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基本信息
- 項目名稱：
- 京滬高速鐵路的數(shù)量優(yōu)化以及調(diào)度方案
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 本文是建立在短時間內(nèi)京滬高速鐵路沿線城市流動人口數(shù)量基本不變的情況下擬建的多目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)建模，然后再通過垂直指示圖表和水平指示圖表進(jìn)行對京滬高鐵列車數(shù)量和運(yùn)行時間的優(yōu)化。 寫本文的目的是為了給有關(guān)鐵路部門提供一個京滬高速鐵路的調(diào)度可行性方案，為以后錯綜復(fù)雜的“四縱三橫”高鐵網(wǎng)的列車調(diào)度和數(shù)量優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 為了解決列車的調(diào)度問題，本文采用了先分部討論，后綜合求解的方法。在問題的解決中，首先在假設(shè)京滬高速鐵路沿線城市流動人口數(shù)量在短時間內(nèi)保持不變的前提下，分別對可能存在的京滬高速鐵路乘客量的計算、乘客下車的概率分布、下車乘客量、乘客進(jìn)車站的泊松修正分布函數(shù)、乘客到達(dá)車站數(shù)量分布演繹、乘客的上下車以及車輛的運(yùn)行規(guī)律、載客率、平均等待時間進(jìn)行模擬和計算，接著再考慮高鐵有關(guān)部門和乘客的利益，其中包含有多個衡量指標(biāo)，但是其中的載客率和乘客的滯留時間是其核心。所以為解決本問題，本文采用了數(shù)學(xué)建模的思想，將其作用為兩個目標(biāo)形成多目標(biāo)規(guī)劃，最后再靈活的將多目標(biāo)規(guī)劃問題其轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)規(guī)劃問題。在數(shù)值求解中還用了非線性規(guī)劃中的模矢法原理找到了本列車的滿意度。然后再根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的求解結(jié)果，結(jié)合著各車次列車運(yùn)行狀態(tài)，制作出京滬高速鐵路列車在一個周期日內(nèi)的上行方向和下行方向的垂直指示圖表（即運(yùn)行圖）。最后根據(jù)上行方向和下行方向的運(yùn)行特點使每輛列車都得到充分的利用，制作出水平指示圖表。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在假設(shè)京滬高速鐵路各沿線城市流動人口不變的情況下擬建高速列車的運(yùn)行規(guī)律，再轉(zhuǎn)化成多目標(biāo)函數(shù)的問題進(jìn)行模型求解，擬建出各車次列車的垂直指示圖表（即運(yùn)行圖），最后用水平指示圖表優(yōu)化出列車的數(shù)量。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 該數(shù)學(xué)模型是根據(jù)各因素之間的相互制約的關(guān)系建立起來的，模型的建立較為細(xì)致，將高速列車的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行了量化求解。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本文是為了給鐵路部門提供一個京滬高鐵列車的調(diào)度可行性方案，為以后錯綜復(fù)雜的“四縱三橫”高鐵網(wǎng)的列車調(diào)度和數(shù)量優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了解決列車的調(diào)度問題 ，本文采用了先分部討論，后綜合求解的方法。在問題的解決中，首先在假設(shè)京滬高速鐵路沿線城市流動人口在短時間內(nèi)保持不變的前提下，分別對可能存在的京滬高速鐵路乘客量 的計算、乘客下車的概率分布 、在 站上車在 站下車乘客量、乘客進(jìn)車站的泊松修正分布函數(shù)、第 站乘客到達(dá)第 站乘客數(shù)量分布 演繹、乘客的上下車以及車輛的運(yùn)行規(guī)律、載客率、平均等待時間進(jìn)行模擬和計算，接著再考慮高鐵有關(guān)部門和乘客的利益，其中包含有多個衡量指標(biāo)，但是我認(rèn)為其中的載客率和乘客的滯留時間是其核心。所以為解決本問題，我采用了數(shù)學(xué)建模的思想，將其作用為兩個目標(biāo)形成多目標(biāo)規(guī)劃，最后再靈活的將多目標(biāo)規(guī)劃問題其轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)規(guī)劃問題。在數(shù)值求解中我用了非線性規(guī)劃中的模矢法原理找到了本列車的滿意度。然后再根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的求解結(jié)果，結(jié)合著各車次列車運(yùn)行狀態(tài)，制作出京滬高速鐵路列車在一個周期日內(nèi)的上行方向和下行方向的垂直指示圖表（即運(yùn)行圖）。最后再根據(jù)上行方向和下行方向的運(yùn)行特點使每輛列車都得到充分的利用，制作出水平指示圖表。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1]吳贛昌，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計（理工類 第三版）》，中國人民大學(xué)出版社，2009年6月。 [2]吳贛昌，《線性代數(shù)（理工類 第三版）》，中國人民大學(xué)出版社，2009年6月。 [3]同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系，《高等數(shù)學(xué)（第六版 上、下冊）》，高等教育出版社，2008年4月。 [4]錢頌迪,《運(yùn)籌學(xué)（第三版）》，清華大學(xué)出版社，2005年6月。 [5]石生萍,《城市流動人口合理規(guī)模的層次分析模型》，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，第22卷第1期，2000年2月。 [6]《2006年統(tǒng)計年鑒》，2007年版。 [7]姜啟源，《數(shù)學(xué)建模（第三版）》，清華大學(xué)出版社，2008年6月。 [8]把建軍、胡思繼、許紅、劉東，《京滬高速鐵路列車運(yùn)行圖編制基本理論的研究》，北方交通大學(xué)學(xué)報，第26卷第2期，2002年4月。 [9]重慶大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)合編，天津大學(xué)主審《土木工程施工（第二版）》，中國建筑工業(yè)的出版社，2008年8月。
同類課題研究水平概述
- 之前，有不少人研究過京滬普通鐵路列車的客運(yùn)和貨運(yùn)的運(yùn)行圖，但是這些只限于已知車次數(shù)量、速度和終始站進(jìn)行調(diào)度的規(guī)劃。而京滬高鐵將全部使用“和諧號”高速列車，這就導(dǎo)致京滬鐵路運(yùn)營機(jī)制全部進(jìn)行了改變，而且本論文又加入了乘客和高速鐵路相關(guān)部門的利益的權(quán)衡，使問題更加的復(fù)雜。在以往的公交車調(diào)度方案研究中，由于公交車是先到先上的原則，這與高速列車的上車機(jī)制有所不同，而且公交車上車乘客的數(shù)量必須根據(jù)調(diào)查給定了才能制定出調(diào)度方案，區(qū)域特征性不是很明顯，因此上車乘客數(shù)量相同的車站沒有特征參數(shù)進(jìn)行衡量，但是高速鐵路上的車站具有一定的區(qū)域性，我們可以通過以往的京滬鐵路的運(yùn)載能力對各車站上車乘客的數(shù)量的進(jìn)行合理的分配。 現(xiàn)今鐵路列車運(yùn)行圖（即垂直指示圖表）的基本理論和繪制已經(jīng)成熟。但是本文采用了獨(dú)特的數(shù)量優(yōu)化方法，即水平指示圖表。
