基于仿真的编组站阻抗函数构建和货车停留时间预测

作     者：杨运泽 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈军华

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 

主      题：编组站 货车停留时间 Anylogic仿真 最小二乘拟合 阻抗函数 

摘      要：编组站作为路网集散车流的重要节点,承担着解编货物列车的运输生产任务,货车在全路周转经过编组站的停留时间占据全部周转时间的较大比重,是影响货车周转速度的关键部分。本文从宏观层面对编组站车流量与货车在车站停留时间的关系进行研究,以期通过车流量来预测货车在编组站的平均停留时间,为分析货物送达时效性、编组站作业效率或研究路网节点能力、节点配流提供依据。货车在编组站的停留时间反映了车站的阻力水平。本文引入编组站阻抗的概念,即以货车在站平均停留时间来表征车流通过编组站的难易程度,通过仿真得到不同车流量对应的货车平均停留时间,基于BPR等路阻函数进行回归分析,构建编组站的阻抗函数。阻抗函数表达了编组站的到达车流量与货车停留时间的关系。基于编组站阻抗函数,根据车站到达车流量可预测货车的平均停留时间,确定不同车流量下编组站的阻抗水平。本文的主要工作有:（1）从编组站技术作业过程的角度分析货车停留时间的影响因素,为构建编组站仿真模型的参数设定提供依据。另外,对编组站车流到达的统计学规律进行分析,确定仿真实验的车流输入。（2）基于Anylogic仿真软件,从实体层——编组站仿真场景、逻辑层——仿真逻辑流程和数据层——数据统计与可视化三方面进行设计,构建编组站的仿真模型,开发用于生成相关统计数据的编组站仿真实验系统。（3）利用编组站仿真实验系统进行模拟仿真,获取单推单溜和双推单溜两种驼峰作业方式下到达场、调车场、出发场和全站的不同车流流量数据和相应的货车平均停留时间数据。基于最小二乘数据拟合方法,在BPR函数等道路阻抗函数的基础上对实验数据进行非线性回归分析,对比拟合结果,确定两种驼峰作业方式下编组站和各车场的阻抗函数。（4）以丰台西编组站为实例,构建丰台西站的仿真模型,通过仿真确定车站的最大车流量和货车最小平均停留时间,得到丰台西站和各车场的阻抗函数。基于丰台西站实际车流数据验证了阻抗函数的有效性。并基于阻抗函数,对丰台西站在较大车流量情况下货车在车站和各车场的平均停留时间进行了预测。