• ISSN 0258-2724
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高铁夕发朝至列车开行与天窗设置协同优化

徐长安 李晟东 李斯涵 倪少权

徐长安, 李晟东, 李斯涵, 倪少权. 高铁夕发朝至列车开行与天窗设置协同优化[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(4): 744-751. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191205
引用本文: 徐长安, 李晟东, 李斯涵, 倪少权. 高铁夕发朝至列车开行与天窗设置协同优化[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(4): 744-751. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191205
XU Chang’an, LI Shengdong, LI Sihan, NI Shaoquan. Collaborative Optimization for Overnight Train Operation and Maintenance Window Setting of High-Speed Railways[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(4): 744-751. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191205
Citation: XU Chang’an, LI Shengdong, LI Sihan, NI Shaoquan. Collaborative Optimization for Overnight Train Operation and Maintenance Window Setting of High-Speed Railways[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(4): 744-751. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191205

高铁夕发朝至列车开行与天窗设置协同优化

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191205
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFB1200702);国家自然基金(61703351,71971182);中国铁路总公司科技研究计划(P2018T001,P2018X001,N2018X006-01);四川省科技计划(2020YFH0035,2020YJ0268,2020YJ025,2020JDRC0032)
详细信息
    作者简介:

    徐长安(1991—),男,博士研究生,研究方向为铁路运输组织优化,E-mail:xu_chang_an@163.com

    通讯作者:

    倪少权(1967—),男,教授,博士,研究方向为铁路运输组织优化与系统工程,E-mail:shaoquanni@163.com

  • 中图分类号: U292.41

Collaborative Optimization for Overnight Train Operation and Maintenance Window Setting of High-Speed Railways

  • 摘要: 高速铁路夕发朝至列车开行与天窗设置存在动态影响关系,将两者进行协同优化有助于满足旅客夜间出行需求,提升铁路运力资源配置. 以通道型高速铁路为对象,在分析高速铁路夕发朝至列车与天窗设置影响关系的基础上,以高速铁路夕发朝至列车总的旅行时间最少和高速铁路夕发朝至列车的开行对既有列车运行图的影响最小为目标,建立了列车开行模式未定情形下高速铁路夕发朝至列车与天窗协同优化的非线性混合整数规划模型. 结合问题特性,提出了双目标转换和约束线性化处理等模型约简策略,设计了基于自适应大邻域搜索的启发式求解算法. 最后,以京广高速铁路走廊为例,对模型算法的有效性进行了验证. 结果表明:算法经过40次左右迭代便可收敛至最优解,耗时784 s.

     

  • 图 1  高速铁路夕发朝至列车开行模式

    Figure 1.  Overnight train operation modes of high-speed railways

    图 2  冲突情形下列车模式选择

    Figure 2.  Mode selection of train in case of conflict

    图 3  不同高速铁路夕发朝至列车开行模式下的天窗设置方案

    Figure 3.  Maintenance window setting scheme under different overnight train operation modes of high-speed railways

    表  1  最优天窗方案

    Table  1.   Optimal maintenance window scheme

    天窗分段天窗时间
    北京—石家庄 00∶00—04∶00
    石家庄—郑州 00∶00—04∶00
    郑州—武汉 02∶00—06∶00
    武汉—长沙 02∶00—06∶00
    长沙—郴州 00∶00—04∶00
    郴州—广州 00∶00—04∶00
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    表  2  京广高铁夕发朝至列车最优解对应的到发时刻表

    Table  2.   Optimal arrival and departure time table of Beijing−Guangzhou high-speed railways

    车次北京西石家庄郑州东武汉长沙南郴州西广州南
    D90119∶0220∶12/20∶1521∶51/21∶5100∶01/00∶0101∶30/01∶3004∶00/04∶0005∶35
    D90205∶1904∶07/04∶1001∶30/01∶3023∶18/23∶1821∶51/21∶5120∶31/20∶3119∶00
    D90319∶0720∶17/20∶2022∶01/22∶0600∶06/00∶0601∶35/01∶3504∶05/04∶0505∶40
    D90405∶2404∶12/04∶1501∶35/01∶3523∶23/23∶2321∶56/22∶0220∶36/20∶3619∶05
    D90919∶1220∶22/20∶2521∶01/21∶0600∶11/00∶1101∶40/01∶4004∶10/04∶1006∶34
    D91005∶2904∶17/04∶2201∶40/01∶4023∶28/23∶2822∶01/22∶0720∶41/20∶4119∶10
    D92119∶1720∶27/20∶3022∶06/22∶1100∶16/00∶1601∶45/01∶4504∶15/04∶1506∶39
    D92206∶1004∶32/04∶3501∶45/01∶4523∶33/23∶3322∶12/22∶1220∶46/20∶4619∶15
    D92319∶2220∶32/20∶3522∶11/22∶1600∶21/00∶2101∶50/01∶5004∶20/04∶2006∶55
    D92406∶1504∶37/04∶4001∶50/01∶5023∶38/23∶3822∶17/22∶2320∶51/20∶5119∶20
    D92719∶2720∶37/20∶4022∶16/22∶2100∶26/00∶2601∶55/01∶5504∶25/04∶2507∶00
    D92806∶5104∶42/04∶4501∶55/01∶5523∶43/23∶4322∶28/22∶3420∶57/20∶5719∶25
    D93919∶3220∶42/20∶4522∶21/22∶2600∶31/00∶3102∶00/02∶0004∶30/04∶3007∶05
    D94006∶5604∶50/04∶5002∶00/02∶0023∶48/23∶4822∶33/22∶3921∶02/21∶0219∶30
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    表  3  不同列车开行模式下的目标函数值

    Table  3.   Objective function values under different overnight train operation modes

    列车开行模式f1/minf2/列计算时间/s
    等线模式 9482 76/0 141
    下线模式 9780 38/41 187
    下线-上线模式 9360 45/32 432
    混合模式 9240 43/38 784
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-19
  • 修回日期:  2020-05-19
  • 网络出版日期:  2020-09-29
  • 刊出日期:  2021-08-15

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