收藏本站
《北京交通大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法与关键技术研究

夏明  
【摘要】:列车运行图编制问题涉及部门众多、决策空间庞大,一直是铁路运输组织理论方法的难点问题。目前,我国高速铁路系统得到了快速的发展,与既有线相比,其高标准的运输服务质量要求需要高速铁路运营管理部门能够随着旅客运输市场的不断变化,统筹考虑列车运行计划、动车交路计划和车站进路生成计划,快速形成科学、合理的一体化运输组织方案。高速铁路列车运行图编制要求已经超越了单元编图系统和编图个体的能力。 以不断快速发展的计算机网络技术为基础发展而来的列车运行图网络协同编制模式,将为高速铁路列车运行图编制工作提出更高效的解决方案,它能够根据运输市场的频繁变动,快速的组建运行图编制动态联盟,经济、有效的制定高速铁路时空资源优化配置方案。不过,从目前国内外的研究进展和工作实践来看,高速铁路列车运行图网络化协同编制的研究还刚刚起步,其编制模式与协同工作机理、适应列车运行图网络协同编制的数学模型、同步编制的实时求解方法、基于网络的协同调整方法还很不成体系,应用系统的设计和实现等问题还需要大量的技术创新。 鉴于此,本文根据当前高速铁路列车运行图编制的特点和要求,对高速铁路列车运行图网络化协同编制的相关理论和关键技术展开研究和探讨,以期得到对高速铁路列车运行图编制工作有益的研究成果。具体研究内容为: 首先,在对高速铁路列车运行图网络协同编制的定义、内涵进行分析的基础上,提出了列车运行图网络协同编制的三维协同模型,从对象、时间和空间三个维度上,探讨了列车运行图网络协同编制的理论体系,指出了实现高速铁路列车运行图网络协同编制的关键要素。 其次,针对网络协同环境下高速铁路列车运行图编制问题呈现的空间分布特征,在运用资源分配理论分析了列车运行计划、动车组交路计划和车站进路安排计划的问题属性的基础上,基于约束满足理论(CSP)构建了该问题的分布式约束满足模型,设计了同步回溯求解框架,制定了软约束网络协作调整策略。为了满足网络协同编制对问题求解效率的要求,根据问题特点,结合约束满足求解方法和分布并行计算技术,分别设计了三个子问题优化方法: (1)在列车运行计划问题求解研究中,本文利用协作网络计算资源,根据各分枝子问题无关性特点,设计了并行分支定界算法。利用析取图描述了列车运行过程,提出了基于弧一致性约束传播的区间占用冲突检测方法,给出了子任务生成策略,设计了基于拉格朗日算法的并行任务求解方法,研究了并行算法的实现机制和加速机制。 (2)在动车交路计划编制问题求解研究中,本文根据问题的多阶段决策特性,提出了基于蚁群算法的求解思路。针对随着运行线数量的增加,解构造图的规模以及蚂蚁生成解的计算量均成指数增长的情况,设计了粗粒度并行蚁群算法,以列车运行图网络协同编制系统为计算环境,利用分布式并行计算技术,将蚁群的搜索任务放置在不同的计算机上并行执行,互相合作的完成整个计算任务。 (3)在车站进路生成问题的求解的研究中,本文针对站场结构较为复杂的大型车站的进路生成问题,设计了一种并行回退算法,将原来十分集中的计算任务和较大的内存需求分配到参与并行计算的各台计算机上,有效缩短因发生回退而产生的额外搜索时间。 在针对软约束的网络协作调整研究中,本文分析了高速铁路列车运行图网络协同编制人机交互操作过程,详细讨论了协作调整过程中的数据一致性维护和死锁现象,给出了导致死锁产生的并发对象冲突和并发逻辑冲突定义,并提出了运行图协同编制环境下并发冲突的检测方法,设计了自动疏解、双方协商和第三方仲裁的分层并发控制机制。 最后,在系统实现和工程实践方面,阐述了基于.NET平台的高速铁路列车运行图网络协同编制原型系统框架结构,讨论了原型系统的基本功能设置、网络节点模块设计等问题。同时,基于某高速铁路列车运行图编制实际设计了编制任务,并将本文的研究成果在算例中进行应用,验证了方法的可行性。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U292.41

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李传宾;基于矩阵表示和极大代数法的高铁周期列车运行图编制方法研究[D];北京交通大学;2012年
2 王莉;铁路旅客运输运力资源管理系统研究[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵鹏,胡安洲,杨浩;高速铁路动车组不固定区段使用条件下周转优化问题的研究[J];北方交通大学学报;1997年06期
2 段黎明,陈进,刘飞;基于约束分析的 Job Shop 调度算法的综述[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年01期
3 吴锋,刘文煌,郑应平;混杂系统研究综述[J];系统工程;1997年02期
4 祝明发;;分布式人工智能[J];计算机研究与发展;1990年10期
5 马鑫;梁艳春;;基于GPGP协同机制的多Agent车间调度方法研究[J];计算机研究与发展;2008年03期
6 黄国言;李晓冬;;协同工作(CSCW)下协作模型的研究[J];计算机工程与应用;2006年22期
7 胡蓬;石纯一;王克宏;;分布式人工智能回顾与展望[J];计算机科学;1992年04期
8 郝永平,王崇海,宁汝新,刘永贤;基于协同环境下的冲突管理机制研究[J];计算机集成制造系统-CIMS;2002年04期
9 史何富,唐敏,董金祥;整合分布式计算技术的协同CAD系统[J];计算机集成制造系统-CIMS;2004年04期
10 郭冬芬;李铁克;;基于约束满足的车间调度算法综述[J];计算机集成制造系统;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 欧阳应秀;基于CSCW的CAD系统关键技术研究[D];浙江大学;2004年
2 黎新华;单线区段列车运行图铺划与运行调整优化方法研究[D];中南大学;2005年
3 徐向华;可适应的实时协同编辑系统若干问题研究[D];浙江大学;2005年
4 刘巍巍;同步协同CAD/CAM系统及其关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
5 李峰;支持群体工作的工作流系统关键技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
6 王秦辉;约束满足及其分布式求解和应用研究[D];中国科学技术大学;2007年
7 容芷君;基于群体决策的协同设计过程研究[D];华中科技大学;2007年
8 陈军华;基于稳定性的客运专线运行图编制与评价问题研究[D];北京交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 于得水;客运专线乘务计划编制系统的设计与实现[D];西南交通大学;2007年
2 夏平;客运专线乘务员运用计划编制研究[D];北京交通大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄林显;邵景力;崔亚莉;李玲;程汤培;;基于MPI的地下水数值模拟并行算法研究[J];安徽农业科学;2012年12期
2 李巨伟,钟雁;DMIS系统中利用计算机编制分局列车运行调整计划的难点研究[J];北方交通大学学报;1999年06期
3 苗建瑞,蒋熙,于勇,赵艳娥,杨肇夏;铁路车站(场)列车到发与调车作业过程仿真的研究[J];北方交通大学学报;2000年03期
4 马建军,王宝杰,胡思继,周磊山;现行列车运行图存在问题及改进方法的研究[J];北方交通大学学报;2000年06期
5 张晶,周磊山,乐逸祥;车站平面图CAD系统的设计与实现[J];北方交通大学学报;2002年01期
6 马建军,胡思继,许红,刘东;京沪高速铁路列车运行图编制基本理论的研究[J];北方交通大学学报;2002年02期
7 杨肇夏,毛保华,何天健;铁路运输模拟系统的现状与发展[J];北方交通大学学报;2002年05期
8 马建军,胡思继;网状线路列车运行图实验平台基础理论的研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
9 刘海东,陈绍宽,褚琴,王靓,陈善亮;具有固定运行时分的列车运行控制系统研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
10 陈绍宽,刘海东,王靓,陈善亮;基于仿真的铁路旅客列车提速潜力分析[J];北方交通大学学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵育强;孙振东;;多智能体的分散混合控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 ;A Constraint Satisfaction Algorithm for Fleet Weapon Compatibility[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 李致中;;中国交通运输业与运筹学[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
4 杨懿;吴炜煜;王昌立;;建筑工程协同图形编辑系统的研究与实现[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
5 厉苏州;徐玲;刘飞;;SMB色谱分离过程的混杂系统建模与分析[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
6 谢美全;苏梅;毛保华;高利平;梁肖;;基于高速线网的周期性列车运行图问题研究[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
7 容浩;穆志纯;刘克;;一类线性切换系统的优化控制研究[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
8 郭磊;于瑞林;田发中;;跳变时刻状态受约束的跳变系统的最优控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
9 周刚;王林平;李文凤;;用于协同工作的分组P2P网络[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(三)[C];2006年
10 倪少权;吕红霞;;全路列车运行图管理信息系统设计研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
2 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
3 王小龙;建设工程数字化管理体系研究[D];北京交通大学;2010年
4 李峰;网络环境下单线列车运行图编制的优化算法研究[D];北京交通大学;2010年
5 谢美全;基于列车运行图优化的动车组周转接续问题的研究[D];北京交通大学;2011年
6 房霄虹;城市轨道交通网络化运输组织协调理论及方法研究[D];北京交通大学;2011年
7 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
8 王玉明;城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析[D];北京交通大学;2011年
9 周方明;列车节能操纵理论模型与参数标定方法研究[D];北京交通大学;2010年
10 孟学雷;突发事件条件下列车运行组织理论与方法研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨磊;基于面向对象Petri网的企业间工作流建模研究[D];山东科技大学;2010年
2 何健;集成过程的知识协同模型、方法与技术研究[D];浙江理工大学;2010年
3 陈爽;基于业务模型的仿真分析与应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李建民;AUV水下回收预测与协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 梁甜甜;印染图案协同设计平台的研究与实现[D];中国海洋大学;2010年
6 张志凯;基于P2P的吴江二职中协同办公系统的设计和实现[D];苏州大学;2010年
7 密海英;面向某电子企业的产品协同管理系统的设计与实现[D];苏州大学;2010年
8 曾庆杰;南通港口物流公司综合管理信息系统建设研究[D];大连海事大学;2010年
9 张晓燕;基于CSCW的网络协同办公系统设计与实现[D];西北大学;2010年
10 董晓玲;客运专线综合维修计划编制系统的研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马建军,胡思继,许红,刘东;京沪高速铁路列车运行图编制基本理论的研究[J];北方交通大学学报;2002年02期
2 许红;马建军;龙建成;杨浩;龙昭;;城市轨道交通列车运行图编制的数学模型及方法[J];北京交通大学学报;2006年03期
3 黄文博;燕杨;;C/S结构与B/S结构的分析与比较[J];长春师范学院学报;2006年08期
4 徐瑞华,江志彬,朱效洁,吴强;城市轨道交通列车运行图计算机编制的关键问题研究[J];城市轨道交通研究;2005年05期
5 熊德国;刘力伟;;网络计划时间参数表格计算法的教学研究[J];中国科教创新导刊;2010年29期
6 王华;;基于规格运行图的铁路通过能力探讨[J];交通运输工程与信息学报;2010年02期
7 宗俊雅;李宗平;;列车运行图缓冲时间合理取值研究[J];交通运输工程与信息学报;2010年03期
8 肖龙文,谢如鹤;单线区段列车运行图的自动化调整方法[J];交通运输工程学报;2004年03期
9 胡晓丹;;客运专线规格化运行图的优化思考[J];四川建筑;2011年01期
10 黄铮诚;;对客运专线运行图铺划过程的建模研究[J];铁道勘测与设计;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王爽;快速客运网旅客列车开行方案编制理论与方法研究[D];北京交通大学;2010年
2 邓连波;客运专线相关旅客列车开行方案优化研究[D];中南大学;2007年
3 汪波;基于周期化运行的轨道交通列车开行方案和运行图研究[D];北京交通大学;2008年
4 巴博;双线铁路列车运行图缓冲时间优化分配研究[D];西南交通大学;2008年
5 周文梁;客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化模型及算法[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏巍;高速铁路列车开行方案编制关键技术研究与辅助决策系统开发[D];北京交通大学;2011年
2 谢坤位;客运专线运行图系统的方案设计及动车组交路算法研究[D];西南交通大学;2011年
3 张利萍;基于Web的铁路客流及运能管理信息系统研究与实现[D];西南交通大学;2010年
4 赵留杰;联网编图条件下人人交互系统的研究[D];西南交通大学;2011年
5 王艳杰;协同设计系统中的并发控制机制的研究[D];西南交通大学;2002年
6 周勋;协同设计并发控制方法研究[D];浙江大学;2003年
7 张杰;列车运行图数据管理系统的研究与设计[D];西南交通大学;2003年
8 胡蔷;铁路客运营销调度指挥信息系统设计与相关问题研究[D];西南交通大学;2003年
9 叶建娥;基于产生式系统的旅客列车票额自动分配系统的研究和实现[D];铁道部科学研究院;2003年
10 梁田;列车运行图查询管理系统的设计与实现[D];西南交通大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张全寿;;编组站站调决策支持系统的研究[J];北方交通大学学报;1989年04期
2 李巨伟,钟雁;DMIS系统中利用计算机编制分局列车运行调整计划的难点研究[J];北方交通大学学报;1999年06期
3 马建军,王宝杰,胡思继,周磊山;现行列车运行图存在问题及改进方法的研究[J];北方交通大学学报;2000年06期
4 马建军,胡思继,许红,刘东;京沪高速铁路列车运行图编制基本理论的研究[J];北方交通大学学报;2002年02期
5 杨肇夏,毛保华,何天健;铁路运输模拟系统的现状与发展[J];北方交通大学学报;2002年05期
6 马建军,胡思继;网状线路列车运行图实验平台基础理论的研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
7 马建军,胡思继,周曦,陈祖信,王宝杰;京沪高速铁路高中速列车到发时间域的计算方法[J];北方交通大学学报;2002年05期
8 马建军,许红,胡思继,陈祖信;京沪高速铁路列车运行图指标评价体系的研究[J];北方交通大学学报;2003年05期
9 李菊,张晓霖;用计算机绘制列车运行图[J];北方交通大学学报;1994年04期
10 张育升;列车运行调整自动化的几个问题[J];北方交通大学学报;1994年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 符卓;开放式车辆路径问题及其应用研究[D];中南大学;2003年
2 何宇强;客运专线运输组织理论中若干问题的研究[D];北京交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建校;机务段运用管理信息系统的分析设计与实现[D];西南交通大学;2002年
2 张艳;优化问题的通用搜索算法研究与实现[D];山东科技大学;2003年
3 崔世彬;遗传算法在公交调度中的应用研究[D];吉林大学;2004年
4 庞巍;进化计算算法在路径优化问题应用的研究[D];吉林大学;2004年
5 梁斌梅;基于J2EE和RUP的ERP研究与开发[D];西南交通大学;2004年
6 陈莉;基于软构件的建筑协同设计环境研究[D];山东师范大学;2004年
7 熊卫卫;高校排课系统算法设计与实现[D];吉林大学;2004年
8 魏云飞;遗传算法在人员排班问题上的应用研究[D];浙江工业大学;2005年
9 陈玲玲;铁路旅客运输组织相关问题的研究[D];西南交通大学;2005年
10 饶云波;航空公司乘务员排班系统的优化算法研究及设计实现[D];电子科技大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵中旺;;从列车运行能耗的角度看现行列车运行图的改进[J];石家庄铁道学院学报;1987年01期
2 彭其渊,杨明伦,倪少权;单线实用货物列车运行图计算机编制系统[J];西南交通大学学报;1995年05期
3 彭其渊;倪少权;张羽成;;复线列车运行图计算机编制系统的设计原理及功能[J];学术动态报道;1997年02期
4 梁成谷;;全国铁路调整列车运行图[J];中国铁路;2008年12期
5 张菁;;全国铁路4月1日起实行新的列车运行图[J];综合运输;2009年04期
6 郭富娥,李全责;中、苏铁路合作研究“电子计算机编制列车运行图”的初步收获与体会[J];铁道运输与经济;1991年04期
7 本刊记者;;全国铁路实行新列车运行图[J];中国铁路;2011年01期
8 班长青;;日本铁路列车运行图[J];中国铁路;1981年07期
9 杨家祥;;东日本铁路公司开始采用新的列车运行图编制系统[J];中国铁路;1989年09期
10 彭其渊,张羽成,李孟;列车运行图均衡性评价方法研究[J];西南交通大学学报(自然科学版);1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田长海;;双线自动闭塞区段列车运行模拟系统的研究[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
2 许红;龙建成;杨浩;;城市铁路列车运行优化理论和方法的研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
3 章优仕;金炜东;;单线列车运行调整的建模与仿真研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
4 李致中;;中国交通运输业与运筹学[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
5 李琴;晏兆晋;;高速铁路综合调度系统的比较与分析[A];扩大铁路对外开放、确保重点物资运输——中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集[C];2005年
6 王国荣;赵品;;提高铁路运输速度 发展高速铁路 适应国民经济的大发展[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
7 金守华;;客运专线建设管理中若干问题的思考[A];客运专线工程技术学术研讨会论文集(下)[C];2008年
8 王大庆;谢楠;陈英俊;;高速铁路抗震设防问题[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
9 常春伟;刘嘉武;鲍存坤;陈幼平;;高速铁路车——线——桥系统动力分析模型研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
10 智建国;吴章忠;刘岩军;;包钢生产高速铁路用钢轨的工艺和装备[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 曾敏学;武广高铁今起执行新列车运行图[N];岳阳晚报;2010年
2 本报记者 刘建坤;新的列车运行图启用[N];榆林日报;2011年
3 刘俊发 王秀梅 张景宏;太原火车站将实行新列车运行图[N];山西经济日报;2010年
4 记者 齐中熙 李志勇;全国铁路近期将实施新的列车运行图[N];新华每日电讯;2011年
5 特约通讯员李平 王春明;哈铁局实行冬、夏两季列车运行图[N];工人日报;2003年
6 记者 齐中熙 林红梅;春运方案出台,21日起调整列车运行图[N];新华每日电讯;2008年
7 记者 刘爽;全国铁路21日起调整列车运行图[N];北京商报;2008年
8 石磊 记者 白云峰;哈铁大面积调整列车运行图[N];黑龙江日报;2005年
9 记者 苏民 薛志伟;7月1日起全国铁路实行新列车运行图[N];经济日报;2011年
10 记者 王胜永;7月1日起全国铁路实行新的列车运行图[N];人民铁道;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏明;高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法与关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
2 贾晓秋;客运专线旅客列车周期运行图的优化理论与方法研究[D];西南交通大学;2011年
3 孟令云;客运专线列车运行图动态性能及其仿真评估系统的研究[D];北京交通大学;2010年
4 谢美全;基于列车运行图优化的动车组周转接续问题的研究[D];北京交通大学;2011年
5 房霄虹;城市轨道交通网络化运输组织协调理论及方法研究[D];北京交通大学;2011年
6 李献民;高速铁路加筋过渡段静动力特性数值分析及试验研究[D];中南大学;2004年
7 赵平;高速铁路站场设计及参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
8 陈令坤;地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及走行安全研究[D];中南大学;2012年
9 刘万明;我国高速铁路客运专线主要技术经济问题研究[D];西南交通大学;2002年
10 罗强;高速铁路路桥过渡段动力学特性分析及工程试验研究[D];西南交通大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李传宾;基于矩阵表示和极大代数法的高铁周期列车运行图编制方法研究[D];北京交通大学;2012年
2 李冬颖;高速铁路周期性列车运行图适应性评估理论与方法[D];北京交通大学;2012年
3 邓鹏;我国高速铁路列车运行图动态性能研究[D];西南交通大学;2012年
4 谭宇燕;基于周期性列车运行图的加线技术研究[D];北京交通大学;2010年
5 张渊;计算机编制周期性列车运行图关键技术的研究[D];北京交通大学;2012年
6 黄鸿鹏;列车运行图日常实施质量评价方法与系统研究[D];北京交通大学;2012年
7 沈亚威;新旧列车运行图交替相关问题研究[D];西南交通大学;2012年
8 王川;城市轨道交通列车运行图编制模型和算法研究[D];西南交通大学;2011年
9 张杰;列车运行图数据管理系统的研究与设计[D];西南交通大学;2003年
10 廖天成;列车实绩运行图信息管理系统的设计与实现[D];西南交通大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026