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应急条件下重载铁路机车运用计划编制研究
| 论文题名： | 应急条件下重载铁路机车运用计划编制研究 |
| 关键词： | 应急条件;重载铁路;机车运用;贪婪模拟退火算法 |
| 摘要： | 我国铁路网络结构复杂且自然灾害以及设备因素导致的铁路运输突发事件频繁，对于应急条件下的运输计划恢复虽然在列车运行调整方面有较多的研究成果，但关于应急条件下机车运用计划编制的相关研究甚少，与之相似的应急条件下飞机运用计划编制问题研究成果较为丰富。目前我国铁路对于应急条件下的机车运用主要采用应急预案制度、分层Agent方法以及基于规则的反向推理方法等较为单一的解决措施，没有形成完备的理论体系。因此，为了提高应急条件下的运输组织效率，最大程度的降低突发事件给铁路部门带来的损失，有必要对于应急条件下机车运用计划编制的相关理论方法进行深入研究。 本文首先在分析机车周转、动车组运用、飞机运用既有相关研究基础上，针对应急条件下重载铁路机车运用计划编制问题提出了具体研究思路。同时通过分析讨论重载铁路机车运用的特点，探讨了重载铁路机车交路的几种运转制度以及机车整备检修流程。 其次，针对正常条件下的机车运用计划，在对研究内容边界假定的基础上讨论了成对运行图、不成对运行图、单机型单机牵引、单机型双机牵引以及单机型单机与双机混合牵引的机车运用计划编制问题，建立了给定可支配机车台数的多机型机车运用计划编制模型并设计了相应算法。然后借鉴应急条件下航班恢复研究定义航班串的方法，对于列车定义了类似的列车串或列车环，基于机车运用的各项约束条件建立了应急条件下机车运用的资源指派、时空网络、多商品流网络三种经典应急恢复模型，通过分析这三种模型优缺点进行适应性对比，最后采用经典资源指派模型并对其进行改进修正，形成本文采用的新资源指派模型。考虑到问题的复杂性以及求解效率和质量，经过分析对比贪婪算法和模拟退火算法的特点，结合贪婪算法和模拟退火算法各自在其计算性能上的优势，针对该新资源指派模型设计了贪婪模拟退火算法求解，并在Matlab平台程序实现。 最后，本文以朔黄重载铁路机车运用部分区段数据为例，假定突发事件场景，对改进的资源指派模型和算法进行算例测试验证，生成机车指派方案和机车周转图，同时也采用模拟退火算法和贪婪随机自适应搜索算法求解进行结果对比，结果表明本文设计的贪婪模拟退火算法均优于模拟退火算法和贪婪随机自适应搜索算法，证明了算法的有效性。 |
| 作者： | 郭文博 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 孟学雷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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