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关于冗余论文范文写作 高速铁路换乘衔接下运行图冗余时间优化相关论文写作资料

主题:冗余论文写作 时间:2024-02-27

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摘 要:随着我国经济的不断发展,以及人们对出行质量的要求不断提高,乘客对铁路的服务质量也有了更高的要求,为了保证乘客在高铁枢纽站换乘的高效性,文章在分析各高速铁路列车运行图冗余时间作用机理和综合考虑乘客的旅行时间和总延误时间成本的基础上,建立相关随机期望值模型,并在此基础上引入遗传算法对模型求解,并用MATLAB仿真.最后给出算例验证,对冗余时间整体布局方案进行了优化.

关键词:高铁;列车运行图;换乘;冗余时间;遗传算法

Abstract: With the continuous development of our economy, and more requirement of higher quality of travel, the quality of the railway service that the passengers expect has a great improvement, in order to ensure that passengers in high-speed rail hub transfer efficiency, based on analyzing the role of buffer time of the high-speed train timetables and comprehensively considering the cost of traveling time and delay time of the passenger, we establish relatively model which is a stochastic expected value model, the algorithm based on genetic algorithm is applied to solve the model by the soft MATLAB, and make validation on calculation example, and then make a optimization scheme of the slack time layout.

Key words: high-speed railway train; train operation diagram; transfer; redundant time; genetic algorithm

引 言

随着我国高速铁路的迅猛发展,以及人们对高速铁路运输服务的准时性有着较高的要求,高速铁路枢纽的换乘高效性和可靠性越来越受到重视.基于换乘衔接角度,本文通过分析列车运行干扰对换乘影响的作用机理,建立了考虑换乘衔接的冗余时间整体布局优化模型.该研究不但为考虑换乘衔接的冗余时间布局提供了研究方法,而且为高速铁路枢纽站运行详细的铺画提供了参考和借鉴意义.目前,国内外专家学者对冗余时间的布局优化做了一些研究,国内孟令云[1]提出列车调整双层模型,宁骥龙[2]提出偏质量最小模型,并用遗传算法进行求解,但二者均未从换乘角度出发进行考虑和研究冗余时间的作用机理.赵宇刚[3]以概率分析的方式对追踪间隔时间进行研究,未考虑换乘条件下综合冗余时间的布局.文超[4]以运行图冲突疏解的角度研究了综合冗余时间对运行图的影响,但未研究冗余时间在各站的布局.赵俊铎[5]建立了考虑换乘衔接的高速铁路运行图冗余时间布局优化模型,但并未考虑追踪列车间隔缓冲时间.刘伯宏[6]在分析各种冗余时间的基础上,以列车旅行和到发站延误时间最短为优化目标,建立运行图冗余时间布局优化模型,但该模型未考虑旅客换乘衔接的冗余时间.国外JoneR.Birge,Francois对晚点期望值进行了研究[7].Michiel. Vromans和ROB. M. P. Goverde[8]针对晚点传播过程及相应指标和评价指标进行了深入研究.Nils. E. Olsson[9]针对冗余时间设置对运行图稳定性的影响进行了研究,但上述文献均未从晚点累加和换乘衔接的角度进行冗余时间的研究.文献[10]在单线铁路资源约束条件下,对列车运行图进行了优化,该研究采用分枝定界算法进行求解,并提出了三种缩小解空间的策略.文献[11]结合了线性规划、随机规划和鲁棒优化技术,提出了精确地启发式算法来提高列车运行图鲁棒性.文献[12]采用阻塞时间理论模型对列车运行调度实施过程进行描述,为列车运行过程中的实时调度提供了参考意见.

1 列车运行冗余时间的含义和分类

含义:在铺画列车运行图时,在列车停站作业和区间运行以及列车运行线间人为的预留的时间.

冗余时间按作业性质分为两类:

(1)缓冲时间,其设置在涉及多列或两列列车的作业中,并能够抑制列车之间的晚点传播.

(2)自身恢复时间,其包括区间运行和车站停站作业的撒点,设置在一趟列车的某个单项作业中.

2 列车运行干扰的作用

列车运行中会受到各种外界因素的干扰,其主要包括机器问题、自然条件恶劣和人为失误等各种不确定因素的扰动.列车运行干扰的产生导致了列车运行偏离原计划,即列车发生晚点,晚点传播[13],是指列车自身晚点及其引起其后列车连带晚点的现象.列车的换乘同样会受到列车运行干扰的影响.

3 冗余时间优化模型

3.1 模型分析

列车运行图编制情况:初始布点阶段、详细铺画阶段、后评价阶段,本文研究的是在已完成初始布点的列车运行图的基础上,设置各项作业的冗余时间.

结合乘客旅行时间成本和乘客总延误时间成本目标,建立考虑换乘冗余时间的随机双层期望值模型,基于全局考虑上层提出冗余时间的布局方案,并传递至下层,结合既定扰动方案,基于上层的基础下层进行以乘客总延误时间为目標的运行图调整,并将乘客总延误期望值传递给上层.上下层模型的决策是相互独立、互不干扰的.

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