严重干扰下考虑空车调拨的动车组运用计划实时调整方法

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作者 钟庆伟 庾映雪 +3 位作者 田金玉 张永祥 闫旭 彭其渊 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第1期82-91,101,共11页

研究严重干扰场景下高速铁路网络动车组运用计划实时调整问题,根据调整后列车运行图,以偏离原动车组运用计划程度最小、取消车次数量最少、动车段(所)日常库存偏离最少及空车调拨次数最少为目标,在考虑车组改编及日常检修限制等安全约... 研究严重干扰场景下高速铁路网络动车组运用计划实时调整问题,根据调整后列车运行图,以偏离原动车组运用计划程度最小、取消车次数量最少、动车段(所)日常库存偏离最少及空车调拨次数最少为目标,在考虑车组改编及日常检修限制等安全约束条件下,基于车次接续建立两阶段整数线性规划模型。第一阶段模型旨在生成多种与原动车组运用计划方案相似的可行路径集合;第二阶段模型则保证具体执行各路径动车组的一致性,以及各备选动车组与其可能执行路径之间的检修可行性。最后以郑州局集团公司所辖部分高速铁路网络为例,对提出模型及算法的有效性进行验证,计算结果表明该方法能够快速实现多个场景问题的求解,为严重干扰下考虑空车调拨的动车组运用计划调整提供参考。 展开更多

关键词 高速铁路 动车组运用计划实时调整 整数线性规划模型 改编 空车调拨

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基于改进NSGA-Ⅱ算法的航空器滑行路径多目标优化

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作者 钟庆伟 唐浩铭 +3 位作者 庾映雪 张永祥 姚俊杰 潘明思语 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8737-8744,共8页

随着全球航空业的快速发展,机场场面航空器滑行管理难度增加,如何在保障安全和提升效率的同时减少对环境的影响变得尤为重要。针对该问题,以预防滑行路径冲突为基础约束条件,以滑行时间最短和二氧化碳(carbon dioxide,CO_(2))排放量最... 随着全球航空业的快速发展,机场场面航空器滑行管理难度增加,如何在保障安全和提升效率的同时减少对环境的影响变得尤为重要。针对该问题,以预防滑行路径冲突为基础约束条件,以滑行时间最短和二氧化碳(carbon dioxide,CO_(2))排放量最小为优化目标建立混合整数线性优化模型,并设计非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行动态求解。最后,以中国某枢纽机场为算例背景,借助Python语言实现NSGA-Ⅱ算法,并与商业优化求解器Gurobi进行对比。计算结果表明:航空器数量为14架次时,与优化前相比,总滑行时间减少约17.46%,CO_(2)排放量降低约18.35%;NSGA-Ⅱ算法得到的可行解与Gurobi所求最优解间的距离为1.083%,但NSGA-Ⅱ的求解时间相对减少95.0%。同时,通过多个算例测试表明,NSGA-Ⅱ算法在处理大规模多目标路径优化问题时具有显著优势。所提出的优化方案可有效提升机场场面运营效率并减少CO_(2)排放。 展开更多

关键词 滑行路径优化 多目标优化 非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ) 数学求解器 动态优化 CO_(2)排放

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基于列生成算法的高速铁路动车组司机乘务计划调整优化

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作者 李沁洋 彭其渊 +3 位作者 张永祥 李登辉 冯涛 钟庆伟 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第6期56-66,共11页

为解决高速铁路区间完全中断情况下动车组司机乘务计划实时调整优化问题,基于调整后列车运行图,为动车组司机构建接续网络描述其从出乘至退乘的值乘全过程。在满足高速铁路乘务规则的情况下,综合运用乘务片段取消、便乘、改变接续以及... 为解决高速铁路区间完全中断情况下动车组司机乘务计划实时调整优化问题,基于调整后列车运行图,为动车组司机构建接续网络描述其从出乘至退乘的值乘全过程。在满足高速铁路乘务规则的情况下,综合运用乘务片段取消、便乘、改变接续以及使用备用动车组司机等调整措施,以乘务片段取消惩罚、乘务计划偏离惩罚以及动车组司机值乘成本的加权和最小为优化目标,建立基于动车组司机值乘路径的整数线性规划模型,并设计列生成算法求解。最后,选取郑州局集团公司配属动车组服务网络数据构造算例验证所提出方法的有效性。结果表明:所提出模型和算法能在32 s内求解不同区间、不同中断开始时刻下的实际案例,求解时间满足实时调度需要,可为现场调度员提供辅助决策支持。 展开更多

关键词 高速铁路 区间完全中断 乘务计划 实时调整 列生成算法

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城轨线路运营时段前车底空驶出场路径优化 被引量：10

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作者 钟庆伟 赵军 +1 位作者 文超 彭其渊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期29-38,共10页

城市轨道交通线路运营时段初许多列车需由从车场始发的车底来担当,由此,运营时段前许多车底集中从车场出发,通过直达或折返路径直接空驶至担当列车的始发站。本文探讨具有多交路、多车场和多车型的车底运用问题,为运营时段初各列车所需... 城市轨道交通线路运营时段初许多列车需由从车场始发的车底来担当,由此,运营时段前许多车底集中从车场出发,通过直达或折返路径直接空驶至担当列车的始发站。本文探讨具有多交路、多车场和多车型的车底运用问题,为运营时段初各列车所需的车底指派配属车场和对应的空驶出场路径。以总空驶距离最小为目标,考虑车场检修和出车能力以及折返站能力等限制,构建混合整数线性规划模型。该模型的规模只随车场、折返站和列车的数量呈多项式增长,采用商业优化软件便可快速求解大规模问题。计算结果表明,该优化方法在解的质量上优于现场的经验方法,且通过开放未启用的折返站或延长车场的可用出车时间有望进一步缩短车底的总空驶距离。 展开更多

关键词 城市轨道交通 列车运行图 车底运用 空驶出场路径 整数线性规划

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基于列车车次的动车组运用优化模型与算法 被引量：8

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作者 钟庆伟 张永祥 +3 位作者 王典 殷勇 闫旭 彭其渊 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期385-394,共10页

动车组运用计划的编制通常需要综合考虑运输安全、效率及成本等多方面因素,其编制质量及编制效率对高速铁路运营有重要影响.为了快速获得高质量动车组运用计划,以降低综合运营成本和总空驶里程等为优化目标,建立了基于列车车次的可改编... 动车组运用计划的编制通常需要综合考虑运输安全、效率及成本等多方面因素,其编制质量及编制效率对高速铁路运营有重要影响.为了快速获得高质量动车组运用计划,以降低综合运营成本和总空驶里程等为优化目标,建立了基于列车车次的可改编动车组运用优化混合整数线性规划模型,并设计了一个迭代逼近算法框架.该算法框架将整个问题分解为主问题和子问题,其中主问题的最优解为整个问题提供有效下界,而主问题可行解集合中能够通过子问题检验的解为整个问题提供有效上界,从而算法框架可以不断地更新上、下界之间的最优间隙,迫使生成更接近于下界的新可行解.多个实例分析表明:所提出的方法与人工方法相比,能够快速生成动车组运用计划,且使得动车组综合运营成本平均下降10.5%,总空驶里程平均减少23%. 展开更多

关键词 高铁网络 动车组运用优化 改编 维修约束 迭代逼近算法

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高速铁路网络动车组运用优化分解算法 被引量：2

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作者 钟庆伟 张永祥 +2 位作者 文超 彭其渊 王锰锰 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期10-17,共8页

针对高速铁路网络化运营背景下带维修约束的多车种、多动车所的动车组运用优化问题,提出一个新颖的2阶段优化分解算法。第1阶段基于多商品网络流理论(MCFP),建立不考虑维修约束的动车组交路计划混合整数线性规划模型(MILP),以获得多种... 针对高速铁路网络化运营背景下带维修约束的多车种、多动车所的动车组运用优化问题,提出一个新颖的2阶段优化分解算法。第1阶段基于多商品网络流理论(MCFP),建立不考虑维修约束的动车组交路计划混合整数线性规划模型(MILP),以获得多种动车组备选交路计划方案;第2阶段将获得的备选交路计划方案中的交路转换为单个动车组单元的可行路径集合,建立带维修约束的动车组单元指派模型来检验其维修可行性。结果表明:所提出的算法相比于现场人工方法节省4个8编组的动车组、减少38.4%的总空驶距离并降低3%的运营成本;通过更加灵活的编组方式进一步提高了动车组的运用效率。 展开更多

关键词 高速铁路 动车组交路计划 优化分解算法 维修约束 混合整数线性规划模型(MILP)

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基于再生制动的地铁列车开行策略研究 被引量：13

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作者 彭其渊 李文新 +2 位作者 王艺儒 钟庆伟 孙建康 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期7-13,共7页

当今节能减排、低碳发展已成为地铁交通网络化综合化发展的重中之重。着眼于再生制动技术在多列车节能运行过程中日益突出的效用,将如何提高多列车运行的再生制动能量利用率作为研究重点,利用地铁列车发车间隔与停站时间的可控性,提出... 当今节能减排、低碳发展已成为地铁交通网络化综合化发展的重中之重。着眼于再生制动技术在多列车节能运行过程中日益突出的效用,将如何提高多列车运行的再生制动能量利用率作为研究重点,利用地铁列车发车间隔与停站时间的可控性,提出一种基于再生制动的地铁多列车节能运行策略模型,并给出一种有效求解此类问题的算法以及设计出一种解析解方程可快速求解此类问题。最后以北京地铁线路亦庄线为例,验证优化模型的可靠性与算法的高效性。结果表明:在保证该线14站13区间列车准点运行的情况下,采用多列车节能运行策略优化模型后,列车平均再生制动能量利用率提高0.15左右,运行总能耗降低5.01%。将本文的研究成果应用于平峰期间多列车节能运行上具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 地铁交通网络 列车节能运行 外点惩罚数算法 解析解方程 再生制动

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城轨线路车底空驶出场路径与时刻表综合优化 被引量：8

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作者 王典 赵军 +1 位作者 钟庆伟 彭其渊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期19-31,共13页

探讨城轨线路运营时段前车底空驶出场路径与时刻表综合优化问题,给定运营时段内运行图和车底交路,路径问题指派运营时段初列车需要车底的配属车场及其运营时段前从车场到列车始发站的出场路径,时刻表问题确定车底在其选择路径上途经车... 探讨城轨线路运营时段前车底空驶出场路径与时刻表综合优化问题,给定运营时段内运行图和车底交路,路径问题指派运营时段初列车需要车底的配属车场及其运营时段前从车场到列车始发站的出场路径,时刻表问题确定车底在其选择路径上途经车场、中间站和折返站的到发时刻。通过网络抽象提前生成所有列车的可行车底出场路径,以车底出场总空驶距离和总空驶时间最小为目标,考虑车场和车站能力,构建混合整数线性规划模型。为避免车底在途不必要停站,设计两阶段算法,对出场方案进行二次优化。采用大规模实际案例验证所提出方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 城市轨道交通 车底运用 路径 时刻表 空驶出场

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铁路中小型运输服务商精细化管理影响因素测度 被引量：5

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作者 李建光 彭其渊 +1 位作者 郭经纬 钟庆伟 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期223-229,共7页

从铁路中小型运输服务商精细化管理出发,结合铁路中小型运输服务商特性,科学构建铁路中小型运输服务商精细化管理体系,并运用结构方程模型对其变量关系展开定量描述,该模型一定程度上解决测度变量主观性较强,难以直接预测变量关系等缺陷... 从铁路中小型运输服务商精细化管理出发,结合铁路中小型运输服务商特性,科学构建铁路中小型运输服务商精细化管理体系,并运用结构方程模型对其变量关系展开定量描述,该模型一定程度上解决测度变量主观性较强,难以直接预测变量关系等缺陷,从而合理测度铁路中小型运输服务商精细化管理中各变量关系及影响力度.同时,以中铁某局运输分公司为例,运用所获取的调研数据对其精细化管理体系展开综合评价,进而验证所构建模型的有效性,并揭示影响其精细化体系管理成效关键因素的影响路径和程度. 展开更多

关键词 铁路运输 铁路中小型运输服务商 精细化管理 结构方程模型

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基于CNN-GRU模型的中欧班列运到时限预测 被引量：1

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作者 张永祥 谷丽婷 +3 位作者 郭经纬 闫旭 冯涛 钟庆伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3989-4001,共13页

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。提出一... 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。提出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%。本文所构建的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。 展开更多

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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西藏斯弄多银多金属矿床典中组板岩地球化学特征及地质意义 被引量：1

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作者 黄一入 唐菊兴 +2 位作者 杨宗耀 钟庆伟 张鹏 《沉积与特提斯地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期710-722,共13页

林子宗群是印度-亚洲大陆汇聚的重要产物,主要为一套火山岩和少量沉积岩,本次在斯弄多银多金属矿床林子宗群火山岩系的典中组中发现了大量板岩,为了研究其成因及对成矿作用的指示,对斯弄多典中组板岩开展了岩石学和全岩地球化学研究,结... 林子宗群是印度-亚洲大陆汇聚的重要产物,主要为一套火山岩和少量沉积岩,本次在斯弄多银多金属矿床林子宗群火山岩系的典中组中发现了大量板岩,为了研究其成因及对成矿作用的指示,对斯弄多典中组板岩开展了岩石学和全岩地球化学研究,结果显示:斯弄多典中组板岩与火山岩呈渐变接触关系,且与火山岩的大部分主量、稀土和微量元素地球化学组成相似,而不同于沉积成因的板岩。但同时,与典中组火山岩相比,典中组板岩的亚铁和As含量明显增高,虽然沉积成因的板岩As含量同样较高,但其亚铁含量却较低,亚铁和As没有明确的关系。结果表明,斯弄多典中组板岩的原岩为典中组酸性火山岩,由典中组火山岩与后期岩浆热液发生接触热变质而形成,并促进火山岩中金的富集,因此区域低温变质作用可能是典中组火山岩形成金矿的必要条件。 展开更多

关键词 变质作用 地球化学 板岩 林子宗群 火山岩 金成矿作用

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区间中断下给定调整图的高速铁路动车组运用调整优化 被引量：6

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作者 李登辉 彭其渊 +2 位作者 赵军 王典 钟庆伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期21-33,共13页

综合考虑动车组检修要求,以及列车停运、动车组空驶调拨/回送、热备动车组启用等措施,研究高速铁路在干扰导致区间中断情况下调整图已确定后的动车组运用调整问题。根据动车组在车型和时间上的接续规则,为各动车组创建1个接续网络,描述... 综合考虑动车组检修要求,以及列车停运、动车组空驶调拨/回送、热备动车组启用等措施,研究高速铁路在干扰导致区间中断情况下调整图已确定后的动车组运用调整问题。根据动车组在车型和时间上的接续规则,为各动车组创建1个接续网络,描述从其发车到收车的运用全过程。利用多商品网络流点-弧模型框架建模动车组接续约束,利用调整图中各区间相邻列车运行线间的空隙建模动车组空驶运行线约束,将原问题构建为1个整数线性规划模型,可采用商业优化软件有效求解。以郑州动车段实际数据构造1组算例测试模型,结果表明,CPLEX使用所构建模型最多耗时60 s可获得各算例的最优动车组交路和空驶运行线,验证了模型的可行性和有效性。 展开更多

关键词 高速铁路 动车组运用调整 整数规划 空驶运行 热备车

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