铁路边境换装站作业调度仿真

摘要

在中欧班列行驶过程中，由于各国铁路轨距存在差别，列车需要在边境换装站进行换装作业。随着“一带一路”战略逐步成熟，中欧班列的数量与日俱增，边境换装站的过货量也迅猛增长。日益增长的列车进路和作业资源调度工作也向换装站现行的人工调度工作模式提出了新挑战。
　　边境换装站作为中欧班列行驶的重要节点，在整个运输过程中占据重要地位。如何减少调度误差，提高作业效率，缩短列车停留时间，充分利用换装站作业资源，是提高中欧班列运输效率的根本。本文针对边境换装站作业调度问题，阅读了大量相关文献，发现目前对于边境换装站的研究主要集中在作业流程和规模核定两方面，对于调度方法还需要进一步完善和改进。针对该问题，本文进行了以下五个方面的研究:
　　(1)本文对目前边境换装站的基本概况、作业调度因素、调度原则以及调度策略进行了研究分析;
　　(2)在边境换装站作业调度问题分析的基础上，以基本的假设条件为前提，建立了铁路边境换装站作业调度的数学模型，该数学模型以列车在换装站平均停留时间最短为目标函数，从列车作业流程、进路冲突避免和作业资源限制三个方面设定约束条件;
　　(3)针对数学模型求解困难的问题，建立了基于节点占用冲突判断的多Agent仿真模型，模型通过列车Agent和节点Agent之间的信息交互判断节点是否被占用，从而解决列车进路冲突以及资源约束冲突两类问题;
　　(4)对仿真模型得出的调度前后数据进行分析，通过分析调度后列车行驶时刻表，判断调度前所发生的进路冲突和作业资源冲突是否已解除，从而证实仿真模型的有效性;
　　(5)通过对列车在阿拉山口换装站入口、到发场、调车场、候车场以及换装场的等待时间进行分析，计算将一部分单线铁轨改建为双线铁路并扩建换装场所带来的时间效益，从而针对阿拉山口换装站扩建方案提出有效建议。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的

1．1．3 研究意义

1．2 研究内容及方法

1．2．1 研究内容

1．2．2 研究方法

1．2．3 技术路线图

1．3 国内外研究现状

1．3．1 换装站作业流程

1．3．2 换装站规模核定

1．3．3 货运站调度研究

1．4 创新点

1．5 本章小结

2 铁路边境换装站作业调度问题分析

2．1 铁路边境换装站概况

2．2 铁路边境换装站作业调度因素

2．3 铁路边境换装站作业调度原则

2．3．1 路径冲突规避原则

2．3．2 车场资源分配原则

2．4 铁路边境换装站作业调度策略

2．5 本章小结

3 铁路边境换装站作业调度建模

3．1 问题描述

3．2 目标函数

3．3 约束条件

3．4 本章小结

4 铁路边境换装站作业调度仿真建模

4．1 缩略图构建

4．2 多Agent模型

4．2．1 列车Agent

4．2．2 节点Agent

4．3 列车进路冲突模型

4．3．1 冲突类型

4．3．2 冲突判断及解除

4．4 作业资源冲突模型

4．5 本章小结

5 铁路边境换装站作业调度仿真实验

5．1 参数设置

5．2 列车冲突预测

5．2．1 作业资源冲突

5．2．2 列车进路冲突

5．3 Anylogic调度结果对比

5．3．1 作业资源冲突化解

5．3．2 列车进路冲突化解

5．4 阿拉山口换装站优化建议

5．4．1 冲突等待时间

5．4．2 进路冲突优化

5．4．3 资源冲突优化

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 研究展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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