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原文传递复杂线路列车晚点控制优化策略及方法

论文题名：	复杂线路列车晚点控制优化策略及方法
关键词：	复杂线路;列车晚点;运行调整;优化策略
摘要：	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。
作者：	袁志明
专业：	交通信息工程及控制
导师：	张琦
授予学位：	博士
授予学位单位：	中国铁道科学研究院
学位年度：	2016
正文语种：	中文