王飞杰[1]2011年在《城轨CBTC智能调度指挥系统关键技术的研究》文中指出快速、便捷、大运量是城市轨道交通的特点。大力发展地铁和轻轨交通为主的城市轨道交通是解决我国目前城市交通堵塞的重要手段之一。城市轨道交通系统是一个由多方面子系统有机构成的系统,它需要各个子系统的支持与相互协作,其中信号系统是保证城轨列车安全运行以及提高城规列车运营效率的关键系统。随着计算机和通信技术的飞速发展,特别是提高了无线通信技术可靠性以及制定了标准,提出的基于通信的列车控制技术(称为CBTC)逐步被信号界所接受。CBTC是完全脱离轨道电路并且打破了固定闭塞界限,的新一代信号系统。CBTC通过高精度定位技术和持续的车地通信,提供更准确的列车控制以及连续的列车安全分隔和超速保护,在更短的运行间隔内使得列车能够实现安全运行。对CBTC信号系统的研究和开发代表了21世纪城市轨道交通信号发展的方向。CBTC系统是一个更高效、灵活的信号系统,它的“高行车密度,短追踪间隔”特点尤其突出。随着我国新线的不断建成和投入使用,城市轨道交通网络的逐步形成,基于CBTC系统的列车运行智能调度指挥将会是今后城市轨道交通的研究热点。调度指挥工作是保证列车安全、正点运行的重要内容,其重要性不言而喻。保持服务的准时性及稳定性是解决城轨调度指挥的关键,城市轨道交通智能调度指挥的主题是在确保行车安全的前提下提高效率。作为城轨CBTC智能调度指挥系统的关键组成部分,列车自动运行调整是提高城市轨道交通运营管理水平、改善城市轨道交通运行效率的一个重要途径,也是评价一个城市轨道交通系统运营水平的一个重要指标。地铁运行调整的基本特征和难点主要有约束条件众多；动态性、实时性,受到各种客观因素的影响,列车通常是难以完全按照计划运行；有众多的优化指标,总到达时间晚点最小以及总晚点列车数目最少等等都是在传统的列车运行调整问题研究中经常使用到的优化指标。另外,有较好的列车运行系统的建模,才能更好分析城轨CBTC智能调度指挥系统。通过建模优化列车自动运行调整算法对于提高城市轨道交通调度指挥的科学性,减轻调度员的工作强度,提高城轨CBTC智能调度指挥系统的自动化水平有着重要的理论意义和现实意义,这也是本论文研究的问题所在。本论文主要做了以下几方面的创新性的研究工作：(1)对城市轨道交通中的列车运行调整问题进行了深入的分析。首先,通过研究CBTC系统的基本原理与结构,进一步阐述了CBTC系统所涉及到的各个子系统,并对系统的主要特性和作用进行了详细论述。基于此,本文又对列车晚点的原因和造成的影响进行了讨论,通过建立城轨交通的模型,引入了列车运行的主要数学公式,对城轨列车的运行规律进行了分析,从而详细的分析了列车自动调整的常用策略、实现原理、存在的问题以及国内外的研究现状。(2)采用有色Petri网对城市轨道交通CBTC情况下的列车运行系统进行建模。首先,对Petri网和有色Petri网的概念进行了介绍。然后,对列车运行控制过程进行了分析。最后依照自上而下思路,抽象与描述了城轨列车运行系统的相关资源。相应的城轨列车运行系统的基础模型和各自模型是通过CPN Tools来建立。本文建立的城市轨道交通列车运行系统模型将为系统提供列车运行情况的预测数据,并为列车运行调整提供依据。(3)针对列车运行调整优化问题,作者指出：地铁列车运行调整是NP难解的组合优化问题,针对列车运行过程中的时间不确定性和自调整性,在使用时间Petri网对地铁行车指挥系统进行形式化建模基础上,利用量子编码抗体本身所具有的高效并行性,使用免疫量子优化算法,快速收敛至全局最优解。该算法在一定程度上避免了普通遗传算法容易陷入局部最优问题,可以准确快速确定列车运行调整方法。(4)为验证本文所建立的模型和提出的调整优化方法,方便对城市轨道交通列车运行调度的有关问题进行研究,本文设计和实现了一个城市轨道交通列车运行调度指挥的计算机仿真系统。本文阐述了仿真系统软件的设计方案,详细介绍了该系统的软件系统架构、系统组成硬件设备配置及其功能,论述了系统软件模块划分以及模型建模。分析了构建城市轨道交通调度指挥的计算机仿真系统的方法策略,完成的功能及其实现的难点。从实现手段上,采用了面向对象的分析设计方法,通过流程图、时序图等描述方法,清晰的展现了系统对象之间的关系和对象的活动,使系统具有良好的结构和较强的可扩充性、适应性,便于进一步开发和应用。仿真软件的设计就人机界面、列车运行调整、列车自动追踪、时刻表编制与调整功能、控制命令冲突检测等这几个主要功能的实现做了详细探讨；同时提出了一种快速解决等间隔列车运行调整的算法和在Y型交路下解决列车运行调整的方案。完整地实现了城市轨道交通列车运行调度指挥的计算机仿真系统的关键算法和技术难点。通过对仿真数据的统计和分析,以及系统RAMS计算,为构建可靠可用的现实系统提供了可靠的依据。(5)设计了一种支持多协议的发车指示器系统。发车指示器是地铁运营的重要辅助系统之一。发车指示器接收列车运行调整结果后的相关行车信息并在显示屏上进行显示,是司机作为行车的重要依据之一。本文介绍了支持多协议的发车指示器系统的结构和接口、系统功能、软件架构。城轨CBTC智能调度指挥系统的建设与实现,将从根本上提高了调度指挥系统对运营状况的实时掌握与应变能力。本文所提出的城轨CBTC智能调度指挥系统的研究,从理论上和实际应用价值上而言,都具有重要的意义。
李智[2]2015年在《基于协同思想的高速铁路行车调度技术研究》文中研究说明随着我国高速铁路路网规模不断扩大,在改变国家交通运输体系结构并对人们的出行产生深远影响的同时,也为铁路行车组织工作带来了新的要求和挑战,其中高速铁路行车调度技术亟待提高。铁路行车调度工作是保障列车运行安全和提升铁路运输效率的核心工作,随着我国高速铁路逐渐成网,铁路行车调度技术研究的理论架构和方法体系需要得到丰富和完善。为此,本文在参阅大量参考文献的基础上,把协同思想引入铁路行车调度指挥理论中,综合运用运筹学,交通工程学,数理统计学等交叉学科的理论和方法,分别从区域协同,多目标协同和区域间协同三个方面出发,将协同思想运用到列车运行图编制和列车运行调整两个方面的铁路行车调度技术中。三个方面的研究层层递进,相互交叉,联系紧密。本论文的主要研究内容主要体现如下:(1)以区域协同的思想,进行列车运行图编制的研究。不同于大部分学者只针对某条特定线路进行研究,在本文的研究中,协同考虑某区域的路网中各条线路,把乘客在不同线路之间换乘作为重要因素进行深入研究,提出“可换乘列车对”的概念,分析乘客换乘时可能遇到的不同情况,并将统计学理论应用于换乘等待时间的计算,得出乘客的换乘等待时间期望值。在此基础上,本文以乘客换乘等待时间最小为目标,分别建立客运专线非周期列车运行图编制模型与城际客运专线周期运行图编制模型,对区域中多条线路列车运行图进行协同编制,并通过算例验证了模型的可行性。(2)以多目标协同的思想,进行列车运行调整的研究。本文指出在列车运行调整工作中,以单一目标进行列车运行调整往往不能得出令人满意的结果,因此在建立列车运行调整模型的过程中,为得到合理的列车运行调整计划,需将不同的列车运行调整评价指标协同考虑。本文在运用区域协同思想对区域中多条线路上的列车进行协同调整的基础上,运用满意优化理论,协同考虑正点率,晚点时间和基于区域协同思想的接续换乘三个评价指标,为这三个指标分别定义满意度函数,并建立归一化的综合满意度函数作为目标函数建立列车运行调整模型,并设计遗传算法用于求解该模型,最后通过算例验证模型的可行性。(3)以区域间协同的思想,进行列车运行图编制和列车运行调整的研究。在区域协同思想和多目标协同思想的基础上,针对不同区域之间的行车调度工作协同化程度不高的问题,本文运用群体动力学的研究方法,提出“边界车站”的概念,分别建立基于区域间协同的运行图优化模型与列车运行调整模型,并设计免疫遗传算法与模拟退火算法用于求解,最后通过算例验证模型的可行性。
刘皓玮[3]2000年在《行车指挥系统的Petri网建模与列车运行调整的遗传优化的研究》文中进行了进一步梳理行车指挥是现代铁路高效、安全工作的核心，列车运行计划的调整一 直是提高铁路运输效率的关键。本文中首次将离散事件系统的理论和分析 方法引人行车指挥的研究中，为行车指样的研究提供了新的思路。本文注 重研究列车间以及列车与车站间的关系，应用Petri网理论对行车指挥系统 进行建模—Petri网铁路列车运行模拟系统，利用Petri网的层次模拟和抽象 能力，Petri网列车运行模拟模型建立了这样一个框架，从宏观上构造一个 系统化的结构，在这个框架下，合理有效地组织和处理各种静态的和动态 的数据，为运输生产提供有利的科学依据。 本文还提出了一种以冲夹、解决特指向量描述的运行图表示方法，能 清楚的表达运行图中列车间相互影响的过程，揭示了列车运行计划在冲突 发生时解决冲突的方式。 在能够确切模拟列车间相互关系、列车与车站间相互关系的基础上， 应用遗传算法对列车运行计划的调整进行最优化，得到具有在一定最优目 标情况下的计划调整方案。
李晓艳[4]2009年在《基于Petri网模型的城市轨道交通列车运行调整方法研究》文中研究说明城市轨道交通具有快速、便捷、运量大、污染小的特点,已经成为缓解城市交通矛盾的主要运输方式。随着科技的不断发展进步,基于通信的列车运行控制(Communication Based Train Control,CBTC)系统成为当前城市轨道交通列车运行控制技术的发展方向。CBTC系统在城市轨道交通中的广泛应用,对于传统的列车运行调整提出了新的挑战。因此,进行CBTC环境下列车运行调整方法的研究是非常有意义的。CBTC技术的应用使得城市轨道交通的行车间隔进一步缩短、运行效率提高,随之而来的是对列车运行调整尤其是调整的实时性提出了更高的要求。基于此,本文主要进行了城市轨道交通移动闭塞条件下列车运行系统的Petri网建模,并根据模型预测的结果,使用遗传算法进行了列车运行调整的仿真分析。首先,介绍了实验室自主研发的CBTC系统对于列车运行图的矩阵描述方式;细致分析了城市轨道交通列车运行调整问题,包括列车运行调整的作用、特点、各种晚点情况以及城市轨道交通列车运行调整问题的优化目标和约束条件,提出了列车运行调整的基本策略及方法。其次,对城市轨道交通的列车运行控制过程进行了分析;简述了Petri网的基本理论及其建模工具CPN Tools,应用CPN Tools建立了城市轨道交通CBTC环境下的列车运行系统模型。该模型不仅模拟了正常情况下的列车运行,还加入了对故障情况的处理,可以客观地反映出城市轨道交通列车运行的过程。通过对模型进行仿真可以在已知当前列车运行状况的条件下对未来一段时间内列车的运行情况进行预测,为提前制定调整策略提供依据。最后,以本文建立的城市轨道交通列车运行系统Petri网模型提供的预测数据为基础,应用遗传算法对列车运行调整问题进行了求解分析;并以大连CBTC试验线为背景构建仿真环境并进行了实验,分别对单车晚点情况以及多车晚点情况下的列车运行调整进行了仿真分析。仿真结果表明,应用遗传算法可以有效解决运行调整的优化问题,同时也验证了本文提出的城市轨道交通列车运行系统Petri模型是可用的,即Petri网模型预测方法在提高列车运行调整实时性方面是有一定优势的。
文超[5]2011年在《高速铁路列车运行冲突管理研究》文中认为高速铁路列车运行冲突管理问题是高速铁路运输组织的关键技术之一,是铁路行车指挥的重要内容。铁路行车调度的主要任务是要判定列车运行冲突的类型和冲突程度,按照一定的优化目标消解冲突,确定合理的列车运行次序,对列车运行计划进行优化调整。高速铁路列车运行冲突管理基于列车运行的动态运行信息,实现对潜在列车运行冲突的判定、度量、预测和消解,为列车运行调整提供辅助支持。列车运行冲突管理研究对于提高我国高速铁路的运输组织水平、完善综合调度指挥系统功能和实现调度指挥智能化具有深远的意义。由于高速铁路调度指挥智能化对列车运行调整的高要求给高速铁路的列车运行冲突管理的时效性和有效性提出了更高的要求。因此,相比于既有铁路,需要更加重视对高速铁路列车运行冲突的管理,重点消解好各类冲突。本论文分析了高速铁路列车运行冲突的特点,阐述了高速铁路列车运行冲突管理的内涵。提出了各类冲突的判定方法,研究了高速铁路列车运行冲突的产生机理,提出了高速铁路列车运行冲突程度的度量方法及预测方法,建立了基于冲突消解的列车运行调整优化模型并设计了求解算法。具体完成了以下研究工作：(1)通过参阅大量的研究文献和成果,归纳并分析了列车运行冲突管理的研究历程及国内外对列车运行冲突管理问题研究的现状。国内外相关研究对列车运行管理问题的研究主要是依托列车运行图优化和调度指挥系统开发而进行的,对列车运行冲突管理问题专门和系统的研究尚缺,没有能够适合我国国情和路情的高速铁路列车运行冲突管理体系。(2)在定义高速铁路列车运行冲突的基础上,对高速铁路列车运行冲突从4个不同角度进行了分类。冲突分析、冲突消解和基于冲突管理的列车运行调整方法及运行图优化技术等问题是我国高速铁路冲突管理的主要内涵。(3)为了研究高速铁路列车运行冲突的产生机理,研究了列车运行干扰及冗余时间对列车运行冲突的作用过程并进行了高速铁路列车运行冲突机理的仿真分析。通过分析列车运行随机干扰的分布规律及累积效应,得到了列车运行干扰条件下偏离运行计划的状态转移图及转移矩阵。分析了运行图冗余时间的分布规律及对列车运行冲突吸收作用的机理,得到了列车运行计划恢复状态转移图及转移矩阵。运用易语言开发的“列车运行干扰-冗余时间-冲突”仿真程序对4个车站和3个区间内的5列高速列车在给定的仿真情景下进行了仿真。研究和仿真表明：高速铁路列车运行冲突与列车运行干扰正相关,而与运行图冗余时间负相关。(4)根据高速铁路列车运行冲突的判定依据,分别给出了7类列车运行冲突的IF-THEN产生式规则判定方法,运用时间拓扑矩阵理论实现了高速铁路列车事件的时间逻辑判断,为列车运行冲突的计算机实现奠定了基础,阐述了高速铁路到发线运用冲突及其他类型冲突的判定思路和步骤。冲突判定方法和算法能够实现对高速铁路列车运行冲突的实时判断。(5)为了测度列车运行冲突的严重程度,提高铁路行车指挥水平,对列车运行冲突进行了静态和动态度量方法研究。从宏观层面和微观层面对各类列车运行冲突程度进行了静态度量,重点对同类型冲突的动态度量方法进行了详细阐述。从实绩运行图获得列车运行数据建立列车运行调整决策表,运用信息熵理论考察各条件属性对减小决策不确定性的作用,确定各列车运行调整条件属性的重要性排序,选取评估冲突列车运行状态的5个指标并给予模糊评分,并计算各指标熵权,提出了各类型同类冲突严重程度的动态度量方法。(6)构建了高速铁路列车运行三角模糊数时间工作流网,分析了列车运行工作流网顺序模式和选择模式的内涵。将高速铁路列车运行冲突的预测归结为工作流网时间一致性验证问题,根据列车当前的列车运行状态及列车未来各活动的三角模糊数时间,建立冲突预测链表,通过工作流网活动结束时间与截止期限的比较,计算出高速铁路列车运行各类冲突可能性,从而实现高速铁路列车运行冲突的预测。(7)提出了基于列车运行冲突消解的高速铁路列车运行调整流程,分析了平移运行线、交换运行线、变更停站和越行方案以及数学规划四种冲突消解策略的作用原理。建立了基于最小列车运行冲突消解代价的高速铁路列车运行调整问题数学规划模型,该模型以冲突消解代价最小为优化目标,根据模型特点设计了基于实数编码的遗传算法求解模型并编写了相应的matlab程序,通过对不同程度列车晚点情况下的列车运行调整计划编制验证了算法的有效性。利用matlab与易语言混合编程开发了“列车运行调整计划评价系统”,用于对列车运行调整计划编制质量的评价。
赵宏涛[6]2014年在《基于替代图理论的列车运行计划优化编制及评价方法研究》文中提出铁路运输调度是铁路日常运输组织工作的指挥中枢,分别代表各级领导组织指挥日常运输生产工作,承担着确保运输安全和运输效率、协调客货运输、保障国家重点运输以及提高客货运服务质量等重要职责。各级列车运输调度计划是铁路企业开展运输调度工作的规则和依据。针对既有线铁路各级列车运输调度计划特点及应用环境需求,提出“列车运行计划”的概念。列车运行计划是相关编制人员以列车运行图、日(班)计划、未来一段时间运输任务安排以及外部条件预期为基础,参考以往实绩图的统计反馈信息及个人经验,在列车实际运行状态和各种约束条件限制下,充分利用各种可用运输资源而制定的一段时间管辖区段内的列车运行规则,是行车调度指挥自动化的重要组成部分,对充分发挥铁路运输资源能力,保障铁路运行安全具有基础性和决定性的作用。在查阅大量国内外相关领域研究文献的基础上,本文依据我国铁路运输组织模式,设计列车运行计划优化编制及评价方法,给出融合各方法的计划优化编制模型。首先,在分析列车运行计划基本特性和优化要求的基础上,采用分而治之的思想,在不同目标指导下,分阶段、分层次进行计划的编制及优化工作。通过参数定义、参数关联、数据结构优化和约束条件描述等环节,将铁路行车调度中各类资源映射到替代图模型中,构建基于替代图理论的列车运行计划优化编制模型。基于本地搜索算法、分枝定界算法、粒子群优化算法等算法,分别设计初始计划编制算法、MSOBB算法和ICFPSO算法求解计划优化编制模型,对应获取初始计划、可行计划和优化计划。初始计划编制算法中模拟退火算法的引入保证了算法收敛特性；MSOBB算法中列车优先级在资源分配、分枝定界算法剪枝和搜索以及目标优化函数计算等过程中影响着算法流程走向；ICFPSO算法中模糊概念下的隶属度关系增加粒子影响范围,迭代次数相关的收敛因子加速收敛过程,跳出机制中的变异粒子扩大搜索范围,虚拟车和缓冲时间槽2个参数用于有针对性地增加计划鲁棒性。通过3种算法的有机结合及根据实际工况设定的优化预期要求,设计列车运行计划优化编制整合方案。其次,在对我国行车调度现状、各类列车运输调度计划实施环境和评价问题本身进行整理分析的基础上,提出列车运行计划综合评价体系通用构建原则。采用专家评判法和ISM法主客观相结合的方法,构建计划综合评价体系。在此体系基础上,针对现有评价方法评价过程相对简略、专家评判模糊度量缺失和AHP方法一致性调整困难等问题,选用多属性决策中的AHP方法确定评价指标权重,提出一种基于Vague集的改进AHP方法用于列车运行计划综合评价研究。最后,借鉴模型预测控制理论思想,设计基于综合评价方法的列车运行计划优化编制模型,建立行车调度过程中的影响因素、影响因素的影响程度、影响因素的应对措施以及模型中应对方法之间的逻辑对应关系,并对模型中关键模块主要功能和改进建议给出指导性意见。
袁志明[7]2016年在《复杂线路列车晚点控制优化策略及方法》文中认为十二五期间,我国铁路建设得到了极大的发展,新线投产为3.05万公里。截止至2015年底,铁路营业里程达12.1万公里,业已形成结构复杂的铁路网络。路网中单线铁路,复线铁路,三线铁路,四线铁路共存,在枢纽处交汇。区间闭塞制式多样化,线路上同时存在半自动闭塞,自动站间闭塞,自动闭塞和准移动闭塞。行车方式和路径选择多样化,路网中任意2个车站之间可能存在2条及以上的有向路径,高速铁路上中高速列车共线运营,普通线路上客货混跑,高速铁路与普通线路衔接共存,构成复杂的线路环境和运输环境。复杂线路上行车组织工作难度较大,晚点现象多发。本文重点针对复杂线路行车晚点控制策略和方法进行探讨和研究,从控制铁路行车晚点的实际需求出发,深入分析研究列车晚点的成因和机理,在对列车晚点预测的基础上,从静态行车即运行图编制和动态行车即列车运行调整两个方面提出晚点控制的模型和方法,实现对复杂线路行车晚点的有效控制,支持我国铁路运输组织的现代化建设。本文首先详细阐述分析了晚点的成因,类型,传播机理,吸收机理和预测机理。并指出系统性因素是造成列车晚点的主要成因,晚点传播的主因是初始晚点列车导致的连带晚点情况,并在路网中产生了多米诺效应式的连锁晚点现象。晚点的吸收是利用运行图中蕴含的缓冲时间和剩余能力,晚点预测的基础是建立在列车位置和干扰分布已知的基础上的。并基于K-S拟合优度检验方法,设计了启发式的微调参数概率拟合方法,采用该方法对列车的到达晚点分布和出发晚点分布进行了拟合,并指出威布尔分布对列车的到达和出发晚点的拟合度最好,指数分布也具有相对良好的拟合度。并随后在列车到达晚点分布的基础上构建了基于随机森林的列车到站晚点预测模型,其预测准确度相对经验值的预测方法有了较大的提升。其次从静态行车即运行图编制角度出发,指出缓冲时间合理选择和分配是晚点控制应重点考虑的因素和指标。在对晚点分布分析的基础上,给出干扰连续化情况下的缓冲时间分配模型,以及解析化的求解算法,指出在两区间的线路上,缓冲时间的分配应倾向于第一个区间。并根据铁路行车事件的特性,将行车事件和行车干扰离散化,并在连续化的缓冲时间分配模型的基础上,给出了离散化的分配模型,采用禁忌搜索算法对离散化的分配模型进行了求解。并研究分析了不同区间数目,不同干扰匹配程度情况下的缓冲时间分配方法。最后从动态行车即列车运行调整的角度出发,研究了基于列车运行调整的晚点控制方法和策略,在晚点预测的基础上给出了行车冲突预测方法和基于预测方式的行车调整流程。随后在综合考虑线路闭塞形式,行车约束以及缓冲时间的基础上,构建了基于混合整数规划的运行调整模型,并将模型加以改进,以实现对区间闭塞制式的普适性,采用右移算法,局部搜索算法和改进后的局部搜索迭代算法对模型进行了求解分析,通过案例研究进行了验证。
王鹏玲[8]2016年在《面向冲突预测与化解的列车群运行优化控制方法研究》文中研究表明列车运行调整和列车运行控制是铁路系统实时运输管理的两大核心功能。列车运行调整的作用是管理列车群的行为,使列车群安全、高效、有序地在铁路网中运行。列车运行控制的作用是控制单列列车的速度、使之适应各种运行环境或运行计划。先进的列车运行调整和速度控制方法对促进调度指挥智能化、提高运输指挥效率、保障运输安全及提升管理水平具有深远意义。由于突发情况和随机因素的存在,列车群经常出现偏离运输计划的情况。如何调整列车运行计划使列车群恢复运行秩序,以及如何控制列车按新的运行秩序运行是铁路实时运输管理的关键问题。论文针对列车偏离运输计划的情况,研究列车运行调整方法,以及运行图调整后列车运行曲线优化和速度控制的方法。论文的研究内容主要包括以下几个方面:1.研究基于赋时着色Petri网的列车群模型。用Petri网的库所表示车站/闭塞分区,托肯表示列车,变迁表示列车从1个区间进入下1个区间的动作,有向弧指向表示列车的前进方向,由此构建成列车群运行的基本环境。此外每个托肯被赋予颜色来表示列车编号、路径和运行时间信息;并根据列车行车路径要求,定义颜色集和触发变迁条件,从而赋予模型动态特性。赋时着色Petri网描述的列车群模型适用于列车群行为推理、时间知识推理。2.研究基于Petri网理论和启发式搜索算法的列车运行冲突检测和化解方法。首先根据列车运行冲突形成的机理,构建列车运行冲突检测规则;并结合Petri 网可达图理论,提出了潜在冲突的预测方法。然后采用A*搜索算法和动态窗搜索策略,设计了以降低列车群二次延误为目标,能够化解潜在冲突、减少晚点的列车运行调整方法。3.研究基于多相优化控制模型和伪谱法求解算法的列车最优运行曲线计算方法。首先引入列车可行轨迹的概念,将实时运行计划或运行图转化成关键点上对列车运行的时间和速度约束,方便列车运行曲线响应实时的列车运行计划。采用多相优化控制模型,建立了以节能为目标,安全、准点、舒适为约束条件的列车运行优化模型。然后应用伪谱法将复杂的连续优化问题转化为非线性规划问题求解,同时为了加快计算速度,设计了包含合适初值的最优曲线计算流程。4.研究考虑ATP速度防护影响的列车运行速度调整的方法。总结ATP防护曲线和线路限速对列车运行的影响,提出了速度防护曲线的概念。设计了列车在运行途中晚点的情况下,重新计算最优参考曲线的方法。设计基于模型预测控制算法的分层控制结构来控制列车速度,使列车速度保持在速度防护曲线以下,并且能够有效地跟踪最优速度曲线。5.研究安全追踪前提下的列车速度控制方法。考虑到列车安全追踪的需求,提出了实时监测前方列车运行状态和列车追踪间隔的列车速度控制器。在此基础上,提出了基于模型预测控制方法的速度控制方法,该方法综合考虑了安全速度、安全追踪以及最优速度曲线跟踪等要求,能够在跟踪最优参考速度曲线的同时,及时调整列车速度来保证安全追踪。
邢科家[9]2004年在《基于遗传算法和多Agent协同的调度指挥系统研究》文中进行了进一步梳理本论文首先研究了当前铁路运营的需要以及铁路行车指挥系统和多Agent理论研究和实际运用的现状，得出现代铁路行车指挥系统自动化、智能化、综合化的发展方向。之后，试图利用多Agent技术和当前可得的编程方法和语言，研究一套开放的、分布式的适合我国铁路运营组织的行车调度指挥系统，并对行车指挥调度系统的整体架构、各类Agent的模型、知识表达、Agent之间的通信和协调机制等内容进行了探讨。对于调度指挥的核心内容一列车运行调整，本文提出了一种简单、有效的遗传算法，并对遗传基因表示、进化操作等关键环节进行了研究。该方法简单、直观，而且搜索范围和计算复杂性都很小。 最后，就论文所作的工作进行了简单总结，并对有待进一步研究的问题进行了归纳，作为今后进一步研究的方向。
张亦南[10]2008年在《基于GA的列车自动调整算法在CBTC系统中的应用研究》文中研究说明随着城市轨道交通列车运行控制技术的迅速发展,基于通信的列车运行控制(Communications-based Train Control,CBTC)技术已经成为了列车运行控制系统技术的发展方向。应用CBTC系统实现移动闭塞,打破了传统的固定闭塞对于追踪间隔的限制,使得列车的追踪间隔前所未有的缩短,行车密度大大增加,运输效率显著提高,但同时也使得列车运行调整的难度进一步增加,对列车自动调整提出了新的挑战。因此,进行列车自动调整算法在CBTC系统中的应用研究是非常具有现实意义的。鉴于此,针对列车运行调整的组合优化特性结合CBTC系统的行车特点,本文提出了基于GA(Genetic Algorithms,遗传算法)的列车自动调整算法,完成了的相关研究,并进行了相应的仿真测试。首先,论文通过对城市轨道交通的特点,移动闭塞的特点,运行调整问题本身的特点等进行细致深入的分析,提出了一个改进的列车自动调整模型。然后,在所建模型的基础上,针对CBTC系统中列车自动调整特点,选用遗传算法进行模型的求解分析。论文详细阐述了改进的遗传算法在运行调整问题中的应用过程。区别于传统的利用列车序号进行编码的方式,提出了根据时间进行实数编码的方式。改进的算法还采用了最优个体保留的选择策略,两点交叉的交叉策略以及遗传算法育种器的变异算子,并且采用无参数的罚函数进行了约束条件的处理。最后,论文以北京地铁八通线的运输组织情况为背景,构建一个仿真测试环境。根据实际的八通线基础线路数据以及运营情况结合CBTC系统的应用,进行了单车严重晚点和列车群晚点时的仿真试验。仿真试验的结果表明本文所提出的基于GA的列车自动调整算法对于采用CBTC系统的繁忙线路的单车调整和列车群调整有着很好的可行性和有效性。
参考文献：
[1]. 城轨CBTC智能调度指挥系统关键技术的研究[D]. 王飞杰. 北京邮电大学. 2011
[2]. 基于协同思想的高速铁路行车调度技术研究[D]. 李智. 中国铁道科学研究院. 2015
[3]. 行车指挥系统的Petri网建模与列车运行调整的遗传优化的研究[D]. 刘皓玮. 铁道部科学研究院. 2000
[4]. 基于Petri网模型的城市轨道交通列车运行调整方法研究[D]. 李晓艳. 北京交通大学. 2009
[5]. 高速铁路列车运行冲突管理研究[D]. 文超. 西南交通大学. 2011
[6]. 基于替代图理论的列车运行计划优化编制及评价方法研究[D]. 赵宏涛. 中国铁道科学研究院. 2014
[7]. 复杂线路列车晚点控制优化策略及方法[D]. 袁志明. 中国铁道科学研究院. 2016
[8]. 面向冲突预测与化解的列车群运行优化控制方法研究[D]. 王鹏玲. 西南交通大学. 2016
[9]. 基于遗传算法和多Agent协同的调度指挥系统研究[D]. 邢科家. 铁道部科学研究院. 2004
[10]. 基于GA的列车自动调整算法在CBTC系统中的应用研究[D]. 张亦南. 北京交通大学. 2008
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