高速列车运行控制与调度一体化的研究

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1、学校代码‘：密级：公开硕士学位论高速列车运行控制与调度一体化的研究作者姓名孙亚华学科专业交通运输规划与管理指导教师曹成铉“培养院系硕士学位论文高速列车运行控制与调度一体化的研究作者：孙亚华导师：曹成铉教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提

2、供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字口期：年月丨日签字日期：力年月日学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文高速列车运行控制与调度一体化的研究作者姓名：孙亚华学号：导师姓名：曹成铉职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：交通运输规划与管理研究方向：高速及重载铁路运营理论与技术北京交通大学年月致谢本文是在我的导师曹成铉教授的悉心指导下完成的。曹老师渊博的学识、高尚的人格、严谨的治学态度和诲人不倦的指导精神使我终生受益。刚入学时，我并不了解研究生的学习方式，曹老师耐心地引导我转变学习方法，并提供了大

3、量的文献和软件以便于我尽快适应科研工作。从平时的讨论指导到对论文的逐字逐句修改，从论文的选题、思路的确定到论文最后的成稿，曹老师都对我倾注了大量的心血。在生活中，曹老师淡然超脱的生活态度也给了我很大的启示和帮助，让我能在遇到困难时保持冷静，快速调整心态，迎接挑战。师恩难忘！在此，谨向曹老师表达我由衷的感谢！感谢许琰师姐、罗金龙师兄、吴超同学和田文丽师妹、张梅师妹在科研过程为我提出的宝贵意见和建议。特别感谢吴超同学，在我的论文写作过程中帮忙反复斟酌论文的用词遣句，同时在实验室学习生活中也给予我许多帮助。也感谢思源的所有师兄师姐、师弟师妹们，

4、是你们为我创造了一个像家一样温暖的实验室环境，是你们让我的科研之路充满了快乐与精彩！同时感谢我的室友陶毅、岳圆圆对我的陪伴和关心，以及在学习和生活中给予我的帮助！在此还要感谢在百忙之中抽出时间对论文进行评审并提出宝贵意见的各位老师，也谨向论文中引用的参考文献的作者们致以诚挚的感谢！最后，感谢我的父母，姐姐和所有的亲朋好友一直以来对我的支持和理解，正是你们一直在背后默默地给予我支持，我才可以安心地完成学业，在此致以我深深的感谢！在本论文的完成过程中，得到了高铁网络中列车实时运行调整与控制一体化研究（，大规模网络化运营条件下列车运行控制与调整

5、问题的全局优化模型与算法研究（等项目的资助，在此也一并表示感谢。北京交通人学硕十学位论文摘要摘要高速列车调度是解决高铁网络运力资源配置的有效手段，是编制高速列车日常运行计划及列车运行图的重要依据，同时也是处理高速列车扰动、调整列车运行的有效手段。高速列车的调度效率直接影响高铁网络的服务水平及运营效益，因此科学高效的高速列车调度具有重要的现实意义。另外，高速列车的运行控制能指导列车的具体运行过程，将运行控制与调度结合在一起研究，可以在得到列车实时速度和位移的条件下优化列车调度，定量地分析列车旅行时间、能耗等评价指标，保证高速列车的调度更具科

6、学性、合理性。本文根据国内外列车运行控制、列车调度等领域的既有文献，研究了高速列车运行控制与调度一体化的问题，建立了高速列车运行控制与调度一体化模型，并设计了求解算法，最后用仿真方法和启发式算法结合模拟列车运行，验证了本文模型与算法的有效性。论文的主要工作如下：、从缩短旅行时间、减少能耗和保证行车安全的角度出发，引入了惰行控制，提出了时间能耗均衡较优的列车运行控制策略（简称，建立了单双线混合高铁网络条件下不同等级列车混行的运行动力学模型，并设计了仿真算法模拟列车运行，验证了和仿真方法的有效性。、分别提出了扰动条件下基于事件和基于时间的高速

7、列车运行调整模型与算法。基于事件的模型主要通过约束事件发生时刻、列车在各区间最短运行时间等寻找较优的调整方案，同时设计了改进的二阶段贪婪算法进行模型求解。基于时间的模型定义了包括赶点策略在内的列车运行调整策略，在列车运行控制基础上进行实时调整，并设计了相应的仿真算法求解。、提出了高速列车运行控制与路径选择问题的优化模型及算法。模型在保证列车安全车距约束条件下，加入了各路径运力需求的约束。基于列车运行仿真，本文对列车径路进行优化，降低列车运行时间及列车运行总能耗，并设计了基于列车运行控制的改进遗传算法（简称来实现模型的求解。、通过一系列的仿

8、真实验验证了本文提出的模型与算法的有效性。结果证明本文提出的比基本控制策略的时间—能耗综合函数值高出基于事件的高速列车运行调整方法时间短但不涉及速度实时控制，适用于大规模网络，而基于时间的高速