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基于智能化应用的列车运行调整模型

中国铁道科学 2021年第2期42卷 173-182页

作者：李智端嘉盈曾壹任禹谋张琦中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 中国铁道科学研究院研究生部北京100081

基于列车运行调整理论研究现状,在分析现有研究局限的基础上,提出建立列车运行自动调整模型应考虑的4个关键问题:部分非运行图相关信息、动车组接续、交叉进路抵触及股道-线别连通性。基于这些关键问题构造10个约束条件,结合智能CTC系... 详细信息

基于列车运行调整理论研究现状,在分析现有研究局限的基础上,提出建立列车运行自动调整模型应考虑的4个关键问题:部分非运行图相关信息、动车组接续、交叉进路抵触及股道-线别连通性。基于这些关键问题构造10个约束条件,结合智能CTC系统技术标准,以提升旅客满意度为导向,依据旅客行程信息和多目标优化的思想,建立将列车运行调整对旅客出行实际影响最小化的目标函数,构建可满足智能化应用的列车运行自动调整规划模型,将其引入开发中的智能CTC系统,并通过京张高铁3个列车运行调整实际场景进行验证。结果表明:模型能够准确处理各种场景下的列车运行偏离,生成切实可用的列车运行阶段计划;生成的计划能有效消解列车晚点造成的交叉进路抵触、股道运用冲突及动车组接续等冲突,在兼顾旅客换乘考虑的同时,缩小列车晚点波及范围,控制晚点传播。

关键词：高速铁路列车运行调整智能铁路自动调整智能CTC系统

基于列车到发分布的高速铁路车站到发线运用优化

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哈尔滨工业大学学报 2021年第8期53卷 137-143页

作者：任禹谋张琦袁志明王涛丁舒忻李智中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

针对高速铁路车站到发线运用计划编制问题,提出了一种基于分时段多目标的到发线运用优化模型和改进的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)。首先,考虑咽喉区进路与到发线的耦合关系,根据列车到... 详细信息

针对高速铁路车站到发线运用计划编制问题,提出了一种基于分时段多目标的到发线运用优化模型和改进的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)。首先,考虑咽喉区进路与到发线的耦合关系,根据列车到发分布特征对研究时段进行划分,以到发线利用均衡、计划鲁棒性强和客运服务质量为优化目标,应用整数规划方法构建到发线运用优化模型。然后,引入约束支配原则,设计了带精英策略的改进算法。最后,以京沪高铁某车站的实际运行数据为例进行仿真验证。计算结果表明,在平峰时段,到发线占用费用比原方案降低了16.98%,有效提升了客运服务质量;在高峰时段,到发线占用时间方差和总冲突系数比原方案降低了48.57%和29.81%,明显提高了车站的设备利用率和到发线运用计划的鲁棒性;与整体优化方法相比,分时段优化方法能更有针对性地降低各项优化目标的函数值。因此,充分考虑列车到发分布因素对到发线运用问题的影响,可以有效改善优化指标,为制定不同繁忙程度下的车站作业方案提供决策支持。

关键词：铁路运输到发线运用改进的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ) 多目标优化列车到发分布

基于改进SLIM的高速铁路列车调度员人因失误概率计算方法

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铁道运输与经济 2023年第9期45卷 125-131页

作者：孙延浩宋宏智任禹谋中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

为有效计算高速铁路列车调度员的人因失误概率,以成功似然指数法(SLIM)为基础,采用二元语义和组合赋权法对SLIM进行改进。该方法从个人因素、设备因素、环境因素和组织因素4个维度出发构建了行为形成因子(PSF)。考虑到PSF的模糊性和不... 详细信息

为有效计算高速铁路列车调度员的人因失误概率,以成功似然指数法(SLIM)为基础,采用二元语义和组合赋权法对SLIM进行改进。该方法从个人因素、设备因素、环境因素和组织因素4个维度出发构建了行为形成因子(PSF)。考虑到PSF的模糊性和不确定性,利用二元语义对PSF的影响程度进行表征,并采用最优组合赋权法来计算PSF权重,在此基础上计算成功似然指数,进而得出人因失误概率的量化值。选取高速铁路列车调度中常见的3个任务进行实例分析,结果表明改进SLIM方法可以实现人因失误概率的量化计算,识别列车调度员人因失误概率较高的操作,可以为高速铁路列车调度系统的人因风险预测和防范提供参考依据。

关键词：列车调度员人因失误概率成功似然指数法二元语义行为形成因子

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安全约束条件下高铁站到发线运用优化研究

中国安全科学学报 2021年第1期31卷 179-185页

作者：任禹谋张琦袁志明孙延浩中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

为保障高铁列车高密度安全稳定运行,提高车站作业计划编制智能化水平,以到发线均衡利用为优化目标,制定到发线分配优化方案,为列车晚点时动态调整到发线运用预留空间;构建高铁站咽喉区和到发线整体运用优化模型,并兼顾咽喉区与到发线的... 详细信息

为保障高铁列车高密度安全稳定运行,提高车站作业计划编制智能化水平,以到发线均衡利用为优化目标,制定到发线分配优化方案,为列车晚点时动态调整到发线运用预留空间;构建高铁站咽喉区和到发线整体运用优化模型,并兼顾咽喉区与到发线的连通性和制约关系,设计遗传禁忌混合算法求解;以某高铁站一段时间内行车数据为算例进行验证。研究结果表明:采用优化模型可以改进到发线运用均衡性,避免列车在咽喉区的进路冲突,增强方案的抗干扰能力;同时,遗传禁忌混合算法在进化至70代左右时收敛。

关键词：安全约束高铁站到发线运用咽喉区遗传禁忌混合算法

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高速铁路列车调度员应急处置能力评价研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2021年第5期40卷 19-25页

作者：孙延浩张琦任禹谋孙鹏举中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081

针对高速铁路列车调度员应急处置能力评价的模糊性和不确定性,构建了高铁列车调度员应急处置能力4个指标即素质水平能力、沟通协调能力、规范操作能力和合理调整能力的评价指标体系;采用模糊层次分析法(fuzzy-AHP,FAH)计算指标权重,获... 详细信息

针对高速铁路列车调度员应急处置能力评价的模糊性和不确定性,构建了高铁列车调度员应急处置能力4个指标即素质水平能力、沟通协调能力、规范操作能力和合理调整能力的评价指标体系;采用模糊层次分析法(fuzzy-AHP,FAH)计算指标权重,获取专家组对二级指标评价结果的隶属度;提出了基于证据推理ER(evidential-reasoning)算法的评价模型,以高铁列车调度员应对“道岔失去表示”为例,说明了ER算法模型的评价过程;对比分析了ER算法模型与AHP模型对高铁列车调度员应急处置能力的评价结果。研究表明:在处理评估信息模糊性和不确定问题时,相较于AHP模型,ER算法模型评价结果的可靠度更高。

关键词：交通运输工程高速铁路列车调度员应急处置

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基于改进灰色马尔科夫模型的列车晚点预测

计算机仿真 2020年第6期37卷 117-121,135页

作者：孙延浩张琦任禹谋张芸鹏中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

限速条件下的列车难以用既定速度按图运行进而导致列车晚点,因此需对其晚点时间进行预测,以便调度人员制定和实施相应的调度指挥策略。由于突发事件的随机性,导致限速条件下列车晚点时间难于预测,针对上述问题,结合灰色理论和马尔科夫... 详细信息

限速条件下的列车难以用既定速度按图运行进而导致列车晚点,因此需对其晚点时间进行预测,以便调度人员制定和实施相应的调度指挥策略。由于突发事件的随机性,导致限速条件下列车晚点时间难于预测,针对上述问题,结合灰色理论和马尔科夫过程的特点,同时利用新信息优先的原理,构建了一种改进的灰色马尔科夫模型,该模型克服了灰色模型对拟合度差和预测精度低的缺点,将构建的模型应用于列车晚点时间的预测,结果表明其预测平均误差相较于粒子群优化灰色模型GM(1,1)的9.68%降到3.91%,验证了模型的可用性和准确性。

关键词：铁路运输列车晚点时间预测灰色模型马尔科夫

基于滚动时域优化的高速铁路车站到发线动态调整研究

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铁道运输与经济 2021年第2期43卷 96-102页

作者：任禹谋张琦袁志明周晓昭中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

高速铁路车站到发线动态调整是调度指挥工作的重点之一,具有复杂多变、实时性强的特点,亟需实现到发线调整的自动化和智能化。阐述高速铁路车站到发线动态调整问题本质,引入滚动时域调度策略,建立高速铁路车站到发线动态调整模型。该模... 详细信息

高速铁路车站到发线动态调整是调度指挥工作的重点之一,具有复杂多变、实时性强的特点,亟需实现到发线调整的自动化和智能化。阐述高速铁路车站到发线动态调整问题本质,引入滚动时域调度策略,建立高速铁路车站到发线动态调整模型。该模型为以列车晚点总时长最小为目标的0-1整数规划模型,采用遗传算法求解。以某高速铁路车站为例,根据列车运行图中列车到发时刻和晚点信息进行计算。研究结果表明:该模型可以有效提高到发线调整的实时性,保障列车在车站内稳定运行,为高速铁路车站智能调度提供了研究支持。

关键词：铁路运输到发线动态调整整数规划遗传算法滚动时域优化

考虑停运策略的城际列车运行计划调整方法研究

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铁道运输与经济 2022年第3期44卷 15-22页

作者：周晓昭王涛任禹谋苗义烽严频中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 中国铁路北京局集团有限公司电务部北京100860

为使受到干扰事件影响的晚点城际铁路列车能够尽快恢复有序运行,降低列车晚点率,有效控制晚点在城际铁路调度区段及扩散至路网中的传播,通过深入分析城际铁路及其列车在所属调度区段的运行特征,提出采用停运部分城际列车的调整策略,构... 详细信息

为使受到干扰事件影响的晚点城际铁路列车能够尽快恢复有序运行,降低列车晚点率,有效控制晚点在城际铁路调度区段及扩散至路网中的传播,通过深入分析城际铁路及其列车在所属调度区段的运行特征,提出采用停运部分城际列车的调整策略,构建考虑停运策略的城际列车运行计划调整双层规划模型,并设计了生成停运列车计划备选集方法与基于逻辑自映射的变尺度混沌萤火虫算法相结合的完整求解算法。最后以京津城际台实际的列车运行计划构造仿真算例,算例验证结果表明,考虑停运策略的城际列车运行计划调整模型及提出的求解算法具备可行性,能够明显降低列车的晚点率,减少列车晚点时分,能够将列车晚点有效控制在城际铁路调度区段内,避免列车晚点在路网中扩大传播范围。

关键词：城际铁路停运计划调整双层规划模型备选集

高速铁路智能调度集中控制系统运行风险评估研究

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高速铁路智能调度集中控制系统运行风险评估研究