高速铁路动车组运用计划编制理论与方法研究

摘要

动车组运用计划是高速铁路客运组织过程中的关键环节，直接关系到列车运行安全、服务质量和经济效益。随着我国高速铁路的发展，动车组运用计划编制问题的相关特征呈现出多样化、复杂化趋势，对动车组运用计划的编制提出了新的要求。论文以高速铁路实际生产环境为基础，对动车组运用计划编制理论与方法进行研究。论文的主要工作及成果包括:
　　1、对动车组运用计划编制基础进行了分析，总结出动车组运用计划编制问题具有时空跨度大、优化目标多、约束条件复杂等特点。
　　2、将动车组运用计划编制问题归结为特殊的旅行商问题，提出了考虑检修线占用的动车组运用计划编制模型，采用“传递”机制设计了检修累计参数表达方法。为降低问题复杂度和求解难度，提出了从时间、空间和编制过程三个方面对问题进行分解的策略。策略中，将动车组运用计划分为交路计划和检修计划两个阶段分别进行编制。
　　3、针对动车组交路计划，通过对不同场景条件下交路计划编制过程进行分解，总结出以“基本交路计划’’为核心的编制过程。进而针对基本交路计划，提出了编制计划的整数规划模型，设计了求解模型的改进型粒子群算法;算法中，为提高粒子寻优能力，引进了动车组最优接续网络作为粒子飞行的参考;通过算例分析验证了方法的有效性。
　　4、针对动车组检修计划，同样通过对不同场景条件下计划编制过程进行分解，将编制过程分解为运用修计划编制和高级修计划编制两个部分。针对运用修计划，提出编制计划的整数规划模型，设计了求解模型的改进型蚁群算法;算法中，增加运用任务对应的动车组走行里程作为蚂蚁路径选择概率的计算参数之一，提高了算法面向最大化修程利用率目标的寻优特性;通过算例验证了方法的有效性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 动车组运用计划研究现状

1．3．2 其他运载工具运用计划研究现状

1．3．3 既有研究总结

1．4 主要研究目标与内容

1．5 研究技术路线与论文框架

2 动车组运用计划编制基础

2．1 基本概念

2．1．1 动车组

2．1．2 动车组检修制度

2．1．3 动车组热备制度

2．1．4 动车组运用计划

2．2 动车组运用计划编制基本要素

2．2．1 运用任务

2．2．2 动车组设备

2．2．3 运用目标

2．2．4 运用约束

2．2．5 运用计划

2．2．6 运用计划编制方法

2．3 动车组运用计划编制影响因素分析

2．3．1 固定设施配置

2．3．2 动车组配置

2．3．3 运输组织模式

2．3．4 动车组管理模式

2．4 动车组运用计划编制问题特征总结

2．5 小结

3 动车组运用计划编制理论研究

3．1 动车组运用计划编制问题的数学归纳

3．1．1 经典旅行商问题

3．1．2 带有复杂可访问性约束的多起点多终点多人旅行商问题

3．2 动车组运用计划编制模型研究

3．2．1 输入参数及符号定义

3．2．2 运用接续网络

3．2．3 决策变量

3．2．4 约束条件

3．2．5 目标函数

3．3 动车组运用计划求解策略研究

3．3．1 基本求解策略

3．3．2 时间方面的分解策略

3．3．3 空间方面的分解策略

3．3．4 编制过程方面的分解策略

3．3．5 求解策略框架

3．4 小结

4 动车组交路计划编制方法研究

4．1 基本概念

4．1．1 运用交路

4．1．2 交路计划

4．2 基本要素分析

4．3 动车组运用方式

4．4 编制过程分解

4．4．1 分号运行图场景

4．4．2 多车型场景

4．4．3 多检修点场景

4．4．4 重联与摘解作业场景

4．4．5 站点股道能力约束

4．4．6 动车组可用数量约束

4．4．7 编制过程总结

4．5 “基本交路计划”编制方法

4．5．1 参数定义

4．5．2 优化模型

4．5．3 求解思路

4．5．4 算法选择

4．5．5 算法设计

4．6 小结

5 动车组检修计划编制方法研究

5．1 基本概念

5．2 基本要素分析

5．3 动车组运用方式

5．4 编制过程分解

5．4．1 多检修点场景

5．4．2 多级别检修约束

5．4．3 站点股道能力约束

5．4．4 编制过程总结

5．5 运用修计划编制方法

5．5．1 参数定义

5．5．2 优化模型

5．5．3 算法选择

5．5．4 算法设计

5．6 小结

6 算例分析

6．1 算例设计

6．2 交路计划编制

6．2．1 编制策略

6．2．2 基本交路计划

6．2．3 完整交路计划

6．3 检修计划编制

6．3．1 编制策略

6．3．2 运用修计划编制

6．4 本章小结

7 结论与展望

7．1 论文的主要工作

7．2 论文的创新点

7．3 有待进一步研究的问题

参考文献

附录A 武广客运专线列车开行信息

作者简历

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