高速鐵路列車停站方案與運(yùn)行圖協(xié)同優(yōu)化理論與方法.pdf

1、通過(guò)長(zhǎng)期的鐵路建設(shè)和發(fā)展，中國(guó)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)趕上甚至超過(guò)一些發(fā)達(dá)國(guó)家，鐵路運(yùn)輸能力緊張得到了極大的緩解，已經(jīng)能較好地滿足旅客的鐵路出行需求。截至2015年底中國(guó)高速鐵路的營(yíng)業(yè)里程已經(jīng)達(dá)到1.9萬(wàn)公里，根據(jù)國(guó)務(wù)院于2016年修編的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年，中國(guó)鐵路網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到15萬(wàn)公里，其中高速鐵路3萬(wàn)公里。到2025年，鐵路網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到17.5萬(wàn)公里左右，其中高速鐵路3.8萬(wàn)公里左右，保障如此大規(guī)模的高速鐵路有條不紊地高質(zhì)量

2、運(yùn)行將面臨前所未有的挑戰(zhàn)。
　　高速鐵路運(yùn)輸組織的理論和方法是高速鐵路安全平穩(wěn)運(yùn)行、滿足旅客需求、確保鐵路經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的重要保障，而高速鐵路停站方案和列車運(yùn)行圖正是高速鐵路運(yùn)輸組織的重要內(nèi)容。停站方案的設(shè)置在很大程度上反映旅客服務(wù)水平和鐵路資源的配置，而且影響列車運(yùn)行圖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而影響運(yùn)行圖的通過(guò)能力。因此，研究高速鐵路列車停站方案和列車運(yùn)行圖協(xié)同優(yōu)化問(wèn)題，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，期望為高速鐵路運(yùn)輸組織理論和方法提供新

3、的內(nèi)容和視角。
　　本文以高速鐵路列車停站方案和運(yùn)行圖為研究對(duì)象，試圖建立停站方案和運(yùn)行圖協(xié)同優(yōu)化理論。一方面，從停站方案的均衡性和可達(dá)性著手，旨在提高鐵路運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平，期望制定科學(xué)合理、方便旅客的停站方案;另一方面，以列車停站方案為基礎(chǔ)，優(yōu)化列車運(yùn)行圖的結(jié)構(gòu)，期望編制出高質(zhì)量的列車運(yùn)行圖，提高鐵路通過(guò)能力的利用。在參考國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，建立了相關(guān)問(wèn)題的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了模型的有效求解算法，并用2015年京滬高速

4、鐵路數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　論文的主要研究工作如下:
　　(1)從理論研究和客觀現(xiàn)實(shí)兩個(gè)方面分析了選題背景，闡述了高速鐵路列車停站方案和列車運(yùn)行圖協(xié)同優(yōu)化的必要性及進(jìn)行深入研究的意義。對(duì)高速鐵路列車停站方案和列車運(yùn)行圖編制的研究成果進(jìn)行了綜述，從而把握了高速鐵路列車停站方案和列車運(yùn)行圖編制的研究現(xiàn)狀和前沿動(dòng)態(tài)，了解了研究對(duì)象的發(fā)展歷程、研究視角、所建模型和求解算法，為本文的研究?jī)?nèi)容的展開奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　(2)研究

5、基于均衡性和可達(dá)性的高速鐵路列車停站方案的優(yōu)化模型及算法。通過(guò)對(duì)高速鐵路停站方案的概述，主要介紹停站方案與開行方案的關(guān)系，分析了停站方案的種類和主要影響因素。建立了基于均衡性和可達(dá)性的高速鐵路列車停站方案的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并采用了遺傳模擬退火算法對(duì)其進(jìn)行求解，最后用京滬高速鐵路進(jìn)行了實(shí)例測(cè)算。將原方案與優(yōu)化方案進(jìn)行對(duì)比，由遺傳退火算法求解得到的優(yōu)化停站方案的均衡性有顯著提高，可達(dá)性指數(shù)提高約2.32％，總體效果良好。
　　(3)研究