突发事件下高速铁路网络晚点弹复性分析与优化研究

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高速铁路突发事件具有突发性、紧急性和破坏性等特点,在日常运营中不可能完全避免。据统计70%以上的高速铁路突发事件为设备故障导致的列车运行短时中断事故,其造成的最直接影响便是列车的晚点,并可能在高速铁路网络上迅速传播,引起更大范围与程度的列车晚点。而我国现阶段运营中应对突发事件造成的晚点多是人为介入干预,调度人员估计晚点的影响范围并凭经验制定相应的调整策略。因此,借助系统弹复性的概念,研究并提高高速铁路网应对突发事件造成的晚点的恢复能力是我国高速铁路运输组织研究的重点。
  本文总结了国内外关于晚点产生与传播、运输网络弹复性和列车运行调整的研究现状。在对高速铁路突发事件进行定义、诱因分析和分类的基础上,结合实际案例数据,分析初始晚点产生的原因。利用图论的方法,解析突发事件下列车晚点横向传播与纵向传播机理,分析晚点在单个区段以及路网上传播的过程和规律。
  描述定义高速铁路网络晚点弹复性,从路网拓扑结构、网络冗余、突发事件、应急调整措施等方面分析高速铁路晚点弹复性的影响因素。研究高速铁路网络晚点弹复性量化方法,在分析交通运输网络现有弹复性评价指标的基础上,从恢复程度与恢复速度两个方面建立突发事件下晚点弹复性的合理评价指标。指标能全面反映突发事件发生后,采取一定应急调整措施的情况下高速铁路网络应对晚点的恢复能力。
  总结列车运行调整的常用方法,提出基于运行调整的路网晚点弹复性优化方法。以突发事件后区间的限速或中断为例建立事件发生区段和相邻区段的晚点弹复性优化的多目标混合整数规划模型,最后根据模型的特点,提出模型的求解思路和求解方法。
  最后以华东地区的局部高速铁路网为例,设置多组高速铁路突发事件场景验证基于运行调整的路网晚点弹复性优化方法与模型的有效性。选取部分突发事件场景演示模型的求解过程并给出结果,根据结果分析晚点在路网上的时间和空间传播特征,并分析不同场景下晚点弹复性的变化特征。
  总结而言,本文将弹复性的概念引入到高速铁路网络,研究突发事件下晚点的产生与传播,建立高速铁路晚点弹复性的优化方法,对建立弹复性导向的高速铁路应急组织管理体系具有重要的理论和实际应用意义。
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