客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)旅客列車(chē)周期運(yùn)行圖的優(yōu)化理論與方法研究.pdf

1、周期列車(chē)運(yùn)行圖問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文在借鑒已有的周期與非周期列車(chē)運(yùn)行圖的研究成果基礎(chǔ)上，探討了我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)周期列車(chē)運(yùn)行圖的規(guī)劃條件、特點(diǎn)、模型以及算法等方面。著重從數(shù)學(xué)規(guī)劃模型與計(jì)算機(jī)算法實(shí)現(xiàn)等層面研究了我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)周期列車(chē)運(yùn)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(chē)運(yùn)行圖研究方面，在充分研究國(guó)內(nèi)外周期與非周期列車(chē)運(yùn)行圖現(xiàn)有的研究成果基礎(chǔ)上，本文首先詳細(xì)討論了周期列車(chē)運(yùn)行圖的各類(lèi)周期約束

2、條件及規(guī)劃目標(biāo)，由此構(gòu)建周期列車(chē)運(yùn)行圖的多目標(biāo)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(chǔ)上，將轉(zhuǎn)化為以勢(shì)差為決策變量的可行勢(shì)差模型以及以周期勢(shì)差為決策變量的圈周期規(guī)劃模型，從數(shù)學(xué)上揭示了這三類(lèi)模型之間的內(nèi)在關(guān)系。為了設(shè)計(jì)算法方便，將周期列車(chē)運(yùn)行圖的多目標(biāo)模型轉(zhuǎn)化為具有多優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)的單目標(biāo)模型來(lái)處理。
　　 2、在周期列車(chē)運(yùn)行圖的算法開(kāi)發(fā)方面，本文提出了周期列車(chē)運(yùn)行圖與非周期列車(chē)運(yùn)行圖都適用的時(shí)空布線(xiàn)本質(zhì)過(guò)程--列

3、車(chē)-區(qū)間動(dòng)態(tài)布線(xiàn)過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)周期列車(chē)運(yùn)行圖的多目標(biāo)模型，開(kāi)發(fā)出基于列車(chē)-區(qū)間動(dòng)態(tài)偏序的周期列車(chē)運(yùn)行圖的啟發(fā)式算法；另一方面，同樣基于運(yùn)行線(xiàn)的時(shí)空布線(xiàn)本質(zhì)過(guò)程，本文又根據(jù)列車(chē)運(yùn)行圖與Job-shop問(wèn)題的相似性，提出了基于Job-shop的遺傳算法。在用C++與Access2003開(kāi)發(fā)的京津客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)周期列車(chē)運(yùn)行圖的試驗(yàn)平臺(tái)上，上述開(kāi)發(fā)的兩種算法均能夠給出周期列車(chē)運(yùn)行圖不同速度模式下的滿(mǎn)意解。
　　 3、在動(dòng)車(chē)組運(yùn)用計(jì)劃

4、的研究方面：在已有研究成果基礎(chǔ)上，本文提出了非周期動(dòng)車(chē)組運(yùn)用計(jì)劃的多目標(biāo)規(guī)劃模型，并將之轉(zhuǎn)化為具有多優(yōu)先級(jí)的單目標(biāo)模型。針對(duì)非周期動(dòng)車(chē)組運(yùn)用計(jì)劃的多目標(biāo)模型開(kāi)發(fā)了帶檢修回朔的遺傳算法。并根據(jù)列車(chē)周期運(yùn)行情況，本文將所建的非周期動(dòng)車(chē)組運(yùn)用計(jì)劃的多目標(biāo)規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為周期動(dòng)車(chē)組運(yùn)用計(jì)劃模型，然后基于列車(chē)的周期運(yùn)行性，提出了基于周期接續(xù)網(wǎng)絡(luò)的檢修回朔算法。因而可以在周期條件下大大簡(jiǎn)化動(dòng)車(chē)組運(yùn)用計(jì)劃的編制問(wèn)題。
　　 4、本文還簡(jiǎn)單地討論

5、了將非周期運(yùn)行圖的評(píng)價(jià)方法應(yīng)用到周期列車(chē)運(yùn)行圖一些方法。
　　 周期列車(chē)運(yùn)行圖的規(guī)劃系統(tǒng)較為復(fù)雜，本文采用類(lèi)比與分析相結(jié)合，使用數(shù)學(xué)規(guī)劃、周期事件規(guī)劃、計(jì)算理論和算法分析等現(xiàn)代數(shù)學(xué)建模理論與方法進(jìn)行相關(guān)研究工作。首先在對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于周期與非周期列車(chē)運(yùn)行圖建模思想的基礎(chǔ)上，構(gòu)建周期列車(chē)運(yùn)行圖的決策變量不同的三類(lèi)模型。在周期列車(chē)運(yùn)行圖的算法上，通過(guò)構(gòu)建列車(chē)運(yùn)行圖的時(shí)空布線(xiàn)的實(shí)際過(guò)程，開(kāi)發(fā)出基于列車(chē)-區(qū)間動(dòng)態(tài)偏序關(guān)系的周期列車(chē)運(yùn)行