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)已形成結構復雜的鐵路網絡。路網中單線鐵路，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)行車即列車運行調整兩個方面提出晚點控制的模型和方法，實現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，并在路網中產生了多米諾效應式的連鎖晚點現象。晚點的吸收是利用運行圖中蘊含的緩沖時間和剩余能力，晚點預測的基礎是建立在列車位置和干擾分布已知的基礎上的。并基于K-S擬合優(yōu)度檢驗方法，設計了啟發(fā)式的微調參數概率擬合方法，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上構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)行車即列車運行調整的角度出發(fā)，研究了基于列車運行調整的晚點控制方法和策略，在晚點預測的基礎上給出了行車沖突預測方法和基于預測方式的行車調整流程。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上，構建了基于混合整數規(guī)