客运专线动车组运用计划编制算法的研究

论文摘要

动车组的运用是客运专线运输组织的关键技术之一,而动车组运用计划是客运专线综合调度系统计划子系统最重要的内容。铁路动车组价格昂贵,因此合理使用动车组,提高利用率和减少使用数量,具有重要的应用价值。本文通过阅读大量文献,总结了国内外关于动车组运用计划编制问题的研究现状以及存在问题,充分吸收了相关研究成果,并完善了部分不足之处。本文将动车组的接续与检修计划转化为动车组运用网络上具有较多约束条件和优化目标的TSP旅行商问题;并在此基础上构造了在考虑综合维修条件下多基地动车组周期性运用计划编制的数学模型。文中结合动车组运用问题的特点及各种求解TSP算法的优缺点,综合分析了采用模拟退火算法解决动车组运用问题的适宜性。算法中考虑了列车在同一车站不同股道的接续时间差别,检修次数按各检修基地能力进行分配等问题;同时算法的编制中加入了人工经验。初步研制开发了客运专线动车组运用计划编制系统软件,该系统可给出动车组运用的交路图、维修内容、地点及时间等信息,为客运专线动车组的综合运用与维修管理提供了一些有价值的研究成果。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究思路和论文结构
• 2 我国动车组运用的基础
• 2.1 动车组的运用
• 2.1.1 动车组的运用与管理特点
• 2.1.2 高速铁路动车组的运用方案
• 2.2 动车组的维修制度和维修方式
• 2.2.1 维修制度
• 2.2.2 维修方式
• 2.3 国产动车组及维修基地
• 2.3.1 国产动车组情况
• 2.3.2 动车组基地及运用所分布
• 2.4 动车组运用计划
• 2.4.1 动车组运用计划的含义
• 2.4.2 动车组运用计划的种类
• 2.4.3 编制动车组运用计划时的约束条件
• 2.4.4 空车调拨对动车组运用的影响分析
• 2.4.5 动车组运用计划编制中的人工经验
• 2.4.6 动车组运用计划方案的评价标准
• 2.5 本章小结
• 3 动车组运用网络构建及求解TSP问题算法比较
• 3.1 动车组运用网络构建
• 3.1.1 变量描述
• 3.1.2 动车组运用检修约束条件的处理
• 3.1.3 动车组运用网络
• 3.1.4 动车组运用计划编制的约束条件
• 3.1.5 模型最优解的确定
• 3.1.6 动车组运用网络构建举例
• 3.2 求解TSP问题算法比较
• 3.2.1 旅行商问题简介
• 3.2.2 求解方法分类
• 3.2.3 求解TSP问题的智能优化算法分析比较
• 3.2.4 各种方法优缺点比较总结
• 3.2.5 TSP未来的研究方向
• 3.3 已有TSP算法求解动车组运用问题的分析
• 3.4 本章小结
• 4 动车组运用计划编制算法的设计及实现
• 4.1 SA算法基本思想
• 4.2 SA算法关键参数和操作的设计
• 4.2.1 状态产生函数
• 4.2.2 状态接受函数
• 4.2.3 初温
• 4.2.4 温度更新函数
• 4.2.5 内循环终止准则
• 4.2.6 外循环终止准则
• 4.3 算法的实现
• 4.3.1 算法中主要函数与操作的设计与实现
• 4.3.2 程序输入参数
• 4.3.3 算法的输出与验证
• 4.4 北京—天津客运专线案例分析
• 4.4.1 算法中人工经验的设计
• 4.4.2 北京—天津客运专线案例分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 论文的主要工作
• 5.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集