多目标优化列车运行调整理论与方法研究

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1、北京交通大学博士学位论文多目标优化列车运行调整理论与方法研究姓名：金福才申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：胡思继20041001j龋f变运大学博士学位论文摘要列翠运行调整是铁路行车调度指挥工作中豹燕要内容，箕霸的是僳试捌车毹够安全、快速、正点运行。随着列车运行速度的提高和运行密度的增大，对列举运行调整的质量和效率提出了熙商的要求。瓣前我国铁路藤在逐步实现铁路调度指撵自动化，这蓑急嚣碜}究逶舍我灏铁籍篱蠡豹辫车运行诵蘩方法。本论文通过分析现有列车运行调整算法的不足，结合我豳铁路调度指撵问题的具体特点，建立了多目标优化列车

2、运行调整问题的数学模型并设计在不同优化目标下的调整算法。论文匿绕多孽蠡优纯列攀运行调整理论移方法遴行深入研究，烹要包括l=王下几个方颟静癌容：(1)通过分析列率运行调整问题的产生原因和列车调度顾人工调整时的指挥过程，总结列车运行调熬问题的约京条件和优化垦标，在权衡最优性和可操摊性的基础主，建立多强拣饶纯瓣牵运行调整数学模型，钛数学惫度努授了羁车运露灞整目蘧戆计算复杂性。(2)鉴于直接求解列车运行调整问题数学模型比较困难，在分析列率运行调整闻题掰爨蠢敢大系统特健、控卷《特憾帮离散特梭的基础上，繁于大系统理论中分孵协调方涪粒控蒂8论中遴输控

3、裁方法，建立求解弼擎运行调整闯联鹩分簿镑调计算横型。该模型嶷有4个计算层次：协调分缀层，目标设定层，优化计簿层和结果逐原层。每个层次都可阱设置相殿参数控制优化过程。该模裂将原调整问鼷划分为低维的子调整逮莲，凌谯纯诗葵瑟采鼹囊兹搜索磐法一“黪落”舞法衷瓣。(3)研究不同单目标下子调楚随题的求解方法。对提高列车平均旅行速度设计基于工件调度理论的嚣延迟调度算法。通过引入列车运行正点度和列车正点松弛时间鼹个数爨指标，设计撼离列车运行藏点奉优化隧标下数调整黪法。根据单线铁路区段对列车运行秩序要求较离静特点，设计撬先保试捌车运蠢秩黟熬降低翻车秩净巯

4、兹调整算法。结合我国铁路运输实际状况，设计了区间运行时分W变的调整葬法。(4)研究含有多个目标子调蹩问题的求解方法。按求解难度从易到雕将多目标凌犍趣麓分菇3类隽魏：第l类憝绽经萎羲÷按黧器茬疫霹耩黪熬予调整溺鬃。设诗基于分层J筝列法的求解算法；第2炎憝可以确定优化髫标权重的予调整问鼷，设计基予线性加权和法的求解算法；第3类熄不能确定优化目标权重的予调整问题，通过借鉴物理援划方法设计基于物理规划译价法的求解算法。(5)翻两蚕两砖象豹方法建立翻车运{亍满整计翻编翻系统。营先努辑系统应其备的基本功能，然厝利用面向对彀的方法分析系统中主要类并描

5、述其相应属性和服务。通过该系统并使用铁路现场实际数据检验论文中设计的调蹙算法，测试表明这些调整葵泫是菲零有效戆。搴文部分疆突或采己程铁爨瑷场上褥到窿曩。关键词；铁路运输：列车运行调躲；多目标：优化；分解协调；模型；颇向对象i!塞薹塑茎堂避兰兰壁整苎垒幽AbstractTrainoperationadjustment(theTOAforshort)isallimportantworkinrailway甜缸五ccontr01．Itsaimistomaketrains黼safely,rapid魏andontime．Withtheincreas

6、eoftrains，speedanddensity,iturgeshigherdemandonthequatityandefficiencyofmakingTOAplan．NowChina’railwayisundergoingthereaJizafionofautomatictraintra伍ccontJlol，soitisveryurgenttostudytheoptim稿theoryandmethodsofTOAaccordingtothecharacteristicsofChim’srailway．Byanalyzingthes

7、hortcomingsofthecurrentTOAalgorithmsandconsideringthecharacteristicsofrailwaytraf＆ccontrolinChina’srailway,thedissertationconslrdctsthemathematicmodelfortheTOAproblem，anddesignsthesolutionalgorithmsunderconditionsofditierentkindsofobjectives．Thedissertationstudiesthetheo

8、ryandmethodsofTOAproblemindetail．1飞emaincontentsaresummarizedasfollows：门)Byanalsgingthereasons。theimpac