路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法 [Optimization Theory and Method for Train Working Diagram in Railway Network] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈钉均，陈韬，吕苗苗，张杰 著

图书标签:

• 铁路运输
• 列车运行图
• 优化理论
• 网络优化
• 智能交通
• 运筹学
• 数学建模
• 算法设计
• 交通工程
• 铁路调度

出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564359454

版次：1

商品编码：12276881

包装：平装

丛书名： 铁路列车运行图编制理论及系统优化新技术丛书

外文名称：Optimization Theory and Method for Train Working Diagram in Railway Network

开本：16开

出版

内容简介

　　《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》在对高速铁路车站通过能力计算方法和天窗设置方案与合理开行时间域等关键问题进行研究的基础上，深入研究了基于车站能力的旅客列车运行方案优化、高速铁路跨线旅客列车运行方案优化、高速铁路列车运行方案图优化、新旧交替列车运行方案图编制优化方法，提出了路网条件下旅客列车运行方案图优化方法，并研究了旅客列车运行方案图与机车周转图及动车组交路协调优化理论与方法。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 研究背景及意义
1．2 路网条件下旅客列车运行方案图优化问题的复杂性
1．3 国内外研究现状
1．4 现有研究主要问题
1．5 研究内容

第2章 铁路旅客列车运行方案图概述
2．1 旅客列车开行方案
2．2 旅客列车运行方案图
2．3 高速铁路列车运行方案图
2．4 高速铁路跨线列车运行方案图

第3章 旅客列车运行方案图关键问题研究
3．1 高速铁路车站通过能力计算理论与方法
3．2 高速铁路天窗设置与列车合理开行时间协调优化研究

第4章 基于车站能力的旅客列车运行方案优化理论与方法
4．1 单客运节点站旅客列车运行方案图优化模型及算法研究
4．2 多客运节点站旅客列车运行方案图优化模型及算法研究
4．3 基于粗糙主成分分析法的铁路网客运节点重要度评价方法
4．4 多客运节点旅客列车运行方案图算法
4．5 启发式算法流程图

第5章 高速铁路跨线旅客列车运行方案优化理论与方法
5．1 模型构建思路
5．2 模型的建立
5．3 模型的求解

第6章 高速铁路列车运行方案图优化理论与方法
6．1 高速铁路列车运行方案图优化模型建立
6．2 基于模拟退火的启发式算法设计
6．3 高速铁路本线和跨线列车运行线的协调方法
6．4 长线和短线列车运行线的协调方法

第7章 新旧交替列车运行方案图编制优化方法
7．1 新旧交替列车运行图业务分析
7．2 列车运行图变更原因分析
7．3 列车运行图变更内容分析
7．4 新旧列车运行图交替对相关运输组织工作的影响
7．5 新旧交替列车运行图方案编制方法分析
7．6 新旧交替列车运行方案图研究
7．7 车底固定运用模式下新旧交替列车运行方案图研究

第8章 路网条件下旅客列车运行方案图多目标优化理论与方法
8．1 问题分析
8．2 旅客列车运行方案图多目标优化模型
8．3 启发式算法设计
8．4 模型的扩展应用

第9章 旅客列车运行方案图协调优化理论与方法
9．1 机车周转图与列车运行方案图协调方法研究
9．2 高速铁路列车运行方案图与动车组交路方案协调优化研究
参考文献

前言/序言

　　铁路通过列车运行图把整个路网的运输生产活动联系成为一个统一的整体，列车运行图是铁路运输工作的综合计划、铁路行车组织的基础，是协调铁路各部门、单位按一定程序进行生产活动的工具，其编制质量的好坏，直接影响铁路运输工作的安全、效益和服务水平。而我国铁路运输具有需求大、客货混跑、单位线路运量居世界第一等特点，铁路列车运行图编制的复杂性与困难性较其他国家更为突出。虽然我国铁路已广泛采用计算机编制列车运行图，彻底改变了传统的手工作业编图方式，但随着高速铁路和普速铁路的贯通成网运营，铁路开行的旅客列车种类和数量繁多，路网复杂性增大，施工对运输组织的制约条件相比过去更加严格，既有列车运行图编制系统的自动化程度与实际要求相比还有较大差距，在铁路列车运行图的编制工作中，人机交互调整的工作量仍然很大。旅客列车运行方案图的编制重点在于解决列车运行图的整体布局问题，它是铁路列车运行图的骨架和核心，在很大程度上决定了列车运行图的质量水平。但一直以来，对旅客列车运行方案图编制质量起着决定性作用的列车运行方案主要是人工凭经验通过反复试探得到的，列车运行方案图编制的智能化亟待深入研究。
　　本书在对高速铁路车站通过能力计算方法和天窗设置方案与合理开行时间域等关键问题进行研究的基础上，深入研究了基于车站能力的旅客列车运行方案优化、高速铁路跨线旅客列车运行方案优化、高速铁路列车运行方案图优化、新旧交替列车运行方案图编制优化方法，提出了路网条件下旅客列车运行方案图优化方法，并研究了旅客列车运行方案图与机车周转图及动车组交路协调优化理论与方法。
　　本书由西南交通大学陈钉均等著。第1章由陈钉均执笔，第2章由陈钉均、高天、陈霞执笔，第3章由陈韬、蔡小波执笔，第4章由陈钉均、陈韬执笔，第5章由张杰、陈霞执笔，第6章由陈钉均、高天执笔，第7章由吕苗苗、张杰执笔，第8章由陈钉均、吕苗苗执笔，第9章由张杰、高天执笔。
　　全书统稿工作由陈钉均完成。本书在著作过程中还得到了全国铁路列车运行图编制研发培训中心的倪少权教授、吕红霞教授以及李雪婷、潘金山、郭秀云、廖常宇、谢春等的大力支持，在此向他们表示衷心感谢！
　　由于作者水平所限，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请广大读者批评指正！

《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》 本书深入探讨了在复杂铁路网络环境中，如何科学、高效地编制列车运行方案图（即列车运行图）的理论基础与实现方法。列车运行方案图是铁路运输生产的核心，它直接关系到运输能力、运输质量、能源消耗以及旅客和货物运输的准点率和效率。随着中国铁路网络的飞速发展，线路里程不断增加，车站数量日益庞大，客货列车种类繁多，运行速度差异显著，如何在如此复杂的网络条件下，实现多方利益（如高效率、低成本、高服务水平）的均衡与最大化，是铁路运输科学面临的重大挑战。 本书的章节内容涵盖了以下几个核心领域： 第一部分：铁路运行方案图的理论基础与建模 铁路网络结构与特性分析： 详细阐述了铁路网络的拓扑结构、线路能力、车站通过能力、技术标准差异等影响列车运行的关键要素。深入分析不同类型线路（如干线、支线、高铁、普速）以及不同枢纽（如特等站、大型编组站、客运站）在运行方案图编制中的特殊性与约束。 列车运行时间计算模型： 建立了基于实测数据和工程原理的列车运行时间计算模型，考虑了牵引性能、线路坡度、曲线半径、信号限速、车站停车与发车时间、正线与股道通过时间、编组作业时间等多种因素。模型能够精确预测不同类型列车在不同线路条件下的运行耗时，为方案图的编制提供准确的输入。 运行方案图的数学建模： 将列车运行方案图的编制问题抽象为一系列数学优化模型。包括但不限于： 能力约束模型： 确保在任何时间点，线路和车站的能力都不会被超载，满足“车在图上行，人在图上等”的基本要求。 准点率模型： 设定目标函数，旨在最大化列车准点率，最小化晚点时间，提升运输服务质量。 运输效率模型： 优化列车运行路径和时刻，提高线路利用率，增加列车开行对数，从而提升整体运输能力。 能耗与成本模型： 考虑列车运行的牵引能耗、机车车辆运用、人员配置以及运营维护等成本因素，寻求最优的经济效益。 多目标综合优化模型： 针对铁路运输中普遍存在的、相互之间可能存在冲突的多个优化目标（如效率、经济性、准点率、公平性等），提出综合评价体系和多目标优化算法，以找到在多重目标下的帕累托最优解。 第二部分：列车运行方案图的优化算法与求解技术 经典优化算法的应用： 介绍了运筹学中经典的优化算法，如线性规划、整数规划、混合整数规划、动态规划等，并探讨了它们在解决列车运行方案图中特定子问题时的适用性与局限性。 启发式与元启发式算法： 针对传统优化算法在处理大规模、高复杂度铁路网络问题时的计算瓶颈，重点介绍了启发式算法（如贪婪算法、分支限界法）和元启发式算法（如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法、禁忌搜索算法）在列车运行方案图优化中的应用。这些算法能够有效地在可接受的时间内找到高质量的近似最优解。 基于仿真与评估的优化方法： 提出了结合仿真技术进行运行方案图的验证与评估。通过构建高保真的铁路网络仿真平台，模拟不同运行方案图下的列车运行状态，分析其性能表现，并将仿真结果反馈给优化算法，实现迭代优化，直至达到预期的性能指标。 实时运行调整与动态优化： 针对铁路运行过程中不可避免的突发事件（如设备故障、线路阻塞、天气影响等），研究了实时运行调整与动态优化理论。包括列车晚点预测、动态改签、路径重排、临时停运或加开等策略，以及相应的实时调度决策支持系统。 第三部分：面向实际应用的优化方法与案例分析 客货列车运行方案图优化： 区分客运和货运列车在运行方案图编制中的特点与需求。对客运列车，侧重于提升服务质量、缩短旅行时间、提高发车频率；对货运列车，则强调运输效率、成本控制、装卸车组织等。 枢纽地区列车运行方案图优化： 重点研究铁路枢纽地区（如特等站、重要编组站、城市群核心区）复杂的车流、客流、货流交织情况下的运行方案图优化问题，包括进出站组织、咽喉区咽阻缓解、车场作业协调等。 不同速度等级混合运行的优化： 深入分析了高铁、普速、货运等不同速度等级列车在同一线路上混合运行时，如何科学编制运行方案图，以最大化线路能力，同时保障各类列车安全、高效运行。 案例研究与实践应用： 选取中国典型铁路枢纽或干线网络，详细介绍本书提出的优化理论与方法在实际运行方案图编制中的应用过程、取得的成效以及解决的实际问题。通过具体的案例，展示理论方法的实用性和有效性。 本书的出版，旨在为铁路运输管理者、调度人员、技术研究人员以及相关专业学生提供一套系统、全面、具有实践指导意义的铁路列车运行方案图优化理论与方法。期望通过本书的研究成果，能够进一步提升我国铁路运输的智能化、高效化水平，为构建现代化、高质量的铁路交通体系贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名就充满了技术感和实用性，让我对接下来的内容充满了期待。我一直认为，铁路运行方案图的制定，是铁路系统运行的“大脑”，它需要考虑的因素错综复杂，涉及到时间、空间、资源、安全等方方面面。而“优化理论与方法”的加入，则表明这本书将从一个更高的维度来解决这些问题，不仅仅是简单的安排，而是要追求最优解。我可以想象，书中会涉及到如何处理各种突发情况，如何进行动态调整，以及如何利用先进的技术手段来提高方案的鲁棒性和适应性。特别是“路网条件”这个前提，使得问题变得更加复杂，需要考虑不同线路的连接、分流、合流，以及由此带来的调度压力。我期待这本书能够提供一套系统性的理论框架，帮助我们理解并解决这些复杂的问题，或许还会包含一些具体的案例分析，来展示这些理论和方法是如何在实际中应用的。这本书的价值，不仅在于其学术上的贡献，更在于它对提升铁路运输效率和经济效益的实际指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我对于这本书的初步印象，来自于其标题中“优化理论与方法”这几个字。它给我一种感觉，这本书并非仅仅是描述性的，而是充满了解决问题的力量。我可以设想，在庞大的铁路系统中，列车运行方案图的制定，就像是在一场精密的交响乐中，每一件乐器、每一个音符都必须在恰当的时间出现，才能奏响和谐的乐章。而“优化”二字，则意味着要在这场交响乐中找到最完美的编排，以达到最高的效率、最少的资源消耗，以及最少的延误。这本书很可能深入探讨了在复杂的路网条件下，如何平衡各种矛盾和约束，例如，不同速度等级的列车如何在同一条轨道上运行，如何分配股道资源，如何处理临时性的运行调整等等。我尤其好奇它是否会涉及到一些先进的数学建模技术，比如整数规划、约束规划，或者是一些基于人工智能的优化方法，如遗传算法、模拟退火算法等。这本书的出现，对于铁路系统而言，就像是在为其注入更强大的“智慧”大脑，让原本就高效的铁路系统，能够更上一层楼，应对更加严峻的挑战。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到这本书，最直观的感受便是其厚重感和专业性。书名《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》本身就揭示了其核心研究内容——如何在复杂的铁路网络环境中，通过科学的理论和方法，实现列车运行方案图的最优化。我能想象，这之中必然涉及到对铁路系统运行规律的深刻理解，以及对各种优化算法的精通。铁路运行方案图的制定，绝非简单的线性排布，而是要在有限的轨道资源、时间窗口内，尽可能地满足大量的、有时甚至相互冲突的运输需求。这本书很可能深入探讨了如何建立精确的数学模型来描述这种复杂性，如何定义明确的优化目标（例如最大化运输能力、最小化运行时间、最小化能源消耗等），以及如何运用诸如线性规划、整数规划、动态规划，甚至更加前沿的机器学习和人工智能技术来求解这些优化问题。我尤其期待书中能够详细阐述如何在“路网条件”下，处理不同线路的交叉、汇聚，以及如何应对由于信号故障、天气变化等因素带来的运行扰动。这本书的理论价值和实践指导意义，不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，如同一扇窗户，让我窥见了铁路运行中那些复杂而精密的计算与协调。当谈及“路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法”时，我立刻联想到的是一个庞大、动态、充满变数的交通系统。在这样一个系统中，如何制定出一张能够让成千上万的列车有序、高效、准时运行的方案图，无疑是一项巨大的挑战。这本书，正如其名所示，将目光聚焦在“优化”二字上，这表明它不仅要描述如何制定方案图，更要探讨如何做到最好，如何最大化效率、最小化资源消耗、保障绝对安全。我期待书中能够深入剖析铁路路网的复杂性，例如不同线路的连接方式、信号系统的能力、车站的容纳能力等，并以此为基础，构建严谨的数学模型。同时，我也好奇它会采用哪些先进的优化算法，来解决这些复杂的多目标、多约束问题。这可能涉及到运筹学、控制论，甚至人工智能等多个领域的知识。这本书的出现，无疑会为铁路运输的科学管理提供坚实的理论基础和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题本身就引人入胜，透露着一种解决复杂问题的智慧和能力。作为一个对交通系统运作原理充满好奇的读者，我一直对铁路运行方案图的制定过程感到惊叹。它不仅仅是一张时间表，更是无数列车在庞大路网中安全、高效运行的精密蓝图。而“优化理论与方法”的加入，则预示着这本书将深入探究如何在这种复杂系统中找到最优解。我猜测，书中会详细讲解如何将现实的铁路路网及其运行约束转化为数学模型，并运用各种优化技术来求解。例如，如何在保证安全的前提下，尽可能地提高线路的利用率，如何合理安排列车的发车和到达时间，以减少延误，如何平衡不同类型列车（如客运、货运）的需求，以及如何考虑能耗和环保等因素。特别是在“路网条件下”，如何处理线路的交汇、分流、合流等复杂的交通流问题，将是这本书的重点之一。我期待这本书能够为铁路调度和规划人员提供一套科学的理论指导和实用的工具，从而推动我国铁路运输系统迈向更高的效率和智能化水平。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引眼球，那种深邃的蓝色背景，搭配上银白色的字体，瞬间就营造出一种严谨而专业的学术氛围。我本身并不是铁路领域的专家，但当我第一次翻开它时，就被书名中“优化理论与方法”所吸引，这似乎预示着一种能够解决复杂问题的系统性思维。尽管我还没有深入阅读书中的每一个章节，单从书的整体结构和前言的宏观叙述来看，它似乎在探讨如何在高密度、多线路的铁路网络中，精确高效地安排列车运行，以最大限度地提高运输能力、减少延误，并考虑诸如资源利用率、能耗等诸多现实因素。这种优化问题，放到任何一个庞大复杂的系统中都极具挑战性，而在铁路领域，其重要性不言而喻。我期待这本书能深入浅出地剖析这些优化问题的本质，并提供一套行之有效、可操作性强的理论框架和具体方法。想象一下，在繁忙的节假日，无数列车穿梭于纵横交错的轨道上，如何才能确保每一班列车都能准点到达，避免不必要的拥堵，这背后需要多么精密的计算和策略！这本书，或许就是揭开这一切奥秘的钥匙。它不仅仅是关于技术，更关乎逻辑、效率和对未来交通系统的深刻洞察，我对此充满了好奇和期待，希望它能带给我全新的视角和启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书脊设计，给我一种沉甸甸的学术分量感。书名《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》直接点明了其研究的核心——如何在复杂的铁路网络环境中，通过科学的理论指导和实用的方法，实现列车运行方案图的最优化。我能预感到，这本书将是一部关于铁路调度与规划的深度探讨。在现实的铁路运营中，列车运行方案图的制定，需要考虑无数的变量和约束：线路的承载能力、车站的咽喉区、信号系统的配置、不同类型列车（如高铁、普速、货运）的运行需求，以及如何应对突发的运行故障和天气影响。而“优化”二字，则意味着本书并非仅仅是简单的描述性工作，而是致力于寻找最经济、最有效、最安全的运行模式。我期待书中能够详细阐述如何构建精确的数学模型来描述铁路路网的特性和列车运行的动态过程，并介绍各种先进的优化算法（如整数规划、启发式算法、元启发式算法等）如何被应用于求解这些模型。这本书的理论研究成果，有望为提升我国铁路运输的整体效率和竞争力，提供重要的智力支持。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计，带着一种沉静而内敛的学术气质，厚实的纸张和精美的排版，都暗示着内容的扎实与严谨。从书名《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》来看，它所聚焦的课题，正是现代铁路运输系统中最具技术挑战性的环节之一。想象一下，在我国日益发达的铁路网中，每天有数以万计的列车在运行，而如何设计出一套高效、安全、经济的运行方案图，以充分发挥路网的潜力，这是多么庞大而复杂的问题。这本书很可能不仅仅是停留在理论层面，而是会深入到具体的算法和模型。我猜测，它会详细讲解如何将铁路路网的复杂性转化为数学模型，如何定义优化的目标（例如提高载客量、减少能耗、降低延误时间等），以及如何运用各种优化技术来求解这些模型。从“路网条件”这个限定词来看，这本书必然会关注到不同线路之间的相互影响，以及如何协调复杂的交通流。这对于提高铁路的整体运行效率，减少运输成本，乃至提升旅客的出行体验，都具有深远的意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，选用了一种稳重而专业的色调，配以清晰醒目的书名，立刻传达出其学术严谨的特质。虽然我尚未深入阅读，但从书名《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》中，我已能感受到其研究的深度和广度。铁路运行方案图，就好比是整个铁路系统的“心脏搏动图”，它的每一次跳动，都关系到整个系统的顺畅运行。而“优化理论与方法”的引入，则意味着这本书将超越传统的调度模式，致力于寻找更高效、更经济、更具韧性的运行策略。我设想，书中会详细分析在复杂的铁路网络环境中，如何应对各种挑战，例如，如何在多条线路相互交织的条件下，为不同类型、不同速度的列车制定和谐的运行计划；如何通过精准的时间分配和空间调度，最大化地利用有限的铁路资源，避免不必要的空驶和拥堵；以及如何在突发事件发生时，能够快速地调整运行方案，将影响降到最低。这本书的出版，对于推动我国铁路运输管理向更加智能化、精细化方向发展，具有重要的理论和实践意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书脊设计简洁大气，烫金的字体在灯光下熠熠生辉，透着一股厚重感，让人感觉这是一本值得细细品读的学术专著。尽管我还没有机会触及书中的具体公式和算法，但我能从书名《路网条件下铁路列车运行方案图优化理论与方法》中感受到其研究的深度和广度。它所提出的“路网条件”和“运行方案图优化”，无疑是铁路运营的核心难题。我可以想象，作者在编写这本书时，必然经历了大量的理论研究和实践探索，试图将复杂的现实问题抽象化，并用严谨的数学模型和计算方法来加以解决。这其中涉及到对铁路网络拓扑结构、信号系统、车辆调度、乘务员排班等诸多要素的全面考量。特别是在“路网条件”这一前提下，如何处理不同线路的交汇、冲突，以及如何在这种动态变化的环境中制定出最优的列车运行方案，这无疑是一项极具挑战的任务。我猜测书中会详细阐述相关的优化目标函数、约束条件，以及可能采用的算法，例如启发式算法、精确算法，或者模拟退initely优化等。这本书的出现，很可能会为铁路规划和运营管理领域提供重要的理论支撑和技术指导，对于提升我国铁路运输效率和安全性，具有极其重要的现实意义。