客运专线调度指挥关键技术问题研究

摘要

随着我国客运专线的建设，客运专线的调度指挥相关问题，已成为解决客运专线运输组织问题的关键课题之一。本文从系统角度研究和探讨了我国客运专线列车运行调整问题，运用系统模型方法对客运专线调度指挥系统的系统结构进行了初步辨识。
　　 根据列车运行组织过程，对客运专线运行调整问题进行了深入细致的系统分析，阐述了列车运行调整与其它运输组织问题的内在关联性，确定了文章的基本研究内容。为了提高决策速度，确定客运专线运行调整的基本思路为先确定列车到发顺序后然后推定列车到发时刻，按照该思路，建立了相应的优化决策模型，设计了对应遗传算法。
　　 研究了当列车运行波动时，到发线运用计划的调整原则和调整方法，建立了与之相对应的多目标0-1规划模型，采用DBFS算法进行求解。论文分析了动车组运用计划与调整计划的的区别，然后根据调整目标制定了调整原则，在此基础上建立动车组调整计划优化模型，根据模型特点采用蚁群算法进行求解，引入约束主导原理解决蚂蚁算法的约束问题。
　　 论文采用用布尔矩阵表达客运专线调度指挥系统结构，对系统结构进行归类、简化，更清晰地了解系统结构及其各要素之间的关系。使用DEMATEL方法对系统进行分析：客运专线调度系统的各子系统在系统评价体系中，对其他子系统影响较大的子系统是运营调度子系统、综合维修子系统、运输计划子系统，而动车组则受其他子系统的影响较大。
　　 论文主要创新性工作为：
　　 1.构建了客运专线运行调整优化模型，为了求解，在先构建了基于交叉DEA的列车排序模型，设计了相应遗传算法对模型进行进一步求解推定列车到发时刻；
　　 2.研究了客运专线运行调整时的到发线运用优化问题，建立了与之对应的多目标0-1规划模型，设计对应DBFS算法；
　　 3.分析了客运专线实际运输过程中的动车组运用优化问题，建立了阶段计划动车组运用优化模型，采用蚂蚁算法对模型进行求解。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪 论

1.1选题背景

1.1.1问题提出

1.1.2研究目的及意义

1.2国内外研究现状概述

1.2.1国外列车运行调整研究现状

1.2.2国内列车运行调整研究现状

1.2.3国外调度指挥系统研究及应用的现状

1.2.4国内调度指挥系统研究及应用的现状

1.3研究思路和论文结构

1.3.1研究目标

1.3.2研究方法及技术路线

1.3.3研究内容及结构安排

第2章 客运专线列车运行调整概述

2.1列车运行调整原因

2.2列车运行调整影响因素

2.3列车运行调整特征

2.4既有线列车运行调整过程研究

2.5客运专线运行调整研究内容

2.5.1客运专线运行调整过程分析

2.5.2客运专线运行调整系统的分解协调方法

2.5.3客运专线运行调整研究内容

2.6客运专线运行调整特性分析

2.6.1客运专线行车组织系统特性分析

2.6.2客运专线列车运行图特点

2.6.3客运专线运行低速列车

2.6.4客运专线运行调整的特点

2.7本章小结

第3章 客运专线列车运行调整模型与算法

3.1客运专线运行图形式化表述

3.1.1客运专线网描述

3.1.2运行图的形式化描述

3.2研究思路

3.2.1研究基本思路

3.2.2相关边界假定

3.2.3参数说明

3.3客运专线运行调整模型构建

3.3.1优化目标的确立

3.3.2客运专线运行调整策略设置

3.3.3目标函数的确立

3.3.4约束条件

3.3.5模型特性分析

3.4列车运行调整方案优化算法

3.4.1基于交叉DEA的列车等级排序模型

3.4.2列车到发时刻确定

3.5本章小结

第4章 客运专线到发线运用调整计划研究

4.1研究存在问题

4.2到发线运用优化模型的建立

4.2.1客运专线列车占用到发线的分析

4.2.2模型的建立以及边界条件设立

4.3模型求解

4.3.1 DBFS算法

4.3.2多目标模型的算法

4.3.3模型对应算法

4.4本章小结

第5章 客运专线动车组调整计划优化研究

5.1既有研究存在问题

5.2客运专线动车组运用分析以及参数说明

5.2.1客运专线动车组运用调整计划概述

5.2.2参数说明及边界条件设立

5.2.3动车组运用计划描述

5.3动车组调整计划优化模型建立

5.3.1优化目标的确定

5.3.2模型建立

5.4模型求解

5.4.1模型分析

5.4.2算法设计

5.4.3算法步骤

5.5本章小结

第6章 客运专线调度指挥系统结构分析

6.1我国客运专线调度系统研究现状及分析

6.1.1国内调度指挥系统研究内容与结论

6.1.2客运专线调度指挥系统与既有线调度指挥系统的关系。

6.2客运专线调度指挥系统功能

6.2.1运输计划子系统

6.2.2运行调度子系统

6.2.3综合维修功能子系统

6.2.4动车组管理子系统

6.2.5旅客服务调度子系统

6.2.6电力调度子系统

6.3系统的构成要素

6.3.1接口模型

6.3.2系统接口关系

6.3.3系统接口的结构模型

6.3.4系统结构的模型化

6.3.5系统的关联性分析

6.4系统的DEMATEL分析

6.4.1 DEMATEL方法的基本步骤

6.4.2系统的综合影响分析

6.5本章小结

第7章 实例分析

7.1已知条件

7.2调整原则

7.3实验中遗传算法的运行参数

7.4仿真结果及分析

7.5模拟实验结论与建议

结束语

1论文主要工作

2本文的主要创新点

3需进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读博士期间发表的论文及科研成果