动车段（所）控制集中系统进路控制的智能优化研究

摘要

当前我国高速铁路建设进入飞速发展时期，以动车组维修和养护为核心业务的动车段（所）是动车组开行的重要保障。因此，动车段（所）工作效率的高低将会对整个高速铁路运输网的稳定性产生直接的影响。为了实现动车段（所）作业的高效运转、充分发挥检修设施能力的目标，动车段（所）开始逐步建设动车段（所）控制集中系统（简称CCS系统）。该系统实现了动车段（所）接发车和调车的进路自动控制。行车作业作为动车段（所）动车组高效检修、安全运营的重要保障，是动车段（所）作业的重要环节。进路控制是系统完成行车作业的核心，本文针对一批作业，对系统的进路控制进行智能优化研究，实现进路的最优选择和恰当时机触发，达到站场整体作业效率最优的目的。
　　首先，本文介绍了动车段（所）控制集中系统，详细论述了系统的组成、基本功能和两种控制模式。在此基础上对动车段（所）内的行车作业进行了分析，对作业执行计划生成过程进行了详细阐述。总结说明了进路控制的实现过程和应用现状。
　　其次，文章研究了进路控制的几个关键技术。论述了基础数据生成过程，阐述了进路数据表的生成思路，描述了指令方案的生成过程，总结了存在的三种作业冲突形式，对进路的冲突判定和进路冲突排解原则进行了阐述，提出采用调整进路或按照权重系数高的作业优先排列进路的排解方式。并对进路选择和触发时机进行了分析，为后续进路控制的智能优化研究奠定了基础。
　　再次，文章对动车段（所）的进路控制问题进行了详细描述，建立了在作业采用进路唯一性、前后序作业关系等约束条件下，以作业总晚点时间最少、总走行时间最短为目标的进路控制优化模型，达到优化进路安排的目的。本文通过对粒子群算法采用动态非线性的惯性权重、给粒子速度考虑群体的平均值并进行离散化处理的思路，设计了改进离散粒子群算法，采用 C＃编程语言进行了实现，并基于北京动车段的站场情况，通过两个案例，对进路控制优化模型的合理性和改进离散粒子群算法求解的有效性进行了仿真验证。经验证，通过模型和算法求解出的进路选排结果符合现场实际情况，具有一定的实用性。
　　最后，文章对进路控制优化模型及算法的应用进行了分析。结合进路控制优化模型和算法，分析了进路触发的前提条件：车组条件和信号设备状态条件。前提条件和依据模型和算法计算出的进路下达时刻条件共同决定了进路的实际触发时机。然后阐述了模型和算法的动态运算范围和动态运算时机，为后期应用提供了指导思路。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 论文的主要内容和结构

2 控制集中系统进路控制概况

2.1 控制集中系统

2.2 行车作业分析和作业执行计划生成

2.3 进路控制的实现过程

2.4 进路控制在动车段（所）应用现状

2.5 本章小结

3 进路控制关键技术

3.1 基础数据生成

3.2 指令方案生成

3.3 进路冲突判定和排解

3.4 进路选择和触发时机

3.5 本章小结

4 进路控制优化模型

4.1 优化模型概述

4.2 问题描述

4.3 进路控制优化模型的建立

4.4 等价模型描述

4.5 本章小结

5 进路控制智能化算法

5.1 粒子群算法

5.2 改进离散粒子群算法

5.3 案例仿真

5.4 本章小结

6 进路控制优化模型及算法的应用

6.1 进路触发前提条件

6.2 动态运算

6.3 本章小结

7 结论与展望

参考文献

作者简历及科研成果清单

学位论文数据集