客運專線旅客列車周期運行圖的優(yōu)化理論與方法研究.pdf

1、周期列車運行圖問題一直是國內外研究的熱點問題。本文在借鑒已有的周期與非周期列車運行圖的研究成果基礎上，探討了我國客運專線周期列車運行圖的規(guī)劃條件、特點、模型以及算法等方面。著重從數(shù)學規(guī)劃模型與計算機算法實現(xiàn)等層面研究了我國客運專線周期列車運行圖的基本優(yōu)化理論與方法，這些理論和方法主要有：
　　 1、在周期列車運行圖研究方面，在充分研究國內外周期與非周期列車運行圖現(xiàn)有的研究成果基礎上，本文首先詳細討論了周期列車運行圖的各類周期約束

2、條件及規(guī)劃目標，由此構建周期列車運行圖的多目標混合整數(shù)規(guī)劃模型，討論模型中周期變換整數(shù)的范圍，并在此基礎上，將轉化為以勢差為決策變量的可行勢差模型以及以周期勢差為決策變量的圈周期規(guī)劃模型，從數(shù)學上揭示了這三類模型之間的內在關系。為了設計算法方便，將周期列車運行圖的多目標模型轉化為具有多優(yōu)先級結構的單目標模型來處理。
　　 2、在周期列車運行圖的算法開發(fā)方面，本文提出了周期列車運行圖與非周期列車運行圖都適用的時空布線本質過程--列

3、車-區(qū)間動態(tài)布線過程，并在此基礎上，針對周期列車運行圖的多目標模型，開發(fā)出基于列車-區(qū)間動態(tài)偏序的周期列車運行圖的啟發(fā)式算法；另一方面，同樣基于運行線的時空布線本質過程，本文又根據列車運行圖與Job-shop問題的相似性，提出了基于Job-shop的遺傳算法。在用C++與Access2003開發(fā)的京津客運專線周期列車運行圖的試驗平臺上，上述開發(fā)的兩種算法均能夠給出周期列車運行圖不同速度模式下的滿意解。
　　 3、在動車組運用計劃

4、的研究方面：在已有研究成果基礎上，本文提出了非周期動車組運用計劃的多目標規(guī)劃模型，并將之轉化為具有多優(yōu)先級的單目標模型。針對非周期動車組運用計劃的多目標模型開發(fā)了帶檢修回朔的遺傳算法。并根據列車周期運行情況，本文將所建的非周期動車組運用計劃的多目標規(guī)劃模型轉化為周期動車組運用計劃模型，然后基于列車的周期運行性，提出了基于周期接續(xù)網絡的檢修回朔算法。因而可以在周期條件下大大簡化動車組運用計劃的編制問題。
　　 4、本文還簡單地討論

5、了將非周期運行圖的評價方法應用到周期列車運行圖一些方法。
　　 周期列車運行圖的規(guī)劃系統(tǒng)較為復雜，本文采用類比與分析相結合，使用數(shù)學規(guī)劃、周期事件規(guī)劃、計算理論和算法分析等現(xiàn)代數(shù)學建模理論與方法進行相關研究工作。首先在對比分析國內外關于周期與非周期列車運行圖建模思想的基礎上，構建周期列車運行圖的決策變量不同的三類模型。在周期列車運行圖的算法上，通過構建列車運行圖的時空布線的實際過程，開發(fā)出基于列車-區(qū)間動態(tài)偏序關系的周期列車運行