復雜線路列車晚點控制優(yōu)化策略及方法.pdf

1、十二五期間，我國鐵路建設得到了極大的發(fā)展，新線投產(chǎn)為3.05萬公里。截止至2015年底，鐵路營業(yè)里程達12.1萬公里，業(yè)已形成結(jié)構(gòu)復雜的鐵路網(wǎng)絡。路網(wǎng)中單線鐵路，復線鐵路，三線鐵路，四線鐵路共存，在樞紐處交匯。區(qū)間閉塞制式多樣化，線路上同時存在半自動閉塞，自動站間閉塞，自動閉塞和準移動閉塞。行車方式和路徑選擇多樣化，路網(wǎng)中任意2個車站之間可能存在2條及以上的有向路徑，高速鐵路上中高速列車共線運營，普通線路上客貨混跑，高速鐵路與普通線路銜

2、接共存，構(gòu)成復雜的線路環(huán)境和運輸環(huán)境。復雜線路上行車組織工作難度較大，晚點現(xiàn)象多發(fā)。本文重點針對復雜線路行車晚點控制策略和方法進行探討和研究，從控制鐵路行車晚點的實際需求出發(fā)，深入分析研究列車晚點的成因和機理，在對列車晚點預測的基礎(chǔ)上，從靜態(tài)行車即運行圖編制和動態(tài)行車即列車運行調(diào)整兩個方面提出晚點控制的模型和方法，實現(xiàn)對復雜線路行車晚點的有效控制，支持我國鐵路運輸組織的現(xiàn)代化建設。
　　本文首先詳細闡述分析了晚點的成因，類型，傳播

3、機理，吸收機理和預測機理。并指出系統(tǒng)性因素是造成列車晚點的主要成因，晚點傳播的主因是初始晚點列車導致的連帶晚點情況，并在路網(wǎng)中產(chǎn)生了多米諾效應式的連鎖晚點現(xiàn)象。晚點的吸收是利用運行圖中蘊含的緩沖時間和剩余能力，晚點預測的基礎(chǔ)是建立在列車位置和干擾分布已知的基礎(chǔ)上的。并基于K-S擬合優(yōu)度檢驗方法，設計了啟發(fā)式的微調(diào)參數(shù)概率擬合方法，采用該方法對列車的到達晚點分布和出發(fā)晚點分布進行了擬合，并指出威布爾分布對列車的到達和出發(fā)晚點的擬合度最好，

4、指數(shù)分布也具有相對良好的擬合度。并隨后在列車到達晚點分布的基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于隨機森林的列車到站晚點預測模型，其預測準確度相對經(jīng)驗值的預測方法有了較大的提升。
　　其次從靜態(tài)行車即運行圖編制角度出發(fā)，指出緩沖時間合理選擇和分配是晚點控制應重點考慮的因素和指標。在對晚點分布分析的基礎(chǔ)上，給出干擾連續(xù)化情況下的緩沖時間分配模型，以及解析化的求解算法，指出在兩區(qū)間的線路上，緩沖時間的分配應傾向于第一個區(qū)間。并根據(jù)鐵路行車事件的特性，將行車事

5、件和行車干擾離散化，并在連續(xù)化的緩沖時間分配模型的基礎(chǔ)上，給出了離散化的分配模型，采用禁忌搜索算法對離散化的分配模型進行了求解。并研究分析了不同區(qū)間數(shù)目，不同干擾匹配程度情況下的緩沖時間分配方法。
　　最后從動態(tài)行車即列車運行調(diào)整的角度出發(fā)，研究了基于列車運行調(diào)整的晚點控制方法和策略，在晚點預測的基礎(chǔ)上給出了行車沖突預測方法和基于預測方式的行車調(diào)整流程。隨后在綜合考慮線路閉塞形式，行車約束以及緩沖時間的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于混合整數(shù)規(guī)