ITS指挥系统的满优化理论及列车运行调整分析.docx

西南交通大学博士研究生学位论文 西南交通大学博士研究生学位论文 第1页 摘 要 本论文以列车运行调度指挥智能化系统为研究背景，在基础理论研究、 应用理论研究及实际应用研究三个层面对满意优化基础理论、ITS指挥系统 的满意优化理论框架以及复线列车运行调整的满意优化模型展开了深入的研 究。本论文的研究内容主要包括以下几个方面： 讨论了ITS指挥系统及歹{j车运行调度指挥系统的核心工作——列车运行 调整计划的优化与满意优化理论的国内外研究概况及存在问题，同时对满意 优化理论的某些方面进行完善，包括满意优化阃题中满意解、性能评价准刚 及满意映射函数的基本定义及其相互关系；描述了单参数单准则单映射、单 参数单准则多映射、多参数单准氮Ij单欧射、多参数单准聂13多陂射、单参数多 准则单映射、多参数多准则单映射、单参数多准则多映射、多参数多准则多 映射等各种满意优化计算模型结构；论述了遗传算法作为满意优化模型的有 效求解算法的依据。 讨论了如{可解决由于存在多参数、多准则或多映射而出现了各满意度为 多维向量的综合评价问题，提出设计综合满意度函数、理想法(理想法、目 标贴近度法)及相对熵法等几种综合评价方法：给出权系数的确定方法(委 托法、最大值、熵模型法)，并总结了各种不同满意优化模型所适合的综合分 析方法，从而建立了多参数、多准则或多映射的多满意度综合评价体系。以 上部分为基础理论研究部分。 描述了ITS指挥系统的满意优化准则(最大限度地合理匹配移动设备与 固定设施的满意程度)，并就ITS指挥系统的性能指标评价体系的建立进行了 说明。同时，讨论了建立ITS指挥系统的满意映射函数的几种方法，给出ITS 指挥系统的满意映射函数的几种形式；定义满意映射函数的一些运算法则。 并以ITS指挥系统之一——公交智能调度系统为例说明了满意优化模型的建 立过程。 分析列车运行调整问题的特性，并根据复线列车运行调整问题运行特征 详细的描述其约束条件和目标函数，建立了性能评价指标(列车区间运行时 分、有作业要求的列车在车站的停留时分、连发间隔时分、追踪列车问隔时 间、施工天窗、最早可发车时刻、列车乘务人员工作时间、旅客歹1j车在有旅 客乘降作业车站的发车时刻、越行约束、停车标识变量约束，到发线约束、 正点率)及裙关的满意度函数，并就各权值系数的选取进行了讨论，从而建 第Ⅱ页 第Ⅱ页 西南交通大学博士研究生学位论文 立了完整的复线列车运行调整的满意优化模型。以上部分为应用理论研究部 分。 以哈尔滨铁路局的实际列车运行调整为计算背景，建立该实例的性能评 价指标、满意度函数及综合满意度函数，构造了该实例的满意优化模型，同 时采用遗传算法进行求解，得到令人满意的列车运行调整结果。此为实际应 用研究部分。 最后总结本文的研究工作及研究结果。 本文进一步完善了现有满意优化理论体系，同时丰富ITS指挥系统优化 问题的研究手段和方法，是对解决智能运输系统的关键技术的一种有力探索 和尝试，并在一定程度上提高我国的列车调度指挥水平，产生良好的经济效 益和社会效益，在理论和应用方面都具有重要意义。 本文工作得到国家自然科学基金资助(No。 关键词：满意优化，性能指标，满意度，智能交通系统，列车运行调整 西南交通大学博士研究生学位论文 西南交通大学博士研究生学位论文 第Ⅲ页 ABSTRACT The paper mostly develops the theory of satisfactory optimization，builds the structure of satisfactory optimization in ITS and sets up the model of satisfactory optimization for adjusting train diagram on double—track railway in three hierarchies of basic theory,practical theory and actual application．The main contents obtained in this paper ale as follows： The general situation of ITS dispatch management system，adjusting train diagram and the theory of satisfactory optimization ale expatiated；The definitions of satisfactory solution，performance specification and