李平[1]2001年在《面向对象遗传算法及其在铁路行车指挥中的应用》文中指出伴随着铁路智能交通系统（RITS）工程研究的兴起，针对我国铁路的特点研制出与中国RITS相适应的智能化行车指挥系统己成为亟待解决的重大课题。目前我国的行车指挥工作仍由调度员手工完成，调度的效率和质量都相对较低，这与中国RITS的建设是极不适应的。另外己有的行车指挥算法如运筹学方法、人工智能方法等本身都存在着一定的不足，同时我国的铁路列车种类多，采取高低速混跑的方式，这就决定了我国铁路的运行模式较国外复杂得多，因而研究出适合我国铁路特点的行车指挥方法是十分必要的。鉴于此针对列车运行调整问题的组合优化特性，本文首先对传统GA的编码方式、遗传策略、约束处理方式等进行了改进，在此基础上首次提出了面向对象的遗传算法（OOGA），并对 OOGA在铁路行车指挥问题中的具体应用进行了探讨。提出了基于面向对象的建模技术和基于规则的推理技术的智能仿真方法，最后以广深线为背景进行了评价行车指挥有效性的仿真试验，仿真结果表明本文所提出的基于OOGA的智能化行车指挥方法在实时性和优化性方面都是可行的。 本文第一章为绪论部分，介绍了本文的研究背景、铁路行车指挥技术的研究现状及存在的问题；其余章节在结构上分为叁篇，第一篇是理论篇，由第二至第叁章组成，介绍了面向对象遗传算法的应用背景及关键技术的研究。第二篇是应用篇，由第四至第五章组成，对面向对象遗传算法在铁路行车指挥技术中的应用进行了探讨，第叁篇是仿真试验篇，由第六至第九章组成，研究了智能仿真环境的构成，并以广深线为背景对基于面向对象遗传算法的行车指挥策略进行了试验研究。 本文的主要工作包括以下几方面： 1．在理论上，首次提出了采用面向对象的编码技术和遗传策略的面向对象遗传算法，并 提出了基于专家系统技术的约束处理方法，使得遗传算法可以处理经验性约束，从而 大大拓展了遗传算法可处理的约束的形式。在OOGA中采用分层递阶的结构框架，上 层对高等级属性进行优化，下层对低等级属性进行处理，从而大大增强了OOGA处理 问题的能力。OOGA采用了面向对象的实现技术，把程序按对象、方法的形式组织起 来，从而大大提高了OOGA编程的可继承性、可重用性。 2．首次将面向对象遗传算法应用于铁路行车指挥优化的研究，建立了包括硬约束和软约 束的完整的复线列车运行调整的模型，对面向对象遗传算法在具体问题中的应用形式 进行了详细的研究。 3．针对现有行车指挥仿真方法的不足，本文首次提出了基于面向对象建模技术和基于规 则的推理技术的智能化仿真平台。 4．以广深线为应用背景，首先建立了集成面向对象建模技术和基于规则的推理技术的智 能仿真环境，在该仿真环境中对基于面向对象遗传算法的智能化行车指挥策略进行了 试验研究。 5．采用广深线2001年最新运行图数据进行的仿真试验结果表明： ＞基于面向对象建模技术和基于规则的推理技术的智能仿真技术应用于行车指挥仿 真是可行的，而且是十分有效的； ＞基于面向对象遗传算法理论的智能行车指挥算法在实时性和优化性方面是较为有 效的，并且最恶劣的多车晚点的情况下该方法也能产生满意的调整决策。
刘皓玮[2]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》文中指出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。
文超[3]2011年在《高速铁路列车运行冲突管理研究》文中指出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叁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叁角模糊数时间,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。
蒋荟[4]2013年在《基于信息融合的铁路行车安全监控体系及关键技术研究》文中认为铁路是国民经济的大动脉,铁路运输安全是铁路工作的生命线,是建设和发展和谐铁路的重要保障。“十一五”以来,铁路部门不断加强安全监测设备和行车安全信息化系统建设,实施管理创新,加强安全风险管理,大大增强了保障铁路行车安全的能力,安全形势总体呈现稳定、有序可控的态势。近年来,由于高速铁路快速发展和大量新技术装备投入使用,人们对铁路行车安全提出了更高要求。本文在总结提炼铁路行车安全监控系统主要特征的基础上,结合当代信息技术发展,以进一步提高检测数据的准确性、稳定性和可用性,提高信息综合应用价值和行车安全决策水平,全面提升铁路行车安全保障能力为目标,提出一种对行车安全监控实施全方位、多层次、跨系统的信息融合,构建铁路行车安全监控体系的新思路,并给出若干相关关键技术的解决方案。本文主要研究内容和创新如下：1、深入分析国内、外铁路行车安全监控系统的现状和发展趋势,研究信息融合及相关安全技术基础理论,研究系统内和系统间信息融合的概念、方法和建模技术,研究提出铁路行车安全监控系统信息融合应用模式。2、分析我国铁路行车安全监控系统应用需求、主要特征和存在的不足,结合信息融合、物联网、人工智能等先进技术,提出基于信息融合的铁路行车安全监控体系框架；研究与行车安全监控相关系统的技术架构和数据组织形式,研究提出行车安全监控体系数据集成与信息共享解决方案。从总体框架层面为建设保障能力更高的行车安全监控系统提供一种总体解决方案。3、研究提出了基于目标决策的铁路行车安全监控系统信息融合模型,详细论述了铁路行车安全综合监控、综合报警评判、检测设备质量评价、车辆造修质量评价和货运安全风险评估等典型应用的信息融合建模思路、模型框架和建模方法,为信息融合技术在铁路行车安全领域的应用提供建模技术支撑。4、研究在铁路车辆故障诊断中应用信息融合的几个典型技术方案。提出车辆热轴综合报警方案,以提高红外线热轴报警的准确性；设计5T检测信息融合处理方案,以实现车辆造修质量综合评价；结合TPDS在客车踏面损伤监测的应用需求,提出在客车车次定位融合处理中应用BP模型和算法的方案,以提高在客车未全部安装电子标签的过渡阶段TPDS检测信息定位的准确性。5、研究在铁路货运计量安全检测监控系统中应用信息融合技术的方案。提出一种货运计量检测信息与确报信息匹配的流程、模型和算法,以提高检测信息与确报信息匹配率,提高检测信息利用价值：提出了货物装载状态智能报警评判的模型、算法,提高了报警的准确性；设计了车号匹配错位纠正的模型、算法,实现了车号匹配错位自动纠正；结合检测设备检测精度动态评估的应用需求,论述了利用基于D-S证据理论,建立设备检测精度动态评价模型,为评价检测设备质量提供基本依据。
王军彤[5]2016年在《改进的PSO算法在高速列车运行调整模型中的应用》文中进行了进一步梳理为了保证高速列车运行正常,需要有一套统一有效的列车运行调整计划,而高速列车准点到达是列车运行调整计划亟待解决的重要问题之一。该问题是一个大规模的多约束条件组合优化问题,一般的精确算法难以解决,人工智能算法成为解决列车运行调整问题的有效方法。但智能算法由于本身的一些缺陷在实际运用时很难发挥出作用。因此,为了使列车实际运行时间与计划运行时间的差异达到最小化,对经典的智能优化算法—微粒群算法的研究、改进从而应用并解决该问题上成为重中之重。微粒群算法实际上是一种通过模拟鸟类飞行行为而得到启发的一种智能优化算法。该算法虽然保留了基于种群的全局搜索策略,但与其它算法相比,其采用的速度-位移模型操作简单,是一种更为高效的并行搜索算法。但PSO算法也存在如算法局部搜索能力较差,搜索精度不够高,算法不能够绝对保证搜索到全局最优解,容易陷入局部极小解的缺点。混合蛙跳算法则可以通过局部深度搜索和全局跳跃信息交换的平衡策略使得算法能跳出局部极值点,向着全局最优解方向靠近。针对PSO算法存在的问题和不足,本论文利用蛙跳简化粒子群算法这种混合PSO算法对列车运行调整问题进行较为深入的研究,从而证明该算法在解决高速列车运行调整问题方面是有效的。论文首先介绍了国内外对列车运行调整问题的发展趋势和研究现状。结合实际情况,提出了列车运行调整问题的数学模型。接着概括说明了PSO算法理论知识、公式、算法步骤,并分析了混合蛙跳算法理论的知识。针对PSO算法的不足,利用混合蛙跳算法的特点,将其运用到PSO算法中,保证了各个小组内粒子间的差异性,避免了标准PSO算法易陷入局部最优。最后论文在相同情况下将蛙跳简化粒子群算法与基本粒子群算法、混合蛙跳算法和改进的差分算法求得的值做比较,证明了蛙跳简化粒子群算法的有效性,表明该算法为解决列车运行调整问题的发展提供了新的思路。但是高速列车运行调整工作本身是一项十分复杂而又有规律的工作,其复杂性表现在可能时时刻刻都都会有新的情况出现。本文研究的所述模型和算法比较单一,并不能处理许多相对特殊的工作。所以还需要做大量深入研究,使高速列车运行系统更加完善。
路飞[6]2007年在《移动闭塞条件下地铁列车的运行优化》文中指出城市轨道交通(地铁)具有快速、便捷、大运量的特点，已经成为缓解城市交通矛盾的主要运输方式，而信号系统是确保地铁列车安全运行及提高运营效率的关键设备。随着计算机及通讯技术的发展，移动自动闭塞信号系统已经成为一种基于现代无线通信技术、计算机技术和控制技术的智能化的列车间隔控制系统，对移动自动闭塞系统的研究和开发代表了21世纪铁路信号发展的方向。近年来，中国铁路组织对移动自动闭塞系统的研究正在逐步深入，如何评估移动闭塞条件下城市轨道交通系统的线路通过能力，以及在此基础上如何优化行车组织，以便充分发挥移动闭塞区间通过能力高、调度指挥灵活大的优势是一个很有研究价值的课题。本文以城市轨道交通一地铁为研究背景，主要研究移动闭塞条件下列车追踪间隔时间的确立、单列列车的运行控制、车组间的控制，以及列车群在受到各种随机扰动而出现偏离计划运行线时，在考虑列车对乘客吸纳水平的基础上，如何对列车群进行运行调整。1．首先在大量阅读国内外有关文献资料的基础上，对移动自动闭塞信号系统的发展历程及国内外研究技术进行了综述，指出在移动自动闭塞信号系统下城市轨道交通主要面临如下技术问题：列车追踪间隔的确定、列车运行组织方式及主要技术参数的确定、系统的抗干扰能力、列车运行图自动调整理论与方法、综合调度管理系统。2．地铁列车运行控制系统的总体目标是保障系统运输能力。本文从线路通过能力和线路输送能力两方面对地铁的运输能力问题进行了讨论分析。指出线路通过能力是影响地铁运输能力的关键因素，而降低列车的追踪间隔是提高线路通过能力的主要方法。在较短的列车追踪间隔时间下，为确保列车的安全运行，必须要对列车进行运行控制，本文对地铁列车运行自动控制系统的组成和结构以及其叁个子系统：列车自动监控系统、列车自动保护系统、列车自动运行系统的功能和分类进行了详细分析和比较，指出移动自动闭塞系统是列车自动控制系统的发展目标，对列车自动控制系统进行国产化研究开发很有必要。3．本文详细讨论了固定自动闭塞系统、准移动闭塞系统和移动自动闭塞系统的数字轨道电路的原理、列控方式等内容，在分析列车区间追踪间隔时间、车站追踪间隔时间的基本概念以及影响因素的基础上，建立了城市轨道交通在不同信号系统下的列车区间追踪间隔和列车车站追踪间隔模型。对叁种闭塞信号系统下的最小列车追踪间隔时间进行了理论计算和分析，应用MATLAB进行了仿真。仿真结果表明在移动闭塞条件下，区间通过能力较固定闭塞条件、准移动闭塞条件下有很大地提高，但却不是固定的，也不与列车的运行速度成正比，而是在一定的速度上达到最大值。4．研究了移动闭塞条件下地铁列车的运行规律，建立了单列地铁列车的动力学模型，将基于事件的控制技术应用到地铁列车的控制中。通过引入运动参考变量，求出在以站间最小运行时间为目标的单列列车控制中，列车运行速度、加速度关于列车走行距离的表达式，从而可以根据列车走行距离实时调整规划列车的运行。基于事件的控制技术在机器人智能控制领域已经得到了广泛的应用，将这种技术用于地铁列车的运行控制中，是本文的一个创新。仿真结果亦表明，在采用基于事件的控制技术来对列车进行区间运行控制时，相对于其它两种常用的方法：PD控制和神经网络控制，无论在列车实际运行时间上，还是乘客乘坐的舒适性上都有很大程度的改进。5．城市轨道交通系统是一个大的混杂系统，具有“移动”性，每一列列车都是一个自治的智能体。智能体之间的协调、协作是评价智能系统性能的重要指标。本文研究了移动闭塞条件下地铁列车车组间的控制，针对在时间域求解过程中，当列车运行出现干扰时，列车间易出现串联影响的现象，采用基于事件的控制技术和编队思想对列车组进行控制。仿真结果表明，借助于移动自动闭塞信号系统的车—地之间的双向通讯方式、分布式控制结构和基于事件的控制思想，能够方便地实现系统的重新配置以及各子系统间的协调协作，同时还能够有效地解决时间域求解过程中出现的串行不稳定性，降低列车间运行间隔，在保证不撞车以及尽量减少站外停车的前提下，提高系统的运载能力。本论文的这一研究工作具有一定的原创性，并已得到专家的认可。6．正常运行情况下，列车严格按照列车计划运行图运行。但由于存在许多随机因素的干扰，列车运行又难免偏离计划运行图，尤其在以列车间隔时间短为显着特点的城市轨道交通系统上，一列列车的晚点往往会影响其它列车正常运行，有时甚至会影响整个城市轨道交通的有序运营。目前，现行的地铁列车晚点运行调整的性能指标多是尽量降低列车群的晚点时间，尚未涉及晚点列车对于车站“客流吸纳”水平的研究。而对于车站客流的吸纳情况，往往是评价轨道交通系统运营效率的一个重要的指标。本文基于移动自动闭塞信号系统下地铁列车的运行特点，首次研究了由于某些干扰造成某列列车出站晚点时，在考虑相邻列车对客流的吸纳水平均衡的前提下，以降低列车群晚点时间和提高对车站客流的吸纳水平为综合性能指标的晚点列车群追踪运行过程中的运行调整算法设计，并进行了仿真，具有一定的创新性。最后，总结了本论文的主要研究工作，并提出了进一步的研究方向。
马驷[7]2014年在《铁路建设项目后评价基础理论与方法研究》文中研究表明铁路建设项目后评价因铁路网络型基础产业特性和运营技术系统复杂性而在评价基础理论、内容与方法上有别于一般建设项目,在我国铁路持续大规模建设、路网质量不断提升、供需关系逐步改善的背景下,进行铁路建设项目后评价基础理论与方法研究,对于完善铁路建设项目后评价内容,增强规划决策科学性,提高铁路运营管理服务水平有着重要的作用。本文针对铁路建设项目后评价研究与实践存在的主要问题,以铁路产业理论、外部性理论、运输需求与供给理论、复杂网络理论为起点,研究铁路建设项目分类后评价、经济费用效益后评价、运营后评价和网络影响后评价的理论与方法。综述铁路产业特性的研究成果,分析铁路公益性可计量外溢效益的构成,提出以公益性系数定量测算为主要依据的公益性铁路判定方法。按公益性、投融资和运营管理主体、在路网中的地位和作用、业务和技术属性等对铁路建设项目进行分类,并分析了铁路建设项目分类后评价内容与方法的差异性。基于运输外部性理论研究,以实施者为界将铁路外部性划分为利用者外部性、网络外部性、社会经济外部性、自然环境外部性等不同层次,以此界定铁路建设项目的内部效益即供给者效益,外部效益分为利用者效益、网络效益、社会性效益和环境改善效益,给出了经济费用效益测算方法。特别针对铁路建设项目的特点,建立了新建铁路网络效益计算的非线性整数规划模型,设计了基于节点重要度层次的动态K短路优化算法,并给出实例测算。以运输需求与供给理论的系统分析为基础,建立需求视角下包括运量预测后评价、基础设施服务水平后评价、运输产品服务水平后评价和运输组织服务水平后评价的运营后评价内容体系。提出了运量预测数据精度分层后评价方法和预测失准问题的对策。建立服从于需求质量要求的基础设施、运输产品与服务、运输组织叁层次运营服务水平后评价指标体系和指标量化方法,以某客运专线为例实证分析,后评价结论能够准确反映其运营服务水平。运营服务水平评价的核心指标—可靠性主要受列车运行图冗余时间布局的影响,建立列车运行图冗余时间分阶段布局优化模型,选用遗传算法和动态规划算法分步求解。以广深城际铁路为例进行列车运行图冗余时间仿真分析,得出冗余时间设置总量、纵向和横向冗余时间分配方法、列车停站方案对冗余时间设置影响等主要结论,为提高列车运行图稳定性提供参考。综述复杂网络理论的研究成果,分析新建线路网络影响的产生层次和生成机制。从网络结构性能和服务水平两方面建立包括集聚系数、点介数、网络效率、连通可靠性、路网密度、网络饱和度、运量效益和时间效益的网络影响后评价指标体系,并构建了基于模糊物元理论的后评价模型。实例分析结果证明,后评价结论符合铁路网络构成特点和不同线路对网络影响的差异性,并能为规划决策提供有效的支持。
李晓艳[8]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》文中认为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。
吕晓艳[9]2007年在《基于决策树的数据建模分析方法及其在铁路中的应用研究》文中提出几十年来,随着铁路信息化建设的推进,铁路行业已成功地建设了一批信息系统,如客票发售与预订系统、运输管理信息系统、调度指挥系统、车号自动识别系统、行车安全监控系统、财会管理系统等,这些系统的成功运行为铁路部门积累了丰富的数据。合理利用现有信息资源,获取有价值的决策信息,日趋成为铁路相关部门的迫切需求和铁路信息化攻关的重点。数据挖掘理论和技术的迅速发展,为展开深入的数据分析奠定了良好的基础。本论文以铁路客运营销需求为研究背景,以数据挖掘中的决策树方法和时间序列分析方法为基本理论的研究出发点,结合铁路客票数据特征,针对目前数据挖掘方法中对主类数据分布不平衡数据集分析方法研究的不足,围绕铁路客票数据建立有效的数据分析模型进行了较为深入的研究和应用性实验。首先,根据客票数据的产生与收集过程,有针对性地对客票数据进行了概念分层与数据归约、数据的标准化与离散化、属性构造、维归约等相关预处理方法研究,旨在减少对客票建模分析过程中由于数据本身原因而带来的分析干扰。在对决策树基础理论进行充分研究的基础上,本文主要深入研究了ID3、SPRINT、 SLIQ等决策树算法。通过对决策树方法的应用分析,发现其对主类数据分布不平衡的数据集数据建模分析时存在一定的局限性,本文提出了基于关键度度量的决策树方法,对现有的决策树模型进行了改进,为各个主类属数据争取公平竞争类标号的权力铺平了道路。该算法有效地解决了主类分布不均数据集的建模分析问题,算法提取的定量规则,集预测和统计于一体,增加了规则的可解释性,满足了决策者对决策信息多层次的需求。用时间序列分析方法进行客票数据的时间演变特征分析时,由于时间序列分析模型多以方程式表达,对于实际应用存在模型可解释性差、相关因素分析不明确等缺点,本文提出自时间序列本身提取时间演化特征作为序列分析属性,结合改进的决策树分析方法实现对时间序列的分析。这种方法有利于识别出影响序列变化的关键因素,得到的模型具有较好的可用性。通过其在铁路客运量分析中的应用,证明了该方法的有效性和合理性。对客票数据进行基于决策树方法和时间序列分析方法的数据建模分析,是实现对客票数据进行静态特征提取和动态演化特征分析的一种有效途径。但要全面地解决铁路客运辅助决策的智能化问题,从系统的角度构建数据建模分析系统是十分必要的。本文从系统研究的角度出发,对铁路客运数据建模分析系统的体系框架进行初步的研究,并提出系统的服务框架、逻辑框架和物理框架,指出建立有效的数据建模分析系统是解决目前铁路信息系统的智能化问题的重要途径,对客票数据的全面分析具有十分重要的意义,同时也对相关领域的数据建模分析研究具有一定的参考价值。全文的创新点主要体现在以下四个方面：(1)对决策树模型进行改进,提出改进的基于关键度度量的决策树模型,使得数据量上处于弱势的主类数据也有相等的机会表达本类数据特征,解决了实际应用中的主类分布不平衡数据集的数据建模分析问题。(2)结合时间序列分析方法的优点,提取数据随时间的演变特征,构建数据演变特征训练集,进行数据的决策树建模分析,解决了时间序列模型可解释性差、相关影响因素分析困难问题。(3)将决策树方法以及决策树与时间序列相结合的方法应用于铁路客运数据建模分析,得到的分析模型可实现对铁路客运数据的定量和定性分析,为客运部门充分利用客运资源、合理安排运能提供有益的数据建模分析工具。(4)为提高现有铁路客运系统的智能化水平,提出了开放式的数据建模分析系统的体系框架,并对系统的服务框架、逻辑框架和物理框架进行初步研究,对客票数据的全面建模分析具有重要的指导意义。
王伟[10]2003年在《铁路请求车审批辅助决策系统研究与开发》文中进行了进一步梳理铁路请求车审批优化方案的确定是一项较为复杂的技术工作，过去依靠运营经验的手工方式已经不适应铁路运输发展的需要。本文将经济效益的观念引入到铁路请求车审批优化中，研究并开发出铁路请求车审批辅助决策系统，应用铁路请求车审批辅助决策系统进行铁路请求车审批优化的决策，可提高日常运输组织工作效率，提高铁路运输企业的经济效益，保障请求车审批优化的科学性，使长期处于人工经验管理的铁路请求车审批优化问题实现模型化，智能化。 本文利用ROMC方法对铁路请求车审批辅助决策系统进行了详细的分析，基于本系统的特点，采用了原型法对系统进行了设计和开发，并在给出系统总体结构、系统体系结构的基础上，相应进行了数据库系统、模型库系统、知识库系统各个子系统的详细设计。 在本系统中，DSS中集成了相关的知识库系统，特别是车流径路知识库、审批经验知识库。同时，对铁路请求车审批优化中的请求车审批优化问题建立了相应的模型，并利用基于排队论的最小费用最大流求解了该问题。 铁路请求车审批辅助决策系统采用先进的专家系统(ES)和DSS技术，研制开发的实际应用系统，选择了最新的Borland公司的Delphi6.0软件开发平台，采用了面向对象的程序开发方法，确保了系统的先进性。系统综合数据库的设计是在SQL Server2000平台上完成的，可通过ODBC接口与Oracle或Sybase等大型数据库连接，实现与外部相关的TMIS(铁路管理信息系统)及FMOS(货运营销及生产管理系统)系统的直接数据交换与信息共享，保证了系统具有较好的开发性和信息可扩展性特点。
参考文献：
[1]. 面向对象遗传算法及其在铁路行车指挥中的应用[D]. 李平. 铁道部科学研究院. 2001
[2]. 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
[3]. 高速铁路列车运行冲突管理研究[D]. 文超. 西南交通大学. 2011
[4]. 基于信息融合的铁路行车安全监控体系及关键技术研究[D]. 蒋荟. 中国铁道科学研究院. 2013
[5]. 改进的PSO算法在高速列车运行调整模型中的应用[D]. 王军彤. 重庆大学. 2016
[6]. 移动闭塞条件下地铁列车的运行优化[D]. 路飞. 山东大学. 2007
[7]. 铁路建设项目后评价基础理论与方法研究[D]. 马驷. 西南交通大学. 2014
[8]. 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
[9]. 基于决策树的数据建模分析方法及其在铁路中的应用研究[D]. 吕晓艳. 中国铁道科学研究院. 2007
[10]. 铁路请求车审批辅助决策系统研究与开发[D]. 王伟. 西南交通大学. 2003
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