面向节能减排的列车运行调度模型与算法研究

【摘要】：列车运行调度问题是铁路运输中一个非常复杂的问题,需要考虑的因素很多。合理的调度方案可以在保证行车安全的前提上,最大限度的平衡旅客和铁路部门的利益,旅客利益表现为尽量满足多的乘客出行需求和减少旅客出行时间,而铁路部门利益往往表现为减少运营成本。目前国内外学者在考虑铁路部门的运营成本时仅限于列车的运行能耗成本,而未考虑碳排放成本。然而伴随着欧盟制定了全球首个碳排放交易体系,碳排放指标交易费用受到越来越多的重视,并将逐步成为列车运营成本的重要组成部分。因此,考虑引入碳排放成本是有必要的。本文的主要工作如下： 首先系统地总结了国内外关于列车节能减排的研究现状,其研究热点主要集中在列车节能调度、列车节能操纵等方面,但对于列车运行减排没有进行深入研究。欧盟的碳排放交易机制的实施给列车节能调度带来了新的变化,也将对我国铁路部门节能减排工作产生一定影响。本文以此为背景,探讨了列车碳排放成本与列车节能调度相结合的模式。 针对列车节能减排问题,分别对基于列车总运行时间的列车调度问题和基于乘客时间的列车调度问题进行了讨论研究。基于列车总运行时间的列车调度问题,这部分主要建立了以列车运行能耗成本、碳排放成本、列车总运行时间为优化目标的单线列车调度模型,并采用多目标模糊优化算法进行求解。算例以一条铁路线路为研究对象,应用计算机编程对算例进行求解分析,结果表明了多目标模糊优化算法具有很好的优化能力,并能达到节能减排的效果。 基于模糊乘客时间的列车调度问题,是考虑到在途乘客人数对列车旅行时间的影响,由此给出了乘客时间的概念,另外考虑到客流的波动情况,将一定时间内乘客上下车的人数设为一个模糊变量,并以此构建了模糊乘客时间的目标函数,再结合节能减排的优化目标,建立了不确定条件下的列车调度模型。本文针对此问题,通过实例对模型进行了验证,求解结果表明,该模型是有效的。 【关键词】：列车调度 运行能耗 碳排放 多目标模糊优化算法
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U292
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 列车运行调度问题12-15
• 1.2.2 铁路运输系统的节能减排15-16
• 1.3 本文的研究工作16-18
• 2 理论基础18-25
• 2.1 列车运行图18-21
• 2.1.1 列车运行图的概述18
• 2.1.2 列车运行图的基本要素18-20
• 2.1.3 列车运行图的编制20-21
• 2.2 节能减排的相关理论21-24
• 2.2.1 欧盟碳排放交易机制22
• 2.2.2 北美地区碳排放交易机制22-23
• 2.2.3 澳大利亚新南威尔士州的碳市场23
• 2.2.4 英国交易体系23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3 面向节能减排的列车运行调度模型研究25-45
• 3.1 面向节能减排的列车运行调度模型25-33
• 3.1.1 模型假设25
• 3.1.2 已知条件及符号说明25-27
• 3.1.3 目标函数分析27-30
• 3.1.4 约束条件分析30-33
• 3.2 面向节能减排的列车调度的优化算法研究33-40
• 3.2.1 多目标优化问题的基本概念33-34
• 3.2.2 常用的多目标优化方法34-35
• 3.2.3 多目标模糊优化方法35-39
• 3.2.4 优化工具及算法介绍39-40
• 3.3 算例分析40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 4 面向节能减排的不确定条件下列车运行调度模型研究45-59
• 4.1 模糊数学基础45-49
• 4.1.1 模糊集理论基础45-47
• 4.1.2 几种常见的模糊变量47-49
• 4.2 面向节能减排的不确定条件下列车运行调度模型建立49-53
• 4.2.1 模糊乘客时间49-51
• 4.2.2 不确定条件下列车运行调度优化模型51-53
• 4.3 算例分析53-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 结论59-61
• 5.1 本文工作总结59
• 5.2 未来工作59-61
• 参考文献61-64
• 作者简历64-66
• 学位论文数据集66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

铁路节能现状及技术改进路径    周新军;

我国铁路能源利用效率和节能减排分析研究    谢汉生;黄茵;马龙;

列车运行调整专家系统的研究    程宇,秦作睿

基于模拟的列车调度专家系统的研究    蔡柏根,王菊贞

通用列车运行模拟软件系统研究    毛保华,何天键,袁振洲,刘海东,赵立宁,陈志英

高速铁路列车运行调整策略的研究    聂磊,张星臣,赵鹏,杨浩,胡安洲

列车运行计划与调整的通用算法及其计算机实现    周磊山，秦作睿

单线铁路列车运行调整优化模型及算法    曹家明

一种基于有控随机与随机有控约束的列车运行仿真模型    张星臣，胡安洲，杨浩

铁路运输能源消耗现状分析    马超云;梁肖;毛保华;贾顺平;

列车追踪运行与节能优化建模及模拟研究    付印平

铁路与公路货物运输能耗的影响因素分析    李学东

高速铁路与其他交通方式节能减排比较研究    崔力心

铁路运输模拟系统的现状与发展    杨肇夏,毛保华,何天健

具有固定运行时分的列车运行控制系统研究    刘海东,陈绍宽,褚琴,王靓,陈善亮

基于仿真的铁路旅客列车提速潜力分析    陈绍宽,刘海东,王靓,陈善亮

列车节能运行模拟系统的研究    丁勇,毛保华,刘海东,张鑫,王铁城

列车运行调整问题的分解协调计算模型    罗晴,金福才,胡思继

运行调整系统若干技术难点问题的研究    周磊山

基于运行线上撒点储备能力分配模式下运行方案铺画模型    张星臣,胡安洲

随机环境下编队协同对地攻防对抗决策方法分析与研究    张莉;张安;沈建冬;汤志荔;

模糊库存与运输两级供应链整合优化研究    雷邦军;

模糊环境下库存与运输整合优化问题研究    雷邦军;钟波;

单线列车运行调整的建模与仿真研究    章优仕;金炜东;

初论信息与熵的抗争    周金锁;

基于协商的列车运行调整方法研究    李先进;杜鹏;杨肇夏;

混沌粒子群算法在高速旅客列车优化调度中的应用    任苹;

无偏好信息的模糊多属性决策问题的TOPSIS方法    曾三云;曾玲;龙君;

基于可信性理论的模糊序及其关系    彭锦;

一种基于模糊变量序的语言型模糊多属性决策方法    王瑜;

不确定环境下的风险分析理论与方法    彭锦;董文;

基于不确定理论的风险序及其关系    余清;

网络协同列车运行调整的蚁群算法研究    夏明;周磊山;房霄虹;周艳芳;周妍;

第三方物流配送车辆路径问题模型及算法研究    彭北青

基于列车运行图优化的动车组周转接续问题的研究    谢美全

城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析    王玉明

列车节能操纵理论模型与参数标定方法研究    周方明

综合客运枢纽集散服务网络分析与建模    李乾

突发事件条件下列车运行组织理论与方法研究    孟学雷

考虑服务水平的城市轨道交通换乘问题研究    赵宇刚

多车协同优化操纵理论及其应用研究    周鹏

基于不确定模糊判断矩阵及序关系的群决策方法研究    陈可

客运站旅客列车运行组织优化    谢楚农

离散模型下的美式期权定价    贾东芳

基于混合Petri网的列车运行系统中时间推理问题的研究    周清

列车运行仿真、实时调度的模型及算法研究    王朋

基于多目标优化的列车操纵方法研究    廖韬

基于预测控制的城市轨道交通列车运行调整研究    徐蒨

浑河流域水资源承载能力研究    刘洋

编组站货车集结仿真研究    崔园园

高速铁路通过能力计算及系统仿真研究    单秀全

高铁分流下的京沪既有线旅客列车开行方案研究    苑文萍

机车节能优化操纵技术研究    郭剑峰

基于模拟退火算法(SAA)求解列车控制问题    陈万里,程家兴

列车控制问题的计算分析及自适应算法    程家兴,陈万里

论提高区间通过能力的最优化闭塞系统——移动自动闭塞系统    汪希时;丁正庭;

列车运行调整专家系统的探讨    程宇;

地铁列车自动驾驶系统分析与设计    黄良骥,唐涛

列车节能运行的算法及实施技术研究    王峰,刘海东,丁勇,陈善亮,毛保华

具有固定运行时分的列车运行控制系统研究    刘海东,陈绍宽,褚琴,王靓,陈善亮

列车节能运行模拟系统的研究    丁勇,毛保华,刘海东,张鑫,王铁城

移动自动闭塞条件下列车区间运行延误影响分析    刘英,汪希时

列车优化操纵原则及其优化操纵策略的数学描述    冯晓云,何鸿云,朱金陵

面向对象遗传算法及其在铁路行车指挥中的应用    李平

ITS指挥系统的满意优化理论及列车运行调整研究    陈彦如

列车运行过程仿真及优化研究    石红国

并行遗传算法的研究与应用    吴昊

分局调度系统列车运行调整优化模型与算法    王进勇

我国综合运输体系发展模式研究    于胜英

明确目标责任 狠抓贯彻落实 确保实现“十二五”节能减排目标 国务院下发《关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》    本刊记者;

国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知 国发[2011]26号    

“十二五”节能减排综合性工作方案    

措施扎实 推动节能减排不断深入——大金空调(上海)有限公司节能减排工作先进事迹    

我国加强节能减排管理    

国管局组织对中央国家机关节能减排进行专项检查    

汽车工业节能减排解决方案    

2008年上半年度节能降耗主要工作    

分室定位反吹袋式除尘器在600MW机组的应用    单志栩;尹铁路;

新型冷机的节能与环保    沙丽丽;韩厚德;阚安康;王鉴;

从技术层面探讨热工工程及工业窑炉设计中节能与减排的关系协调及处理    干大川;

关于推进唐山市节能减排的对策思考    郑红玲;

中国的能源与温室气体排放情景和减排成本分析    姜克隽;胡秀莲;庄幸;刘强;朱松丽;

节能减排,打造生态唐钢    苏福源;

依靠科技进步,实现节能减排    孙兴华;童国显;

浅析冷冻干燥系统的节能减排    康景隆;

铸造生产线节能减排的对策和效果    唐和雍;易红;

促进农业农村节能减排金融服务长效机制的对策建议    林乐芬;边浩;

浅谈传统齿轮制造业的节能减排    李石求;

“节能减排”——企业发展的助推器 论“节能减排”与企业效益和发展的关系    朱康亮;成庆林;

上半年我省66个减排项目未能按时建成    张铭贤

为节能减排打破“常规速度”    本报记者 赵维光

邯郸节能减排 实施雷霆行动    冯涛

正视问题 实现发展    章晓强

专题协商推进我市节能减排工作    记者 王力

我市将开展为期一个月的三项工作集中行动    记者 安淼

落实环保责任目标 确保全年减排任务圆满完成    记者 郭建华

新技术新产品:节能减排的“助推器”    顾猛

四川南充节能减排已关停33家严重污染企业    袁亮

广西将实行减排考核问责制    记者 陈维芳

青岛市节能减排内涵、评价和战略研究    陆婕

节能减排政府责任保障机制研究    刘洪斌

造纸企业减排行为的影响因素及其作用机理研究    林永居

低碳经济背景下的中国节能减排发展研究    沙之杰

中国减排成本及减排政策模拟：CEEPA模型的拓展研究    姚云飞

基于动态博弈的税收减排机制研究与设计    李长胜

节能减排政府补贴激励政策设计的机理研究    赵书新

税收促进节能减排研究    刘喜丽

我国农地资源利用的碳排放及减排政策研究    李波

开放经济与节能减排的协调机制    周力

上海市节能减排评价体系及应用    罗岑

区域节能减排的系统分析与能耗结构关系研究    张云飞

我国石化行业节能减排的现状及发展趋势研究    时倩瑶

我国节能减排政策评价研究    周广艳

温室体减排国际市场供需方策略博弈分析研究    崔秀平

节能减排目标责任制法律问题研究    曹炜

青岛市节能减排指标体系评价及其对策建议    于鹏飞

城市集中供热电厂节能减排后评价研究    葛素琴

中美低碳经济与减排战略比较分析    吴皓炜

在用车辆节能减排检测技术方案研究    任春晖