的运营模式，对高速铁路客运专线的年运营支出进行了探讨，并建立了以速度目标值为主要变量的运营费数学模型；作为固定设备投资的重要组成部分，文章还考虑了高速列车的购置费用，并根据逐年运能增加的实际需求，采用动车组的分批分期的购置方式，保证了投资的经济合理性。
　　 最后文章以宁安铁路为实例研究对象，对本文的铁路客运专线综合优化理论模型进行了算例分析，计算结果表明，本文建立的目标函数和约束函数具有一定的合珲性，对类似铁路主要技术标准的选取具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.1.1铁路主要技术标准的传统优选方法

1.1.2铁路主要技术标准综合优化思想的研究状况

1.2本文的主要工作内容与技术路线

第2章主要设计变量及参数的选取

2.1主要设计变量的选取

2.2相关计算参数的选取

第3章工程费的数学模型

3.1工程费的组成

3.2主体工程的工程量模型

3.3工程费数学模型

第4章运营费的数学模型

4.1高速列车牵引与运行特性

4.1.1高速列车的牵引

4.1.2动车组的阻力

4.1.3高速列车的制动

4.2与走行相关的运营支出(能耗)

4.2.1速度与单位能耗的关系

4.2.2年度总能耗及运营支出

4.3固定设备维修费

4.4运营支出数学模型

第5章高速列车的购置费

5.1动车组购置费数学模型

5.1.1列车开行对数

5.1.2开行列车需要的动车组车底数

5.1.3列车需要数量

5.1.4动车组购置单价

5.1.5动车组购置费

5.2残值计算

5.2.1土建固定设备残值

5.2.2机车车辆残值

第6章优化模型及优化原理

6.1目标函数的建立

6.2约束函数的建立

6.2.1功能约束函数

6.2.2几何约束条件

6.3优化模型

6.4优化原理

6.4.1混和离散变量优化设计问题的基本概念

6.4.2.复合形法

第7章算例分析及优化结果

7.1工程背景概述

7.1.1.线路概况

7.1.2.经济与运量

7.1.3.运输组织

7.2优化计算及结果分析

7.2.1工程投资费模型

7.2.2运营费模型

7.2.3机车车辆购置费模型

7.2.4目标函数

7.2.5约束函数

7.2.6优化结果及分析

结论与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文