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铁路集装箱空箱调配分布式鲁棒优化方法研究

铁道学报 2024年第9期46卷 11-20页

作者：蔡民义黎浩东徐建光张凯李崇北京交通大学交通运输学院交通运输部综合交通运输理论行业重点实验室中国国家铁路集团有限公司运输调度指挥中心

基于中国铁路“集装箱运输全程追踪系统”中各计划周期(5 d)的集装箱运用数据，定义集装箱办理站发出重箱与到达重箱的差值为“净空箱需求”或“净空箱余量”,并设计其分布集合，考虑办理站空箱堆存能力，构建全路空箱调配分布式鲁棒优... 详细信息

基于中国铁路“集装箱运输全程追踪系统”中各计划周期(5 d)的集装箱运用数据，定义集装箱办理站发出重箱与到达重箱的差值为“净空箱需求”或“净空箱余量”,并设计其分布集合，考虑办理站空箱堆存能力，构建全路空箱调配分布式鲁棒优化模型。模型优化目标为最小化空箱走行距离，并实现净空箱需求/余量在最不利情况下，集装箱办理站仍能以一定服务水平满足装箱或接车需求。模型转换后采用Cplex求解，全路35 t敞顶箱空箱调配案例的测算结果表明：所提方法能够满足“中国国家铁路集团有限公司-铁路局集团公司”两层级调配方案编制的需求；在考虑各办理站的基础装箱需求上，模型在部分服务水平参数组合下能够显著促进典型空箱“排空站”在保证发重的前提下往外排出空箱，有利于促进供需不平衡条件下空箱的有序周转。

关键词：空箱调配分布式鲁棒机会约束发出到达重箱净空箱需求空箱堆存能力

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变截面波形钢腹板双目标优化设计及方案决策

重庆大学学报 2024年

作者：石旷杨吉新吴爱平武汉理工大学交通与物流工程学院深圳市综合交通与市政工程设计研究总院有限公司

为提高变截面波形钢腹板弹性剪切屈曲强度τ，同时控制工程造价θ，对某变截面波形钢腹板连续刚构桥的腹板尺寸进行优化设计。首先，建立不同尺寸波形钢腹板模型，通过响应面拟合得到尺寸参数与τ关系式，使用条分方法计算尺寸参数与θ... 详细信息

为提高变截面波形钢腹板弹性剪切屈曲强度τ，同时控制工程造价θ，对某变截面波形钢腹板连续刚构桥的腹板尺寸进行优化设计。首先，建立不同尺寸波形钢腹板模型，通过响应面拟合得到尺寸参数与τ关系式，使用条分方法计算尺寸参数与θ关系式；其次，利用NSGA-Ⅱ算法优化得到Pareto最优解集，提出专家打分法-熵权法-离差最小法，得到指标权重，并利用逼近理想解排序法（TOPSIS）决策得到最佳方案；最后，分析参数改变对方案的影响。结果表明，通过屈曲模态及响应面显著性验证所建立的有限元模型及拟合公式准确有效；与原设计比较，最佳方案τ提高93.5%，θ增大37.1%，Pareto解集中存在τ大于原设计且θ小于原设计的解，表明原设计尺寸可进一步改进；分析尺寸改变下τ的变化趋势，最佳方案通过增加波高hr、板厚tw、短边高hw2，以及减小平板条宽度b和d、长边高hw1来提高τ；主观权重直接影响最佳方案的选择，随着τ主观权重的增大，最佳方案中波形钢腹板τ提高，同时θ增大。

关键词：波形钢腹板双目标优化剪切屈曲 NSGA-Ⅱ算法熵权法 TOPSIS

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基于特征聚类的轨道不平顺潜在病害辨识

铁道工程学报 2024年第5期41卷 1-5,27页

作者：王英杰楚杭陈云峰时瑾张雨潇北京交通大学北京100044 中国铁路兰州局集团有限公司兰州730000

研究目的:轨道不平顺潜在病害隐蔽性强,对其准确合理辨识是开展预防修策略下线路养护维修作业的前提。本文以轨检数据为基础,分别构造了以轨道质量指数(TQI)和轨道不平顺幅值为对象的潜在病害辨识指标。在此基础上,基于k-means++聚类算... 详细信息

研究目的:轨道不平顺潜在病害隐蔽性强,对其准确合理辨识是开展预防修策略下线路养护维修作业的前提。本文以轨检数据为基础,分别构造了以轨道质量指数(TQI)和轨道不平顺幅值为对象的潜在病害辨识指标。在此基础上,基于k-means++聚类算法和手肘法通过判定样本最佳聚类簇数实现潜在病害的识别及定位。依托某有砟铁路动检数据对所提轨道不平顺潜在病害辨识方法进行了验证。研究结论:(1)对于均值管理来说,在16 km连续轨道区段上2处区段单元潜在病害被准确识别,其历史最大TQI值分别约为5.5 mm、5.3 mm,且潜在病害定位结果与实际里程基本吻合;(2)对于峰值管理来说,在500 m连续轨道区段上2处局部不平顺潜在病害也被准确识别,其历史最大幅值约为3 mm、3.3 mm,潜在病害定位结果与实际里程基本吻合;(3)本研究成果可与大机捣固作业、人工精调作业相结合,为预防修策略下的潜在病害整治提供辅助参考。

关键词：轨道不平顺潜在病害特征聚类 k-means++ 辨识

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高速铁路竖曲线平顺性优化及工程应用

铁道工程学报 2024年第1期41卷 13-19页

作者：谭社会时瑾张雨潇中国铁路上海局集团有限公司上海200071 北京交通大学北京100044

研究目的:高速行车条件下线路空间线形与旅客乘坐舒适度之间的关系更加紧密,纵断面竖曲线半径的合理设置对提升线路平顺性具有重要意义。本文基于高速铁路动静态检测数据,分析引起竖曲线地段动态检测数据超限的主要影响因素不是轨道几... 详细信息

研究目的:高速行车条件下线路空间线形与旅客乘坐舒适度之间的关系更加紧密,纵断面竖曲线半径的合理设置对提升线路平顺性具有重要意义。本文基于高速铁路动静态检测数据,分析引起竖曲线地段动态检测数据超限的主要影响因素不是轨道几何形位,而是与竖曲线参数设置有关,结合高速铁路竖曲线设计原则提出以合理增大竖曲线半径改善轨道平顺性的竖曲线优化方法,应用该竖曲线优化方法制定某高速铁路竖曲线超限地段精调作业方案并验证作业效果。研究结论:(1)通过动力仿真得到250 km/h、300 km/h、350 km/h速度对应的精调作业竖曲线半径建议值,分别为22 500 m、29 500 m和35 000 m;(2)作业方案实施效果表明,超限地段42 m短波高低不平顺降幅48.21%,120 m长波高低不平顺降幅30.62%;车载式线路检查仪垂加Ⅱ级超限报警由日均11.4次降至2.0次;(3)本研究成果可为高速铁路竖曲线的轨道精调及标准设置提供参考。

关键词：高速铁路线形控制竖曲线轨道不平顺无砟轨道

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分类分层,自主培养,构建研究型行业特色高校卓越拔尖人才培养体系

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高等工程教育研究 2024年

作者：杨丹康国政崔凯王坤西南交通大学发展战略咨询委员会西南交通大学西南交通大学教务处西南交通大学交通运输与物流学院

“六卓越一拔尖”2.0计划实施以来,卓越拔尖人才培养表现出卓越与拔尖、基础与应用、专业与行业的全面融合。研究型行业特色高校依托其“优势行业主导的多学科布局”的学科群基本特征,在面向行业的卓越拔尖人才培养中发挥着重要作用。... 详细信息

“六卓越一拔尖”2.0计划实施以来,卓越拔尖人才培养表现出卓越与拔尖、基础与应用、专业与行业的全面融合。研究型行业特色高校依托其“优势行业主导的多学科布局”的学科群基本特征,在面向行业的卓越拔尖人才培养中发挥着重要作用。本文基于工程领域卓越拔尖人才的三种融合创新能力分析,关注基础研究、应用基础研究、应用研究;的人才培养融合问题,聚焦于面向解决复杂工程问题的卓越拔尖创新人才分类分层自主培养模式探索与实践,以期为我国行业特色高校培养卓越拔尖创新人才提供借鉴。

关键词：卓越拔尖人才培养研究型行业特色高校分类分层融合创新能力工程教育

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高速铁路快运末端货物取送一体化优化研究

铁道学报 2024年第6期46卷 11-21页

作者：李东颖王力朱晓宁刘文茜闫伟李会玲北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学综合交通运输理论行业重点实验室北京100044 中国国家铁路集团有限公司办公厅北京100084 中铁快运股份有限公司北京分公司北京100070

随着我国快递业务量的持续增长和客户对快递服务水平要求的不断提高,传统的航空快递运输成本较高、运输条件限制多,公路快递运输能耗高、排放大的不足越发明显,制约了行业的快速发展。通过使用高速铁路承担快运货物的干线运输任务,优化... 详细信息

随着我国快递业务量的持续增长和客户对快递服务水平要求的不断提高,传统的航空快递运输成本较高、运输条件限制多,公路快递运输能耗高、排放大的不足越发明显,制约了行业的快速发展。通过使用高速铁路承担快运货物的干线运输任务,优化高速铁路与城市相衔接的末端取送货网络,可以提高快运货物的运输效率和客户满意度。在高速铁路快运末端取送货网络设计的基础上,以最小化运输成本和最大化客户满意度为优化目标,建立上层转运与下层取配的双层多目标优化模型。针对模型多目标的特点,设计基于非支配排序的遗传算法NSGA-Ⅱ,并改进,使其适用于求解双层优化问题。对本文所提方法进行验证,求解结果显示,算法平均55.9代收敛,最终得到的Pareto最优解集中包括10个拥挤度在0.5左右的解,高速铁路快运次日达要求满足率最高为97%,最低为92%,平均值为94.3%。

关键词：高速铁路快运末端取送货双层规划模型 NSGA-Ⅱ算法多目标优化

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基于CNN-GRU模型的中欧班列运到时限预测

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：张永祥谷丽婷郭经纬闫旭冯涛钟庆伟澳门城市大学商学院香港理工大学物流及航运学系中国民航飞行学院空中交通管理学院西南交通大学交通运输与物流学院西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室

随着经济贸易的全球化发展，中欧班列已经成为重要的国际货运方式。由于中欧班列的运到时限受诸多因素影响，现有模型难以充分捕捉运输时间数据的复杂特征关系，因而无法准确预测列车运到时限，影响中欧班列的调度及沿线运力的安排。因... 详细信息

随着经济贸易的全球化发展，中欧班列已经成为重要的国际货运方式。由于中欧班列的运到时限受诸多因素影响，现有模型难以充分捕捉运输时间数据的复杂特征关系，因而无法准确预测列车运到时限，影响中欧班列的调度及沿线运力的安排。因此，本文提出了一种基于卷积神经网络（CNN）和门控循环单元（GRU）的中欧班列运到时限预测方法，该方法能有效捕捉运到时间序列的空间及时间特征，从而提高预测精度。所提方法首先利用小波变换技术对中欧班列运到时限历史数据进行降噪处理，再经过最大最小归一化、多粒度扫描窗及数据划分后，通过一维CNN模块提取输入时间序列的空间特征，GRU模块提取序列的时间特征，最后输出中欧班列运到时限的预测值。在实验部分进行了模型的参数调优、小波变换去噪效果分析及模型对比。结果显示，经小波变换去噪处理后，CNN-GRU模型的均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别降低了34.18%和26.77%；模型的RMSE和MAE比单一模型中预测效果表现最好的随机森林（RF）分别降低了17.28%和21.67%，比组合模型CNN-LSTM分别降低了5.68%和15.70%。综上所述，所构建的CNN-GRU模型对于小样本复杂数据的预测性能较高，且模型训练参数较少，轻量化程度较高，可解释性较强。基于该模型的中欧班列运到时限预测方法提高了运到时限预测的准确性，能够为缓解中欧班列路网运力不足等现状提供较为可靠的技术支持。

关键词：铁路运输中欧班列列车运到时限预测 CNN-GRU 小波变换

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乘务资源共享下的城市轨道交通轮班计划优化

西南交通大学学报 2024年

作者：刘葛辉金华彭其渊刘岭冉昕晨兰贞浙江沪杭甬高速公路股份有限公司重庆交通大学交通运输学院北京全路通信信号研究设计院集团有限公司西南交通大学交通运输与物流学院

城市轨道交通网络化运营条件下，实现乘务资源共享对优化资源配置、降低运营成本、提高网络运输效率具有重要意义。针对城市轨道交通系统既有的固定班制轮班模式，将多线乘务资源共享引入乘务轮班计划编制，在传统单一线路轮班的基础上... 详细信息

城市轨道交通网络化运营条件下，实现乘务资源共享对优化资源配置、降低运营成本、提高网络运输效率具有重要意义。针对城市轨道交通系统既有的固定班制轮班模式，将多线乘务资源共享引入乘务轮班计划编制，在传统单一线路轮班的基础上考虑乘务员的跨线值乘和出退勤偏好需求，并建立面向线网乘务轮班优化模型以实现区域线网乘务计划的协同优化。根据乘务员对出退勤地点的偏好进行分组，在各组内进行独立的轮班优化并实现所有乘务员轮班计划工作量的均衡优化，同时基于班次的工作时间、班次间衔接时间和早晚时段工作时间提出了定量化的“辛苦”指标以衡量不同班次的工作负荷。根据固定班制和乘务资源共享的特点设计了改进的蜂群算法，通过对初始解生成和迭代搜索机制的改进实现了模型的高效求解。案例结果表明：引入乘务资源共享可提高乘务员工作量的均衡性，同时满足乘务员对出退勤地点的偏好需求，可在既有城市轨道交通乘务轮班模式下提高乘务计划的效率和乘务员的满意度。

关键词：城市轨道交通乘务轮班计划固定班制资源共享均衡性

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高速铁路站台门系统关键技术综述

铁道学报 2024年

作者：占栋倪少权景博王远波许惟国陶世杰林飞夏文星中铁二院工程集团有限责任公司西南交通大学土木工程学院中国铁路成都局集团有限公司客运部成都唐源电气股份有限公司西南交通大学交通运输与物流学院西南交通大学电气工程学院

站台门是保障旅客候车安全的重要装备。高速铁路客流量大、车型多、运营环境复杂，导致高速铁路站台门面临多车型自适应性、复杂荷载结构可靠性、站-车-人动态耦合下高安全性的技术挑战。在综述国内外研究的基础上，总结高速铁路站台门... 详细信息

站台门是保障旅客候车安全的重要装备。高速铁路客流量大、车型多、运营环境复杂，导致高速铁路站台门面临多车型自适应性、复杂荷载结构可靠性、站-车-人动态耦合下高安全性的技术挑战。在综述国内外研究的基础上，总结高速铁路站台门关键技术创新，包括多车型复杂成网运行条件下站台门自适应技术；复杂机电耦合系统协同设计；多因素动态耦合作用下站台门风致荷载及抗风设计；动态系统可靠性设计及安全保障；站台门人机工程设计。通过上述关键技术研究分析，对高速铁路全自动运行模式下多车型智能联控、城市公交化高铁站台候车、站台门全寿命周期智能运维发展方向进行展望。

关键词：站台门高速铁路动车组自适应控制风压荷载可靠性