基于智能優(yōu)化算法的高速鐵路停站方案研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-18 12:41
高鐵技術(shù)是我國(guó)最靚麗的一張名片,短短幾年間,我國(guó)的高速鐵路迅猛發(fā)展,大大地改變了我們的日常生活和出行方式,高速鐵路網(wǎng)縱橫交錯(cuò)、四通八達(dá),如何更大限度地利用高速鐵路,更好的滿足客流需求,更加方便旅客的出行,同時(shí)也要保障鐵路企業(yè)的收益,合理的制定列車開行方案就顯得尤為重要。列車停站方案是開行方案的重要組成部分,本文運(yùn)用現(xiàn)代智能優(yōu)化算法的相關(guān)知識(shí)對(duì)停站方案的優(yōu)化做了研究。首先介紹了列車停站方案的內(nèi)容,對(duì)停站模式進(jìn)行了劃分。然后構(gòu)建了高速鐵路停站方案優(yōu)化模型,該模型以每類停站模式下高速列車?寇囌镜木庑院土熊囘\(yùn)行區(qū)段內(nèi)各個(gè)車站的通達(dá)性為優(yōu)化目標(biāo),以每類停站模式下列車停站次數(shù)的上下限和列車運(yùn)行區(qū)段內(nèi)各個(gè)車站的停站率為約束條件。本文采用三種智能優(yōu)化算法對(duì)高速鐵路停站方案優(yōu)化模型進(jìn)行求解,分別是遺傳算法、遺傳模擬退火融合算法和基于離散二進(jìn)制的粒子群算法。對(duì)每一種算法的基本原理、基本過(guò)程等方面做了詳細(xì)地闡述,并分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模型求解算法。最后結(jié)合2019年杭長(zhǎng)高速鐵路的相關(guān)數(shù)據(jù),利用高速鐵路停站方案優(yōu)化模型求解算法對(duì)杭長(zhǎng)高速鐵路的停站方案進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后每類停站模式的列車停站均衡性和各個(gè)車站的通...
【文章來(lái)源】:景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
中長(zhǎng)期高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖
景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文相關(guān)理論研究13(4)列車最大停站次數(shù)高速列車在車站的停靠會(huì)損失總旅途時(shí)間,損失的時(shí)間主要包括列車的起停車消耗的時(shí)間和在車站的停靠時(shí)間。列車每次停站需要經(jīng)歷的階段可以形象地用下圖來(lái)表示:圖2-5列車停站階段示意圖假設(shè)列車進(jìn)站和出站時(shí)的加速度恒定,那么列車每次停站損失的總時(shí)間可以表示為:損=進(jìn)+停+出(21)其中損代表列車停站損失的時(shí)間,v代表列車的正常運(yùn)行速度,進(jìn)代表列車進(jìn)站時(shí)的加速度,出代表列車出站時(shí)的加速度,停代表列車的停站時(shí)間。因此為了保證列車具有較短的旅行時(shí)間,列車應(yīng)當(dāng)有一個(gè)最大停站次數(shù)約束,列車的最大停站次數(shù)取決于列車的等級(jí),在編制停站方案時(shí)每趟列車的停站次數(shù)都不能超過(guò)所屬等級(jí)列車的最大停站次數(shù)。(5)旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括時(shí)間成本和購(gòu)票成本。時(shí)間成本包含旅客從家出發(fā)到車站的時(shí)間、取票進(jìn)站至列車發(fā)出中間的等待時(shí)間、列車在途運(yùn)行時(shí)間以及列車中途停站時(shí)間。其中從家出發(fā)到車站的時(shí)間取決于旅客住址到車站的距離、所在城市的交通情況等,在車站的等車時(shí)間取決于車站的設(shè)計(jì)以及當(dāng)時(shí)的客流量。購(gòu)票分為互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票和售票廳購(gòu)票,大多數(shù)旅客選擇互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票,只需支付出發(fā)地到目的地的票價(jià),無(wú)需額外成本。而票價(jià)則取決于旅客所乘列車途經(jīng)高鐵線路的總里程和運(yùn)價(jià)率。2.2停站方案優(yōu)化模型的構(gòu)建編制停站方案是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它要在列車開行方案確定之后設(shè)計(jì)每趟列車的停站序列,如何對(duì)現(xiàn)有的停站方案進(jìn)行優(yōu)化,需要根據(jù)影響停站方案的各種因素建立停站方案優(yōu)化模型。列車正常行駛列車以正常速度運(yùn)行減速階段列車準(zhǔn)備進(jìn)站,開始減速加速階段列車準(zhǔn)備出站,開始加速
景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文相關(guān)理論研究13(4)列車最大停站次數(shù)高速列車在車站的?繒(huì)損失總旅途時(shí)間,損失的時(shí)間主要包括列車的起停車消耗的時(shí)間和在車站的?繒r(shí)間。列車每次停站需要經(jīng)歷的階段可以形象地用下圖來(lái)表示:圖2-5列車停站階段示意圖假設(shè)列車進(jìn)站和出站時(shí)的加速度恒定,那么列車每次停站損失的總時(shí)間可以表示為:損=進(jìn)+停+出(21)其中損代表列車停站損失的時(shí)間,v代表列車的正常運(yùn)行速度,進(jìn)代表列車進(jìn)站時(shí)的加速度,出代表列車出站時(shí)的加速度,停代表列車的停站時(shí)間。因此為了保證列車具有較短的旅行時(shí)間,列車應(yīng)當(dāng)有一個(gè)最大停站次數(shù)約束,列車的最大停站次數(shù)取決于列車的等級(jí),在編制停站方案時(shí)每趟列車的停站次數(shù)都不能超過(guò)所屬等級(jí)列車的最大停站次數(shù)。(5)旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括時(shí)間成本和購(gòu)票成本。時(shí)間成本包含旅客從家出發(fā)到車站的時(shí)間、取票進(jìn)站至列車發(fā)出中間的等待時(shí)間、列車在途運(yùn)行時(shí)間以及列車中途停站時(shí)間。其中從家出發(fā)到車站的時(shí)間取決于旅客住址到車站的距離、所在城市的交通情況等,在車站的等車時(shí)間取決于車站的設(shè)計(jì)以及當(dāng)時(shí)的客流量。購(gòu)票分為互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票和售票廳購(gòu)票,大多數(shù)旅客選擇互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票,只需支付出發(fā)地到目的地的票價(jià),無(wú)需額外成本。而票價(jià)則取決于旅客所乘列車途經(jīng)高鐵線路的總里程和運(yùn)價(jià)率。2.2停站方案優(yōu)化模型的構(gòu)建編制停站方案是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它要在列車開行方案確定之后設(shè)計(jì)每趟列車的停站序列,如何對(duì)現(xiàn)有的停站方案進(jìn)行優(yōu)化,需要根據(jù)影響停站方案的各種因素建立停站方案優(yōu)化模型。列車正常行駛列車以正常速度運(yùn)行減速階段列車準(zhǔn)備進(jìn)站,開始減速加速階段列車準(zhǔn)備出站,開始加速
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城際鐵路列車停站方案的遺傳算法求解[J]. 高明瑤,石紅國(guó). 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2020(03)
[2]基于候選列車集與彈性需求的城際鐵路列車開行方案優(yōu)化[J]. 周文梁,劉曉航,姜敏,薛利娟. 鐵道學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]基于時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的城際高速鐵路列車開行方案優(yōu)化方法[J]. 秦進(jìn),譚宇超,張威,申純燕,趙成. 鐵道學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]高速鐵路列車停站方案優(yōu)化研究[J]. 閆海峰,于麗. 交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào). 2019(03)
[5]基于不確定客流的高速鐵路列車停站方案優(yōu)化方法[J]. 牛豐,戚建國(guó),秦進(jìn). 鐵道學(xué)報(bào). 2016(07)
[6]基于車站服務(wù)頻率的高速列車停站設(shè)置研究[J]. 呂紅霞,涂玉淵,孫守平,楊昌休. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2014(08)
[7]基于彈性客流的城市軌道交通組合停站方案優(yōu)化[J]. 程婕,彭其淵. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2014(11)
[8]基于節(jié)點(diǎn)服務(wù)的高速鐵路列車停站方案優(yōu)化模型[J]. 李得偉,韓寶明,李曉娟,張洪軍. 鐵道學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]世界城市軌道交通快慢車組合運(yùn)行模式簡(jiǎn)析[J]. 周慶瑞. 都市快軌交通. 2013(02)
[10]高速列車停站優(yōu)化問(wèn)題的兩階段求解算法[J]. 黃鑒,彭其淵. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
博士論文
[1]城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行計(jì)劃協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 禹丹丹.北京交通大學(xué) 2017
[2]城市軌道交通列車多編組運(yùn)輸組織技術(shù)研究[D]. 戎亞萍.北京交通大學(xué) 2017
[3]遺傳算法與粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)及應(yīng)用研究[D]. 湯可宗.南京理工大學(xué) 2011
[4]遺傳算法與粒子群算法的改進(jìn)及應(yīng)用[D]. 張頂學(xué).華中科技大學(xué) 2007
[5]面向?qū)ο筮z傳算法及其在鐵路行車指揮中的應(yīng)用[D]. 李平.鐵道部科學(xué)研究院 2001
碩士論文
[1]城際鐵路列車停站方案優(yōu)化研究[D]. 姜明媚.北京交通大學(xué) 2015
[2]京滬高速鐵路列車停站方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 易敏.西南交通大學(xué) 2014
[3]高速鐵路旅客列車停站方案優(yōu)化研究[D]. 李登闖.西南交通大學(xué) 2014
[4]高速鐵路列車停站方案研究[D]. 徐斌.北京交通大學(xué) 2012
[5]非線性規(guī)劃問(wèn)題的粒子群優(yōu)化算法研究[D]. 雷翻翻.北方民族大學(xué) 2011
本文編號(hào):3088342
【文章來(lái)源】:景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
中長(zhǎng)期高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖
景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文相關(guān)理論研究13(4)列車最大停站次數(shù)高速列車在車站的停靠會(huì)損失總旅途時(shí)間,損失的時(shí)間主要包括列車的起停車消耗的時(shí)間和在車站的停靠時(shí)間。列車每次停站需要經(jīng)歷的階段可以形象地用下圖來(lái)表示:圖2-5列車停站階段示意圖假設(shè)列車進(jìn)站和出站時(shí)的加速度恒定,那么列車每次停站損失的總時(shí)間可以表示為:損=進(jìn)+停+出(21)其中損代表列車停站損失的時(shí)間,v代表列車的正常運(yùn)行速度,進(jìn)代表列車進(jìn)站時(shí)的加速度,出代表列車出站時(shí)的加速度,停代表列車的停站時(shí)間。因此為了保證列車具有較短的旅行時(shí)間,列車應(yīng)當(dāng)有一個(gè)最大停站次數(shù)約束,列車的最大停站次數(shù)取決于列車的等級(jí),在編制停站方案時(shí)每趟列車的停站次數(shù)都不能超過(guò)所屬等級(jí)列車的最大停站次數(shù)。(5)旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括時(shí)間成本和購(gòu)票成本。時(shí)間成本包含旅客從家出發(fā)到車站的時(shí)間、取票進(jìn)站至列車發(fā)出中間的等待時(shí)間、列車在途運(yùn)行時(shí)間以及列車中途停站時(shí)間。其中從家出發(fā)到車站的時(shí)間取決于旅客住址到車站的距離、所在城市的交通情況等,在車站的等車時(shí)間取決于車站的設(shè)計(jì)以及當(dāng)時(shí)的客流量。購(gòu)票分為互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票和售票廳購(gòu)票,大多數(shù)旅客選擇互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票,只需支付出發(fā)地到目的地的票價(jià),無(wú)需額外成本。而票價(jià)則取決于旅客所乘列車途經(jīng)高鐵線路的總里程和運(yùn)價(jià)率。2.2停站方案優(yōu)化模型的構(gòu)建編制停站方案是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它要在列車開行方案確定之后設(shè)計(jì)每趟列車的停站序列,如何對(duì)現(xiàn)有的停站方案進(jìn)行優(yōu)化,需要根據(jù)影響停站方案的各種因素建立停站方案優(yōu)化模型。列車正常行駛列車以正常速度運(yùn)行減速階段列車準(zhǔn)備進(jìn)站,開始減速加速階段列車準(zhǔn)備出站,開始加速
景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文相關(guān)理論研究13(4)列車最大停站次數(shù)高速列車在車站的?繒(huì)損失總旅途時(shí)間,損失的時(shí)間主要包括列車的起停車消耗的時(shí)間和在車站的?繒r(shí)間。列車每次停站需要經(jīng)歷的階段可以形象地用下圖來(lái)表示:圖2-5列車停站階段示意圖假設(shè)列車進(jìn)站和出站時(shí)的加速度恒定,那么列車每次停站損失的總時(shí)間可以表示為:損=進(jìn)+停+出(21)其中損代表列車停站損失的時(shí)間,v代表列車的正常運(yùn)行速度,進(jìn)代表列車進(jìn)站時(shí)的加速度,出代表列車出站時(shí)的加速度,停代表列車的停站時(shí)間。因此為了保證列車具有較短的旅行時(shí)間,列車應(yīng)當(dāng)有一個(gè)最大停站次數(shù)約束,列車的最大停站次數(shù)取決于列車的等級(jí),在編制停站方案時(shí)每趟列車的停站次數(shù)都不能超過(guò)所屬等級(jí)列車的最大停站次數(shù)。(5)旅客旅行成本旅客的旅行成本主要包括時(shí)間成本和購(gòu)票成本。時(shí)間成本包含旅客從家出發(fā)到車站的時(shí)間、取票進(jìn)站至列車發(fā)出中間的等待時(shí)間、列車在途運(yùn)行時(shí)間以及列車中途停站時(shí)間。其中從家出發(fā)到車站的時(shí)間取決于旅客住址到車站的距離、所在城市的交通情況等,在車站的等車時(shí)間取決于車站的設(shè)計(jì)以及當(dāng)時(shí)的客流量。購(gòu)票分為互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票和售票廳購(gòu)票,大多數(shù)旅客選擇互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)票,只需支付出發(fā)地到目的地的票價(jià),無(wú)需額外成本。而票價(jià)則取決于旅客所乘列車途經(jīng)高鐵線路的總里程和運(yùn)價(jià)率。2.2停站方案優(yōu)化模型的構(gòu)建編制停站方案是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它要在列車開行方案確定之后設(shè)計(jì)每趟列車的停站序列,如何對(duì)現(xiàn)有的停站方案進(jìn)行優(yōu)化,需要根據(jù)影響停站方案的各種因素建立停站方案優(yōu)化模型。列車正常行駛列車以正常速度運(yùn)行減速階段列車準(zhǔn)備進(jìn)站,開始減速加速階段列車準(zhǔn)備出站,開始加速
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城際鐵路列車停站方案的遺傳算法求解[J]. 高明瑤,石紅國(guó). 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2020(03)
[2]基于候選列車集與彈性需求的城際鐵路列車開行方案優(yōu)化[J]. 周文梁,劉曉航,姜敏,薛利娟. 鐵道學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]基于時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的城際高速鐵路列車開行方案優(yōu)化方法[J]. 秦進(jìn),譚宇超,張威,申純燕,趙成. 鐵道學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]高速鐵路列車停站方案優(yōu)化研究[J]. 閆海峰,于麗. 交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào). 2019(03)
[5]基于不確定客流的高速鐵路列車停站方案優(yōu)化方法[J]. 牛豐,戚建國(guó),秦進(jìn). 鐵道學(xué)報(bào). 2016(07)
[6]基于車站服務(wù)頻率的高速列車停站設(shè)置研究[J]. 呂紅霞,涂玉淵,孫守平,楊昌休. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2014(08)
[7]基于彈性客流的城市軌道交通組合停站方案優(yōu)化[J]. 程婕,彭其淵. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2014(11)
[8]基于節(jié)點(diǎn)服務(wù)的高速鐵路列車停站方案優(yōu)化模型[J]. 李得偉,韓寶明,李曉娟,張洪軍. 鐵道學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]世界城市軌道交通快慢車組合運(yùn)行模式簡(jiǎn)析[J]. 周慶瑞. 都市快軌交通. 2013(02)
[10]高速列車停站優(yōu)化問(wèn)題的兩階段求解算法[J]. 黃鑒,彭其淵. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
博士論文
[1]城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)行計(jì)劃協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 禹丹丹.北京交通大學(xué) 2017
[2]城市軌道交通列車多編組運(yùn)輸組織技術(shù)研究[D]. 戎亞萍.北京交通大學(xué) 2017
[3]遺傳算法與粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)及應(yīng)用研究[D]. 湯可宗.南京理工大學(xué) 2011
[4]遺傳算法與粒子群算法的改進(jìn)及應(yīng)用[D]. 張頂學(xué).華中科技大學(xué) 2007
[5]面向?qū)ο筮z傳算法及其在鐵路行車指揮中的應(yīng)用[D]. 李平.鐵道部科學(xué)研究院 2001
碩士論文
[1]城際鐵路列車停站方案優(yōu)化研究[D]. 姜明媚.北京交通大學(xué) 2015
[2]京滬高速鐵路列車停站方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 易敏.西南交通大學(xué) 2014
[3]高速鐵路旅客列車停站方案優(yōu)化研究[D]. 李登闖.西南交通大學(xué) 2014
[4]高速鐵路列車停站方案研究[D]. 徐斌.北京交通大學(xué) 2012
[5]非線性規(guī)劃問(wèn)題的粒子群優(yōu)化算法研究[D]. 雷翻翻.北方民族大學(xué) 2011
本文編號(hào):3088342
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