列車運行圖是鐵路行車組織的基礎，直接反映了鐵路運輸組織和產品設計的質量與水平。目前我國高速鐵路沿用既有普速鐵路以跨線為主、換乘為輔的運輸組織模式，采用先編長途后編短途列車運行線的傳統編圖方法，整個路網運行線縱橫交織，難以編制和調整，導致高速鐵路列車運行圖在匹配客流特性、均衡線路能力、提高運輸效能、適應市場變化等諸多方面存在發展瓶頸。本書創新性提出區域協同高速鐵路運輸組織模式，構建了區域協同高速鐵路列車運行圖編制理論與方法，從根本上解決制約我國高速鐵路運輸效率的瓶頸問題，提升高速鐵路運營組織管理水平。
西南交通大學教授，博士生導師，四川省有突出貢獻的優秀專家，主持國家攻關計劃、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、國家高性能計算基金、鐵道部和中國鐵路總公司科技計劃、鐵道部客運專線信息化重大工程項目等40余項出版專著2部、參編1部。獲茅以升科學技術獎—鐵道科技獎、鐵道部科技進步一等獎1項、中國鐵道學會科技進步一等獎4項等。主持四川省精品課程、四川省在線開發課程“旅客運輸組織”。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景 1
1.2 既有高速鐵路運輸組織模式與列車運行圖編制現狀 2
1.2.1 高速鐵路運輸組織模式與高速鐵路列車運行圖概述 3
1.2.2 國外高速鐵路運輸組織模式與列車運行圖編制現狀 6
1.2.3 我國高速鐵路運輸組織模式與列車運行圖編制現狀 12
1.2.4 國內外高速鐵路列車運行圖編制特點分析 14
1.3 既有高速鐵路運輸組織模式與列車運行圖編制現存問題 18
1.3.1 我國高速鐵路運輸組織模式不適應性分析 18
1.3.2 我國高速鐵路列車運行圖編制模式問題分析 20
1.4 基于區域協同的高速鐵路運輸組織模式 23
1.4.1 我國高速鐵路客運市場的定位 23
1.4.2 基于區域協同的高速鐵路運輸組織模式的提出 24
第2章 基于區域協同的高速鐵路列車運行圖編制基本理論 27
2.1 基于區域協同的高速鐵路運輸組織模式概述 27
2.1.1 內涵 27
2.1.2 基本原理 28
2.1.3 基本框架 28
2.1.4 適應性分析 29
2.1.5 關鍵問題 30
2.2 基于區域協同的高速鐵路列車運行圖編制原理 32
2.2.1 編制原理 32
2.2.2 編制特性 33
2.2.3 與既有編圖方式的區別 34
2.2.4 編制優勢 34
2.3 基于區域協同的高速鐵路列車運行圖編制方法 35
2.3.1 編制框架 35
2.3.2 編制步驟 38
2.3.3 編制關鍵技術 39
2.4 基于區域協同的高速鐵路列車運行圖編制管理模式 41
2.4.1 管理模式 41
2.4.2 組織程序 42
第3章 高速鐵路區域網劃分理論與方法 45
3.1 高速鐵路區域網劃分關鍵問題分析 45
3.2 高速鐵路列車合理開行距離閾值確定方法 46
3.2.1 列車合理開行距離概述 46
3.2.2 高速鐵路列車開行距離影響因素分析 47
3.2.3 高速鐵路列車合理開行距離閾值模型 58
3.3 高速鐵路換乘節點選擇方法 66
3.3.1 高速鐵路換乘節點等級 66
3.3.2 換乘節點重要度指標評價分析 67
3.3.3 換乘節點等級劃分方法 70
3.4 高速鐵路區域網劃分方法 72
3.4.1 路網區域劃分目的與原則 72
3.4.2 路網區域劃分影響因素 74
3.4.3 路網區域劃分問題描述 75
3.4.4 基于空間運輸聯系度的區域劃分理論與方法 76
第4章 區域網干線單元周期列車運行圖編制優化技術 83
4.1 周期性列車運行圖特性 83
4.1.1 相關定義 83
4.1.2 單元周期列車運行圖編制關鍵要素 85
4.2 區域網干線單元周期列車運行圖編制方法及流程 89
4.2.1 單元周期列車數量確定方法 89
4.2.2 單元周期時間長度確定方法 89
4.2.3 單元周期節點列車停站率確定方法 90
4.2.4 編制流程 91
4.3 基于深度強化學習的區域網干線單元周期列車運行圖編制優化技術 92
4.3.1 基于深度強化學習的單元周期列車運行圖編制優化原理 93
4.3.2 單元周期列車運行圖編制環境 102
4.3.3 多智能體強化學習優化算法 106
第5章 區域間直通列車運行線接續優化技術 111
5.1 跨線列車運行線布局方式研究 111
5.1.1 跨線列車運行線布局影響因素 111
5.1.2 跨線列車運行線布局關鍵問題 113
5.1.3 區域協同高速鐵路列車運行圖路網跨線列車運行線布局思路 116
5.2 路網跨線列車運行線接續優化問題分析 117
5.2.1 問題描述 117
5.2.2 邊界界定 118
5.2.3 相關定義 118
5.3 路網跨線列車運行線接續決策優化模型構建 120
5.3.1 條件假設 120
5.3.2 符號說明 122
5.3.3 模型建立 123
5.4 模型求解 126
5.4.1 模型特點 126
5.4.2 遺傳優化算法設計 127
5.5 模型路網性推廣 131
5.5.1 直線型路網結構 131
5.5.2 樹狀路網結構 133
5.5.3 網狀路網結構 134
第6章 區域內跨線列車運行線選擇優化技術 136
6.1 區域內跨線列車運行線選擇優化問題分析 136
6.2 區域內跨線列車運行線選擇優化技術模型構建 136
6.2.1 問題描述及參數定義 136
6.2.2 模型建立 140
6.3 模型求解 145
第7章 區域網干線列車運行圖編制優化技術 150
7.1 區域網干線列車運行圖優化問題分析 150
7.2 考慮客流需求與動車組運用的區域網干線列車運行圖優化原理 151
7.2.1 客流需求與動車組運用對周期性列車運行圖的影響 151
7.2.2 考慮客流需求與動車組運用的區域網干線列車運行圖優化思路 152
7.3 區域網干線列車運行圖優化模型及算法 153
7.3.1 問題描述及假設 153
7.3.2 模型構建 154
7.3.3 模型求解 157
第8章 區域網非干線列車運行圖編制優化技術 162
8.1 基于客流匹配的區域網非干線列車運行圖概述 162
8.1.1 概念 162
8.1.2 特點 163
8.2 基于客流匹配的區域網非干線列車運行圖編制方法研究 164
8.2.1 基于客流匹配的區域網非干線列車運行圖編制問題分析 164
8.2.2 基于客流匹配的區域網非干線列車運行圖編制關鍵技術 169
8.3 基于客流匹配的區域網非干線列車運行圖編制優化模型及算法 175
8.3.1 問題描述及假設 175
8.3.2 模型構建 176
8.3.3 模型求解 181
參考文獻 186
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