高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法与关键技术研究的开题报告.docx

高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法与关键技术研究的开题报告
一、研究背景及研究意义
我国高速铁路运输发展进入了快速发展的新时期，高速铁路列车运行图的合理编制对实现高速铁路系统化、优化运营具有重要意义。高速铁路列车运行图编制是通过对列车在线路运行的控制，保证列车在安全、高效、稳定的条件下完成运行任务。由于运行图编制的复杂性，需要借助先进的网络协同技术解决方案，提升列车运行的安全性、准确性和稳定性等方面的效益，革新高速铁路列车运行图编辑方式。本次研究旨在通过对高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法及关键技术进行研究，探索高速铁路列车运行图网络协同编制优化的理论和实践方法。研究成果将有助于推动高速铁路运行图编制技术进一步提升，为高速铁路运输系统持续发展做出贡献。
二、研究内容和技术路线
1.研究内容
针对高速铁路列车运行图编制存在的问题，本次研究主要从以下三个方面展开：
（1）高速铁路列车运行图网络协同编制的关键技术研究：研究高速铁路列车运行图编制的网络协同优化方法，包括列车计划制定、线路模拟、列车位置推算、调度指挥等主要环节的技术研究，以提高线路使用效率和列车运行安全。
（2）针对列车运行图数据的垂直挖掘技术研究：通过挖掘不同时间段、线路等运行图数据，分析运行图的规律与特点，以更好地发挥高速铁路资源的利用效益。同时结合实际案例，优化列车运行图制定过程，提高对列车运行特性的识别以及对列车周期性规律的把握。
（3）运行图网络协同模型建立与优化算法研究：运用网络协同模型，建立运行图协同控制体系，综合运用线性规划、遗传算法、模拟退火算法等优化工具，针对列车停靠、进路选择、运行延误等问题，优化列车运行图方案，实现全线闲置的高效利用，提高运行效率和效益。
2.技术路线
（1）数据挖掘方面：
（a）建立列车运行图数据挖掘模型，基于挖掘结果进行列车排班和运行规划。
（b）探索数据挖掘算法，实现对大规模高维数据进行挖掘以及运行图数据的抽取、处理及可视化。
（c）通过对比不同算法的优劣及特点，综合使用多个算法，提高运行图数据挖掘的准确性和效率。
（2）网络协同优化方面：
（a）通过建立列车运行图网络模型，分析运行图的主要影响因素。
（b）运用遗传算法、模拟退火算法等多种算法对运行图进行优化。
（c）采用动态优化算法，实现对运行图的实时优化。
三、拟采取的研究方法
1.文献资料法：文献资料法是获取研究背景、现状及关键技术方面的基础。
2.实证研究法：通过对现有列车运行图进行实证研究，分析列车运行图的特点及优缺点。
3.模型建立法：通过建立运行图网络协同模型、列车运行规划模型以及优化算法模型，实现对高速铁路列车运行图网络协同编制的优化。
四、预期成果
1.提出高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法。
2.建立高速铁路列车运行图网络协同模型。
3.运用数据挖掘技术，提升列车运行图制定过程中对列车运行特性的识别以及对列车周期性规律的把握的能力。
4.优化运行图，提高列车运行效率和效益。
5.发表相关学术论文，并应用于高速铁路列车运行图编制及优化。