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编组站调度系统优化理论与方法
作者：薛锋
出版社：科学出版社
出版时间：2022-06-01
ISBN：9787030707321
定价：¥139.00
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内容简介
《编组站调度系统优化理论与方法》是一本较为全面介绍铁路编组站调度系统优化理论与方法的学术专著，反映作者在该领域比较系统的研究成果。主要内容包括：绪论；编组站系统及作业分析；编组站列车解编顺序的协同优化；编组站配流的分解与协同优化；双向编组站配流的协同优化；基于集群资源的编组站作业优化；基于资源可用度的编组站调度优化；基于能力区间的编组站系统优化；编组站调度系统优化算法设计。
作者简介
暂缺《编组站调度系统优化理论与方法》作者简介
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 国外编组站自动化发展概况 1
1.1.2 国内编组站自动化发展概况 2
1.2 研究意义 5
1.3 国内外研究现状 7
1.3.1 国外研究现状 7
1.3.2 国内研究现状 10
1.3.3 既有研究分析 17
1.4 研究内容与技术路线 18
第2章 编组站系统及作业分析 22
2.1 编组站的作业 22
2.1.1 编组站的作业设备 22
2.1.2 编组站的作业流程 23
2.2 编组站的作业计划及调度系统 24
2.2.1 编组站的作业计划 24
2.2.2 编组站的调度系统 26
2.3 编组站的配流 28
2.3.1 编组站的车流组织规律 28
2.3.2 编组站的配流计划 33
2.4 本章小结 36
第3章 编组站列车解编顺序的协同优化 37
3.1 编组站列车解编作业的关联关系 37
3.1.1 编组站列车解体作业分析 37
3.1.2 编组站列车解编作业关联分析 37
3.2 编组站列车解体时刻与编组时刻的算法 38
3.2.1 编组站列车最早解体时刻计算方法 38
3.2.2 编组站列车最晚编组时刻计算方法 41
3.3 编组站列车解体顺序的确定方法 45
3.3.1 编组站列车解体顺序调整的基本定理 46
3.3.2 编组站列车解体顺序调整的无前效性分析 49
3.4 编组站列车编组顺序的调整方法 52
3.4.1 编组站列车编组顺序调整的基本定理 52
3.4.2 编组站列车编组顺序调整的无后效性分析 53
3.5 编组站列车解编方案的协同优化 63
3.5.1 编组站列车解编相互关联分析 63
3.5.2 编组站列车解编方案匹配模型 63
3.5.3 编组站列车解编方案同步调整方法 67
3.6 本章小结 69
第4章 编组站配流的分解与协同优化 71
4.1 编组站配流优化问题的分解 71
4.2 编组站静态配流与动态配流问题的描述 73
4.2.1 编组站静态配流问题 73
4.2.2 编组站动态配流问题 76
4.3 编组站静态配流与动态配流的协同优化 76
4.3.1 算法分析 77
4.3.2 相容方案搜索的遗传算法结构 77
4.3.3 静态配流的蚁群优化算法结构 79
4.4 到发线运用与解编作业的协同优化 80
4.4.1 到发线运用的描述 80
4.4.2 模型的构造 81
4.4.3 模型的求解思路 82
4.5 调车场线群的调整运用与解编作业的协同优化 83
4.5.1 调车场线路运用的描述 84
4.5.2 模型的构造 85
4.5.3 模型的求解思路 88
4.6 取送车作业与解编作业的协同优化 88
4.6.1 取送车作业分析及条件设定 88
4.6.2 取车时机的确定 91
4.6.3 送车时机的确定 91
4.7 编组站配流的综合协同优化模型 93
4.7.1 约束条件 94
4.7.2 目标函数 96
4.8 本章小结 97
第5章 双向编组站配流的协同优化 98
5.1 交换车的分析处理 98
5.1.1 交换车的转场方式 98
5.1.2 交换车处理的数学方法 99
5.1.3 算法步骤 101
5.2 到达列车的接入场选择优化 102
5.2.1 条件设定 102
5.2.2 双层多目标决策模型 103
5.2.3 模型算法 104
5.3 出发列车的出发场变更及出发股道调整优化 105
5.4 双向编组站配流的协同优化模型 106
5.5 本章小结 108
第6章 基于集群资源的编组站作业优化 109
6.1 编组站集群资源分析 109
6.1.1 编组站调度资源构成分析 109
6.1.2 编组站资源节点分析 111
6.2 编组站集群资源调度策略 113
6.2.1 编组站集群资源调度优化随机因素 113
6.2.2 编组站集群调度策略优化 114
6.3 基于集群资源的编组站驼峰解体作业优化 115
6.3.1 不考虑集群资源的编组站驼峰解体作业模型 115
6.3.2 基于集群资源的编组站驼峰解体作业优化模型 118
6.3.3 模型的求解算法 120
6.4 本章小结 126
第7章 基于资源可用度的编组站调度优化 128
7.1 编组站资源可用度的描述 128
7.1.1 编组站资源可用度的影响因素 128
7.1.2 编组站资源可用度的计算方法 130
7.2 编组站作业计划与车流动态分析 136
7.2.1 编组站车流的动态性分析 136
7.2.2 到达列车的信息波动范围 138
7.2.3 解编作业时间的容许波动范围 140
7.3 编组站作业计划与车流的耦合优化 141
7.3.1 编组站作业计划与车流的耦合度计算 141
7.3.2 编组站解编计划耦合优化模型 143
7.3.3 基于资源可用度的编组站阶段计划优化模型 146
7.3.4 基于资源可用度的编组站阶段计划优化步骤 157
7.4 本章小结 158
第8章 基于能力区间的编组站系统优化 159
8.1 编组站能力利用的时空特征 159
8.1.1 编组站能力利用的分析 159
8.1.2 编组站能力利用的空间特征 162
8.1.3 编组站能力利用的时间特征 165
8.2 编组站能力的表示方法 166
8.2.1 三参数区间泛灰数概述 166
8.2.2 编组站能力的三参数区间泛灰数表示 169
8.2.3 编组站能力的区间估计算法 169
8.3 基于区间分析法的编组站子系统能力协调及改造模型 175
8.3.1 基于区间泛灰数的协调度计算 175
8.3.2 编组站子系统能力协调及改造模型 177
8.3.3 模型的求解算法 181
8.4 本章小结 187
第9章 编组站调度系统优化算法设计 189
9.1 遗传算法与蚁群优化算法的融合 189
9.1.1 遗传算法 189
9.1.2 蚁群优化算法 194
9.1.3 遗传算法与蚁群优化算法的融合策略 198
9.2 基于信息熵和混沌理论的遗传-蚁群协同优化算法 200
9.2.1 信息熵和混沌优化 200
9.2.2 初始种群的产生方法 202
9.2.3 遗传及蚁群策略 203
9.2.4 适应度函数的改进 205
9.2.5 参数自适应控制策略 205
9.2.6 算法步骤 207
9.2.7 算法复杂性分析 208
9.3 算法的应用与实现 210
9.3.1 求解编组站配流问题参数自适应遗传-蚁群协同优化算法设计 210
9.3.2 车流数据的选取 213
9.3.3 算法的寻优性能 213
9.3.4 配流仿真系统设计 214
9.4 本章小结 216
参考文献 217
附录 234
附录1 郑州北站概况及基本数据 234
附录2 郑州北站原始车流数据 237
附录3 列车解编方案及配流方案 241
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 国外编组站自动化发展概况 1
1.1.2 国内编组站自动化发展概况 2
1.2 研究意义 5
1.3 国内外研究现状 7
1.3.1 国外研究现状 7
1.3.2 国内研究现状 10
1.3.3 既有研究分析 17
1.4 研究内容与技术路线 18
第2章 编组站系统及作业分析 22
2.1 编组站的作业 22
2.1.1 编组站的作业设备 22
2.1.2 编组站的作业流程 23
2.2 编组站的作业计划及调度系统 24
2.2.1 编组站的作业计划 24
2.2.2 编组站的调度系统 26
2.3 编组站的配流 28
2.3.1 编组站的车流组织规律 28
2.3.2 编组站的配流计划 33
2.4 本章小结 36
第3章 编组站列车解编顺序的协同优化 37
3.1 编组站列车解编作业的关联关系 37
3.1.1 编组站列车解体作业分析 37
3.1.2 编组站列车解编作业关联分析 37
3.2 编组站列车解体时刻与编组时刻的算法 38
3.2.1 编组站列车最早解体时刻计算方法 38
3.2.2 编组站列车最晚编组时刻计算方法 41
3.3 编组站列车解体顺序的确定方法 45
3.3.1 编组站列车解体顺序调整的基本定理 46
3.3.2 编组站列车解体顺序调整的无前效性分析 49
3.4 编组站列车编组顺序的调整方法 52
3.4.1 编组站列车编组顺序调整的基本定理 52
3.4.2 编组站列车编组顺序调整的无后效性分析 53
3.5 编组站列车解编方案的协同优化 63
3.5.1 编组站列车解编相互关联分析 63
3.5.2 编组站列车解编方案匹配模型 63
3.5.3 编组站列车解编方案同步调整方法 67
3.6 本章小结 69
第4章 编组站配流的分解与协同优化 71
4.1 编组站配流优化问题的分解 71
4.2 编组站静态配流与动态配流问题的描述 73
4.2.1 编组站静态配流问题 73
4.2.2 编组站动态配流问题 76
4.3 编组站静态配流与动态配流的协同优化 76
4.3.1 算法分析 77
4.3.2 相容方案搜索的遗传算法结构 77
4.3.3 静态配流的蚁群优化算法结构 79
4.4 到发线运用与解编作业的协同优化 80
4.4.1 到发线运用的描述 80
4.4.2 模型的构造 81
4.4.3 模型的求解思路 82
4.5 调车场线群的调整运用与解编作业的协同优化 83
4.5.1 调车场线路运用的描述 84
4.5.2 模型的构造 85
4.5.3 模型的求解思路 88
4.6 取送车作业与解编作业的协同优化 88
4.6.1 取送车作业分析及条件设定 88
4.6.2 取车时机的确定 91
4.6.3 送车时机的确定 91
4.7 编组站配流的综合协同优化模型 93
4.7.1 约束条件 94
4.7.2 目标函数 96
4.8 本章小结 97
第5章 双向编组站配流的协同优化 98
5.1 交换车的分析处理 98
5.1.1 交换车的转场方式 98
5.1.2 交换车处理的数学方法 99
5.1.3 算法步骤 101
5.2 到达列车的接入场选择优化 102
5.2.1 条件设定 102
5.2.2 双层多目标决策模型 103
5.2.3 模型算法 104
5.3 出发列车的出发场变更及出发股道调整优化 105
5.4 双向编组站配流的协同优化模型 106
5.5 本章小结 108
第6章 基于集群资源的编组站作业优化 109
6.1 编组站集群资源分析 109
6.1.1 编组站调度资源构成分析 109
6.1.2 编组站资源节点分析 111
6.2 编组站集群资源调度策略 113
6.2.1 编组站集群资源调度优化随机因素 113
6.2.2 编组站集群调度策略优化 114
6.3 基于集群资源的编组站驼峰解体作业优化 115
6.3.1 不考虑集群资源的编组站驼峰解体作业模型 115
6.3.2 基于集群资源的编组站驼峰解体作业优化模型 118
6.3.3 模型的求解算法 120
6.4 本章小结 126
第7章 基于资源可用度的编组站调度优化 128
7.1 编组站资源可用度的描述 128
7.1.1 编组站资源可用度的影响因素 128
7.1.2 编组站资源可用度的计算方法 130
7.2 编组站作业计划与车流动态分析 136
7.2.1 编组站车流的动态性分析 136
7.2.2 到达列车的信息波动范围 138
7.2.3 解编作业时间的容许波动范围 140
7.3 编组站作业计划与车流的耦合优化 141
7.3.1 编组站作业计划与车流的耦合度计算 141
7.3.2 编组站解编计划耦合优化模型 143
7.3.3 基于资源可用度的编组站阶段计划优化模型 146
7.3.4 基于资源可用度的编组站阶段计划优化步骤 157
7.4 本章小结 158
第8章 基于能力区间的编组站系统优化 159
8.1 编组站能力利用的时空特征 159
8.1.1 编组站能力利用的分析 159
8.1.2 编组站能力利用的空间特征 162
8.1.3 编组站能力利用的时间特征 165
8.2 编组站能力的表示方法 166
8.2.1 三参数区间泛灰数概述 166
8.2.2 编组站能力的三参数区间泛灰数表示 169
8.2.3 编组站能力的区间估计算法 169
8.3 基于区间分析法的编组站子系统能力协调及改造模型 175
8.3.1 基于区间泛灰数的协调度计算 175
8.3.2 编组站子系统能力协调及改造模型 177
8.3.3 模型的求解算法 181
8.4 本章小结 187
第9章 编组站调度系统优化算法设计 189
9.1 遗传算法与蚁群优化算法的融合 189
9.1.1 遗传算法 189
9.1.2 蚁群优化算法 194
9.1.3 遗传算法与蚁群优化算法的融合策略 198
9.2 基于信息熵和混沌理论的遗传-蚁群协同优化算法 200
9.2.1 信息熵和混沌优化 200
9.2.2 初始种群的产生方法 202
9.2.3 遗传及蚁群策略 203
9.2.4 适应度函数的改进 205
9.2.5 参数自适应控制策略 205
9.2.6 算法步骤 207
9.2.7 算法复杂性分析 208
9.3 算法的应用与实现 210
9.3.1 求解编组站配流问题参数自适应遗传-蚁群协同优化算法设计 210
9.3.2 车流数据的选取 213
9.3.3 算法的寻优性能 213
9.3.4 配流仿真系统设计 214
9.4 本章小结 216
参考文献 217
附录 234
附录1 郑州北站概况及基本数据 234
附录2 郑州北站原始车流数据 237
附录3 列车解编方案及配流方案 241
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