基于层次分析法的某高铁区段列车运行图编制优化及评价研究24000字论文

基于层次分析法的某高铁区段列车运行图编制优化及评价研究高速铁路运输工作的综合性计划是高速铁路列车运行图，运行图在铁路运输组织工作中占据着极其重要的地位。本文在研究学习相关文献的基础之上，进一步对高速铁路列车运行图编制理论以及评价方法深入学习，对京沪高速天津——徐州区段的高速铁路列车运行图进行编制，利用层次分析法构建评价模型，在评价基础上对运行图进行优化，主要工作包括以下几个方面：1.学习我国高速铁路列车运行图编制主要基础理论，为后续评价研究以及运行图优化提供理论依据。2.在学习我国高速铁路列车运行图理论的基础上，依据天津——徐州区段高速铁路线路情况、列车开行方案以及列车始发时刻表等资料，利用AutoCAD软件，绘制出天津——徐州区段高速铁路列车运行图。3.运用层次分析法构建天津——徐州区段高速铁路列车运行图指标体系，包括3个准则层，7个指标层。利用辅助软件yaahp构建该区段列车运行图的评价模型，最终综合评价得分为77.1749分，属于评价中等水平。4.在对天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价的基础上，发现该区段列车运行图所存在的问题并进行优化，最终得出优化过后高速铁路列车运行图。关键词：高速铁路列车运行图层次分析法列车运行图优化 I 11.1研究背景 11.2研究意义 21.3国内外研究现状 21.3.1国外研究现状 31.3.2国内研究现状 31.4研究内容和结构 51.4.1研究内容 51.4.2论文结构 6第二章高速铁路列车运行图编制理论概述 72.1高速铁路 72.1.1高速铁路的概念 72.1.2我国高速铁路发展概况 72.1.3高速铁路的优势及缺陷 92.2高速铁路列车运行图编制基础理论 2.2.1列车运行图概述 2.2.2列车运行图编制要素 2.2.3高速铁路列车运行图编制方法 第三章天津——徐州区段高速铁路列车运行图编制 3.1天津——徐州区段线路资料 3.2天津——徐州区段线路列车开行方案 3.3天津——徐州区段线路列车始发时刻表 3.4天津——徐州区段线路列车运行图绘制 第四章天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价 214.1层次分析法 214.2高速铁路列车运行图评价指标体系建立原则 4.2.1全面性原则 4.2.2准确性原则 214.2.3定量与定性结合原则 224.2.4实际应用性原则 4.2.5目的性原则 4.3天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价指标体系 4.1.1列车运行图技术指标 224.1.2旅客服务质量评价指标 234.1.3能力指标 4.4天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价模型构建 4.4.1构建递阶层次结构模型 264.4.2天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价 第五章天津——徐州区段高速铁路列车运行图优化 5.1天津——徐州区段线路列车运行图存在的问题 5.2天津——徐州区段线路列车运行图编制优化 38第六章结论与展望 6.2展望 42的高速铁路网。据统计，到2020年底，我国高速铁路通车运行总公里数已经达到了3.8万公里，中国高速铁路网的发展，推进了区域之间的经济建设，加强了列车运行图是铁路把全部交通运输路网体系中全类别的运输生产活动集中路运输能力的条件编制运行图。铁路运输组织的一标)是通过列车运行图进行体现出来的，这就意味着编制一个较好的列车运行图列车运行图在铁路的运输组织工作中占据着主导地位，其是铁路运输工作中的综合性计划，因此，学术界的诸多学者在列车运行图编制与评价方面均进行深入的研究。近年来我国经济社会呈现一个飞速发展的趋势，而我国的高速网络也逐渐建成，乘坐高铁出行成为许多旅客出行的一个必要选择。但对于旅客出行而言有着较高标准的服务需求，并且在其他几种的运输方式之间有着极其激烈的竞争，因此对于铁路的运输企业来说，对高速铁路列车运行图进行评价以及优化是非常必要的。对于目前铁路所拥有的技术设备条件进行充分的利用，进而能够将质量较高的出行服务水平提供给旅客，这样才能在旅客运输市场的激烈竞争当中取得优势。因此，研究高速铁路列车运行图的评价以及优化对于铁路运输组织而言是极其重要的研究方向。并且优化列车运行图对社会发展具有很大的意义。高速铁路列车运行图是行车组织工作中的基础，它直接影响着铁路服务的质量以及铁路运输企业的效益。列车运行图铺画的影响因素有很多种，再加上列车运行图本身是一个技术性文件有很强的技术性，在整个运输组织工作占据着相应的核心地位，这就意味着运行图编制工作质量的高低势必会严重影响着列车运营安全和广大旅客的服务质量，此外还会影响着运输设备的运用效率。随着我国建成小康社会，旅客出行的服务条件要求持续提高，高速铁路与其余的交通方式之间的竞争关系也越来越明显，铁路运输公司必须对所开行高速列车方案做出相应的优化，让每一位旅客在出行中享受到高质量、高水平的服务。于是进一步对高速铁路列车运行图的组织编制展开优化俨然早已成为了整个高速铁路运输的每一项工作中迫切需要解决的重要难题。而我们国家的高速铁路列车运行图的编制工作在我国的运行图的相关领域内创建了一个新局面，不仅要将高质量的运输服务提供给旅客，还需尽可能的减少经营高速铁路的运输成本。总体来说我国高速铁路有着较为特别的行车组织模式，在目前已有的列车运行图指标体系的基础上，创建出列车运行图的评价指标体系来呈现高速铁路的特征可谓是极其有必要的。1.3国内外研究现状近年来科学技术呈现出飞速发展的趋势，我国的运输市场随着科学技术的发展日渐发生变化，不同种类的运输方式之间的竞争也变得越来越激烈，铁路运输的管理体系以及服务标准也逐渐发生转变，对高速铁路列车运行图的编制进行优化变得日益重要，同时也变得更加的复杂化，因此需要针对目前出现的一些新的问题的特点，提出对应相关问题新的理论以及方法。列车运行图是铁路运输工作中一个非常重要的综合性计划，其编制的方法以及编制图的质量评价工作一直以来深受相关专家和学者重点研究。国内外的专家学者针对这一系列的问题也展开以目前情况来看，全世界有很多国家宣布开通高速铁路的运行，这里面主要包含了韩国、法国、德国、日本、英国、西班牙等。国外的高速铁路在正点率方面有着很大的成就，这使得研究人员对运行图编制的相关理论以及方法体系进行一个深入的研究提供了一个较为有利的条件。FuriniF,KiddMPl⁴在高速铁路的路网情况下，在对列车运行线停站的实施方案以及理想始发时刻展开研究的基础上，创建出与之对应的时空网络，逐步开展运行图模型的构建工作，之后在对列车运行图编制问题等方面进行计算，所采用的计算方法为启发式算法。MariaBorjesson,JonasEliasson⁵]判定列车可靠性的指标采取平均晚点时间作为判断的指标，但该指标只能从某种程度上体现出列车的可靠性，与平均晚点时间相互比较而言，列车晚点频率在其他方面会对列车的可靠性有很大程度上的影响，而平均晚点时间指标则是对其他方面对列车可靠性有很大程度的影响进行MohammadT.Isaai⁶提及在列车运行图评价方面，该评价兼有多维度服务评价的复杂性，在该作品中，作者采用列车总晚点时间，平均晚点时间，列车晚点时间与旅行时间二者比值中的最大值当作评价列车运行图的指标。使用模糊AHP评价方法对其文章中的列车运行图展开评价工作，遵照铺画方式的差异将运行图进行先后排序，有利于决策部门对相关事宜进行决策。Capraral⁷对一段时期内铁路运输组织领域内的一系列组合优化问题进行了总结，阐述了其所采取的各种类型相关联的数学模型并对这些数学模型的特点进行了一系列的讨论。Khan⁸对区间运行时分不确定的背景之下的列车运行图的相关优化问题进行研究，将列车总旅行时间及总延误时间的最小值作为研究目标，将其研究内容中的列车运行图编制的相关问题分解为一系列的子问题，分别对每一列单独的列车进行优化。列车运行图编制有着不同的出发点，根据出发点的不同大致可以分为以运输企业列车开行需求为导向和以旅客出行需求为导向两类。我国的列车开行方案多偏向于以旅客出行需求为导向的这一类，而另一类以运输企业列车开行需求为导向则是与我国的列车运行图的铺画相类似。1.3.2国内研究现状我国的高速公路经历了从无到有的过程，目前我国已成为了世界上高速铁路里程最长的国家，但是因为我国的国土辽阔，人口数众多，导致运输需求和供给之间不均衡，我国的实际情况与国外不同，国内的高速铁路运输组织模式不能简单的照搬国外的经验，对此，我国的相关专家学者针对高速铁路列车运行图的编制方法、优化方法等方面展开了深入研究，取得了一系列成熟的研究成果。李强13]在文章中详细表述了运行图3.0系统结构的一系列理论知识，以研究高速铁路列车运行图的优缺点为基础简析对运行图编制提出的新要求，其后在三个层面上解析和优化了运行图的3.0系统，在这当中包含了人机界面、人机交互、实时检测子系统三个层面。蒋亚磊等[9]对客运专线列车运行图质量好坏进行衡量的必要性展开评价工作，建立了均衡性指标、可调整性指标、经济评价指标等相互关联的指标以及旅客服务质量评价指标对客运专线运行图进行评价的指标体系，建立了多个指标、多个层次的模糊综合评价模型，结尾则是利用有根据的算例对模型是否有适用性许红等[10]在高速铁路既有路线的运输组织体系的基础上，对铺画列车运行图的分层叠加数学模型展开分析工作，思索不同类型列车的布点模型和与之对应的求解方法，对相对应的改进型遗传计算方法基础上的高速铁路列车运行图编制工作的进一步优化策略和算法开展设计和改进工作。周文梁等[11对以24h为周期的高速铁路列车运行图的优化模型展开设计工作，在该文章中是以定序优化的方法铺画出高速铁路列车运行图视作与之关联的基础上对模型进行设计，之后又将松弛运行图视作相互对应的基础，再逐步对松弛列车运行图展开优化工作有利于更好的建立模型，对目前的松弛运行图的选择矛盾采取相应的化解方法，其中包括多种方法，主要有平移作业、交换作业变更停站方案以及调整列车始发时间域等多种化解方法。李俊[12]在高速铁路列车运行图组织编制方法的基础之上，运用相关运行图不同类型列车初始布点的措施以及运行线生成方法，运用对列车初始布点时刻进行调整的方法来决定对运行图进行优化的思路，因而对列车运行图编制的相关优化模型展开相应的创建工作，借助相关算例对文章中优化思路、模型以及算法验证其是否具有相应的适用性。鲍晶晶[13使用灰色评价方法来对运行图编制质量的好坏进行评价，利用两种方法相互组合来对指标权重的进行确定，这两种方法依次为层次分析法以及专家打分法，其进行运行图编制质量评价研究的研究对象为成遂渝客运通道。谢恺[14]整理了周期化列车运行图的适用条件，结合了我国高速铁路的路网现状得出了我国可在部分高速铁路线路上采用周期化运行图的有关结论，在分析列车运行图的编制原则以及编制步骤的基础之上对于编制步骤中的关键技术进行相关研究，将周期化列车运行图的编制模型构建出来，以成渝客专为例对模型进行了实证分析。江峰[151借助相关事例进行验证，并对列车运行图编制质量的主要影响因素进行具体的阐述，按照相应的影响因素指定列车运行线的始发时刻、全程停站时间总延长限制，按照相应的步骤建立整数规划模型对于后期对运行图编制开展相应的优化工作有一定的益处，其后将模型的一系列特征相结合，应用在拉格朗日松弛的启发式算法的基础上来对模型的相关问题开展相关的求解工作。倪少权16在列车运行图的编制问题方面对分层决策模型做出了相应的研究，并对相应的分层结构模型进行构建，在学习和探索列车运行计划编制的数字方法的基础之上，创建了在状态空间法和启发式搜索技术基础上的数字方法。汤雪芹[17]充分探讨了列车运行图编制的重要环节、冲突消解技术以及优化的计算方法，在不断优化算法的基础上给出了列车运行图编制的升级之后的算法，往后则是在NSGA-II算法的基础之上得到了列车运行图鲁棒性不断优化完善之后的算法。我国的线路里程相对较长，不仅如此，列车始发时刻的离散性总体而言较大，在列车的运行图中非周期性运行图为主要的运行图，优化列车运行图的目标在于提高列车的旅行速度、改善列车均衡性等等。在近些年来，我们国家对很多关于周期性列车运行图组织编制的优化模型开展了更加深入的研究，并且按照目前我国的实际情况对列车运行图的相应模型进行完善。在对现有列车运行图展开评价的方案中，我国研讨主要是以列车运行图各种各样的技术、服务指标计算当作相应的出发点，搭建出一个综合性的评价指标体系对运行图进行宏观评价，将列车运行线之间的相互之间的影响当作相应的出发点，采用比较精细化的评价指标体系来开展微观评价的相应工作。本论文首要任务是研究高速铁路列车运行图编制的优化的重要理论以及评价方法，其中涉及到以下几个方面的内容：1.对我国高速铁路列车运行图编制的相对重要的理论进行研究以及对编制的问题展开分析。该部分先简单叙述了我国高速铁路的概念、高速铁路发展概况以及高速铁路的优势及缺陷，随后对高速铁路列车运行图编制的基础理论进行阐述。我国高速铁路的列车开行规律以及旅客运输发展与国外开行规律及旅客运输发展之间有着极大的差异。因而对我国高速铁路的特征以及列车运行图编制的理论及特点展开深入分析，相对于高速铁路列车运行图而言是编制运行图的基础，同时也是列车运行图评价及优化的重要环节。2.编制天津徐州区段高速铁路列车运行图。该部分是依据天津徐州区段的线路资料、列车开行方案以及列车始发时刻表编制出天津徐州区段高速铁路列车运行图。3.对天津-徐州区段高速铁路列车运行图进行评价。4.对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行优化。该部分依据天津徐州区段高速铁路列车运行图的评价研究，分析编制出天津-徐州区段高速铁路的列车运行图所存在的问题，并对存在的问题进行优论文一共有六章，其结构如下。第三章：编制天津徐州区段高速铁路列车运行图。本文是以京沪高速天津徐州区段进行编制优化及评价研究，因此在本章节则是先编制出天津徐州区段高速铁路列车运行图。第四章：对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行评价。依据层次分析法建立出天津徐州区段高速铁路列车运行图进行评价评价指标体系，利用评价辅助软件yaahp构建天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价模型。第五章：对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行优化。根据第四章构建出的天津徐州区段的高速铁路列车运行图评价模型，分析该区段所存在的问题，对所存在的问题进行优化并绘制出优化过后的列车运行图。第六章：结论与展望。总结出本文的研究内容以及研究工作，系统地对所研究的问题以及所采用的技术路线进行概述，对以后所需解决的问题以及不足之处进行展望。年代、不同的区域有不同的概念。在上个世纪七十年代的时候，日本政府在所颁发的第七十一号法令当中有下列具体规定：在主要区段的列车运行速度大于200km/h,高速铁路则为在该速度下运行的干线铁路；在上个世纪八十年代的时候，联合国欧洲经济委员对高速铁路列车运行速度做出了下列规定：客运列车专线的运行速度大于300km/h,客货混线的运行速度大于250km/h;在上个世纪九十年代的时候，国际铁路联盟(UIC)对高速铁路列车的运行速度做出了如下规定：新建线路的列车运行速度达到250km/h以上，旧线路进行改造的列车运行速度达到200km/h以上。目前，国际上普遍认为列车最高运行速度达到200km/h及以上的铁路称之为高速铁路。高速是一个相对而言的定义。自从科学技术渐渐开始发展，列车的运行速度将会持续提高，故此高速铁路的概念必将会伴随着运行速度的提升而持续更新。如图2-1所示为中国高速列车。世界上常用的铁路列车运行速度等级划分如表2-1所示。400km/h以上等级常速中速高速2.1.2我国高速铁路发展概况我们国家对既有线路不断对速度进行提高便意味着高速铁路在快速发展。在20世纪的90年代，高速公路与航空运输二者间保持着激烈的竞争，我国铁路为了更好的扩大相应的客流量，提速必须完成。在1991年，我国对广州—深圳这一路线开展了一系列的技术改造工作，并且于1994年时建设完成。而在改造工列高速旅客列车在本条线路上进行发车，该列车的列车运行速度达到了此后，我国铁路分别在1997年、1998年、2000年、2001年、2004年、2007外，另外还对一些新的线路开展了建设工作。在1999年，秦皇岛至沈阳客运专2003年宣布开始运行。将速度为200km/h当作本条路线的设计速度，并以站至锦州南站区段范围内限制速度为200km/h,锦州南站至沈阳北站区段范围内的限制速度为160km/h,在山海关站至绥中两地区之间，线路的运行速度则可采我国在2004年党中央国务院议定通过《中长期铁路网规划》中明确了铁路年调整)》的发展规划，我国高速铁路发展将客车速度为200km/h以上(部分路段160km/h以上)的“四纵四横”客运专线的发展作为重点。 (香港)客运专线，称其为京港客运专线；北京—沈阳—哈尔滨(大连)客运专线，称其为京哈客运专线；上海—杭州—宁波—福州—深圳客运专线。“四横”州—南昌—长沙一贵阳一昆明客运专线，称其为沪昆客运专线；青岛—石家庄—太原客运专线，称其为青太客运专线；上海一南京一武汉一重庆一成都客运专线，称其为沪汉蓉客运专线。我国北京至上海的客运专线贯穿北京、天津至长江三角洲东部沿海经济发达的地区内，全线路运行线路总长达到了1318km,以350km/h的速度作为设计速度，而380km/h的运行速度则为后期开展提速工作的预留空间。京沪客运专线在2011年6月正式宣布开通运行，在线路开通运行的初期，实行300km/h和250km/h两种速度混跑的列车开行模式。2018年7月1日，我国自主研制的加长版“复兴号”动车组以350km/h的速度在京沪高速铁路线上运行，全程只需要4h18min。1.高速铁路的技术经济优势目前中国的高新技术不断进行发展，而高速铁路则是其在铁路上的一个集中体现，高速公路展现出国家科技以及工业化的建设水平，与此同时在经济较为发达和人口密集的地区内，高速公路具备着颇为鲜明的经济效益。高速铁路的技术经济优势主要体现在以下几个方面，如表2-2所示。技术经济优势具体体现大多数国家将高速列车运行速度的最高速度定位在高速铁路的运输能力与航空运输的运输能力相比较安全性好高速铁路在全封闭环境中自动化运营，有一系列的安最安全的交通运输系统。高速铁路运行较为平稳且坐席宽敞，有着先进的设为良好，给乘客提供了较为舒适的乘车环境。高速铁路全部采用的是自动化控制，气候对其的影响环境污染小高速列车多半是采用电力牵引，基本消除了粉尘、煤言，高速铁路的噪声污染是最小的。能源消耗低与大客车、小客车、飞机相比高速铁路的能源消耗是较低的，此外，高速铁路利用的是电力牵引，使用的能源。高速铁路在成本以及技术方面的要求相对较高，要求极其严格的施建标准，管理和维护难度较大并且复杂。因此，建设高速铁路的前提条件客源丰富、经济基础雄厚、科技力量雄厚、地形适宜、管理先进。盲目修建高速铁路不仅会浪费人力和财力，还会破环周围的环境。列车运行图是用以表示列车在铁路区间运行以及在车站到发或通过时刻的技术文件，它规定各次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达和出发(或通过)时刻，列车在区间的运行时间，列车在车站的停站时间以及机车交路、列车重量和长度等，是全路组织列车运行的基础。列车运行图实质上是列车运行时间与空间过程的相关图，它是借助坐标原理对列车运行的时间和空间关系的图形表示。列车运行图有两种各不相同的图形表示，目前，中国选用的表示形式是：横坐标代表具体时间，纵坐标代表列车运行距离。依照不同时间的划分方法，将列车运行图分为三种不同的形式：二分格运行图、十分格运行图、小时格运行图。如图2-2所示为二分格运行图，相邻竖线间的间隔为2min,十分格和小时格所采用的竖线较粗，可应用于组织编制新运图2-3所示为十分格运行图，相邻竖线间的间隔为10min,半小时格用虚线表示，而小时格则用较粗的竖线表示，主要可应用与日常调度工作中调度计划的编制以及运行图的绘制。图2-4所示为小时格运行图，相邻竖线间的间隔为1h,主要可应用于机车周转图以及旅客列车方案的组织编制工作中。列车运行图有着多种不同的类型，但其是由一系列基本要素组成。列车运行图的要素及相关概念如表2-3所示。列车区间运行时分列车区间运行时分是指列车在两相邻车站或线路之间的运行时间标准，由机务部门采用牵引计算和实际实验相结合的方法进行查定。列车在中间站的停站时间列车在中间站的停站时间所产生的时间包括：需进行必要的技术作业，客货运作业，列车在中间站的会车和越行。列车进行技术作业和客货运作业时间标准由每一车站用分析计算和实际查表相结合的方法分别进行确定。机车在基本段和折返段所在站机车在基本段和折返段所在站停留时间标准取决于机车的运用方铁路机车的运用方式有：肩回运转制交路图、半循环运转制交路图、循环运转制交路图、环形运转制交路。列车在技术站和客货运站的列车在技术站、客货运站技术作业过程的主要作业时间标准有：在到列车的时间标准；旅客列车车列在配属段、折返段所在站的停留时间标准；货物站办理整列或成组装卸作业时间根据《站细》确定。车站间隔时间车站间隔时间是指在车站上办理辆列车的到达、出发或通过作业所需追踪列车间隔时间在自动闭塞的区段，一个站间区间内同方向可有两列及其以上的列车，以闭塞分区间隔运行，称之为追踪运行。追踪运行列车之间的最小间隔时间为追踪列车间隔时间I。在列车运行图的基本要素当中，车站间隔时间有几种常用的间隔时间类型，如表2-4所示。表2-4常用的车站间隔时间常用的车站间隔时间类型不同时到达时间(t不)在单线区段，来自相对方向的两列车在车站交会时，从某一方向列车到达车站时起，至相对方向列车到达或通过该站时止的最小间隔时间，称为不同时到达间隔时间。会车间隔时间(T会)在单线区段，自列车到达或通过车站时起，至由该站向同一区间发出另一区间对向列车时止的最小间隔时间，称为会车间隔时同方向列车连发间隔时间(T连在单线或双线区段，从列车到达或通过前方邻接车站时起，至由车站向该区间再发出另一方向列车时止的最小间隔时间，称为同方向列车连发间隔时间。同方向列车不同时到发自某方向列车到达车站时起，至由该站发出另一方向同方向列车间隔时间(T到发)(T发到)时止的最小间隔时间为同方向列车不同时到发间隔时间。自列车由车站发出时起，至同方向列车到达车站时止的最小间隔时间为相对方向列车不同时通过间隔时间(T通)一端连接双线区间、一端连接单线区间的车站上，两个相对方向的列车不同时通过该站的最小间隔时间称为相对方向不同时通过间隔时间。常用的几种车站间隔时间有各自的图形表示，如图2-5所示为不同时到达间隔时间图。如图2-6所示为会车间隔时间图。图2-6会车间隔时间图如图2-7所示为同方向列车连发间隔时间图。如图2-8所车不同时到发示为同方向列和不同时发到间隔时间图。如图2-9为单双线区段相对方向列车不同时通过间隔时间组成图。中国高速铁路列车运行图大致可以分为基本运行图和节假日运行图，运营定期列车、季节列车和临时列车。高速铁路节假日运行图主要是指为客流量波动较大的重大节假日编制的列车运行图。此外，还可以为旅游旺季和特殊社会活动等有特殊需求的分号运行图。 1.高速铁路列车运行图的编制原则及特点高速铁路的编制有其相对应的相关规定，此外，高速铁路列车运行图的编制与既有线运行图相比而言具有不同的特点，如表2-5所示为高速铁路列车运行图的编制原则及特点。表2-5高速铁路列车运行图的编制原则及特点高速铁路列车运行图编制原则高速铁路列车运行图编制特点由铁道部统一组织编制；高速铁路列车运行图应尽可能考虑客流高峰需求，列车开行数量具有按时段的波动性和规律性；严格遵守各种间隔时间标准和规章制度；列车开行数量受动车组数量和运用方式的制约，应尽可能提高动车组的上线率；尽可能按时段、服务频率安排列车运行线；优先原则和列车等级；提高高速铁路及既有线的通过能力；运专线的能力，并为本线列车的开行创造条协调好跨线列车运行线与本线列车运行线的关系，尽量减少高速铁路各种列车的相互影高速铁路综合维修天窗设置方案对跨线列车和夕发朝至列车的开行具有制约作用；尽可能提高动车组的运用效率；高速铁路运行图的编制要考虑相关运行线的合理安排列车停站，以提高列车旅行速度；同时使运行图保持合理的弹性；程相协调；处理好列车密度、列车种类、到发时刻、动2.高速铁路列车运行图的铺画方式编制高速铁路列车运行图有四种不同的编制方式，列车运行图的编制方式和列车的运行位置对通过能力有些许的影响。高速铁路列车运行图绘制方法见表表3-2下行开行方案图1天津南站000000002沧州西站010011003德州东站011100114济南西站000000005111111016曲阜东站111100007滕州东站011111118枣庄站101100019000000001天津南站000002沧州西站101003德州东站011014济南西站000005111016曲阜东站111017滕州东站011118枣庄站10111900000具体的上行开行方案图如表3-3所示。表3-3上行开行方案图1徐州东站000000002枣庄站101111113滕州东站011111114曲阜东站111110015100111116济南西站000000007德州东站011110008沧州西站011111119天津南站00000000表3-4所示。1000000002枣庄站111110113滕州东站111111114曲阜东站010111115101110106济南西站000000007德州东站011111118沧州西站100101119天津南站000000001000000002枣庄站111010113滕州东站111111114曲阜东站111011005101101116济南西站000000007德州东站100010108沧州西站110111019天津南站000000001002枣庄站103滕州东站114曲阜东站115016济南西站007德州东站118沧州西站119天津南站003.3天津——徐州区段线路列车始发时刻表天津——徐州区段线路下行以及上行方向开行的旅客列车的始发时刻表如Fi——i车站的综合服务频率；n剩——途径i车站的旅客列车在i车站能提供的服务人数。2.列车到发时刻合理性系数相对于短途客流而言一般需要尽可能的满足朝发兮归的出行需要，而对于中、长途客流而言一般则是需多开行夕发朝至列车。在编制高速铁路列车运行图的过程当中，需尽量让尽可能多的旅客列车在始发站以及终到站在我国的黄金始发时间段内(即是7:00—10:00及18:00—23:00)。旅客列车到发时刻的合理性系数是指在该站的停站列车当中，到发时刻处于一个合理的到发时段内的列车数量与相应停站列车总数的一个比值。在对高速铁路列车运行图进行编制时，满足旅客对列车到发时间的需求是必要条件之一。列车到发时刻合理性系数的计算公式为：式中：N合理，i——在站到发时刻处于合理时段内的列车数量；在采用一定类型的机车车辆、动车组和一定的行车组织方法的条件下，铁路区段的各种固定设备，在单位时间内(通常指一昼夜)所能通过的最多列车数或对数称为通过能力。高速铁路如果选取的运输组织模式为不同速度列车共线运行模式时，为了方便讨论，一般将速度比较高一点的旅客列车称为A类列车，将速度比较低一点的旅客列车称为B类列车。高速列车因为在列车运行组织等方面与一般的常规铁路有很大的区别，因而对通过能力进行相应计算时有着其自身的特点，其通过能力的计算方法也有相应不同的方法。高速铁路通过能力的特点及相应计算方法如表4-1所示。NB——B类列车数。铁路的输送能力是指在一定的机车车辆类型、一定的固定设备和行车组织方法的条件之下，按照机车车辆等活动设备以及人员的现有数量，在单位时间内所能输送的最多的货物的吨数。该能力的相关计算公式如下：式中：Q——列车牵引的重量，吨；β——每列车扣除车辆自重后的实际载货重量，为货运波动系数，一4.4天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价模型构建4.4.1构建递阶层次结构模型根据4.3所选取的天津-徐州区段高速铁路列车运行图的评价指标体系，建立出该区段的高速铁路列车运行图的评价递阶层次结构模型，如表4-2所示。表4-2天津——徐州区段高速铁路列车运行图评目标层准则层指标层天津——徐州区列车运行图技术指标列车运行速度列车技术速度列车服务频率列车到发时刻合理性系数能力指标通过能力输送能力本文使用辅助软件yaahp来进行模型的构建，通过软件对天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价指标进行层次模型的构建，从而对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行评价。4.4.2天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价yaahp软件兼具AHP层次分析法以及模糊综合评价的功能，本文主要采用的是层次分析法进行评价研究，利用该辅助软件对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行评价的相应步骤如下所示。1.构建层次结构(1)打开yaahp软件，新建空白文件，如图4-1所示。□折使用的文档口分法帮助文提问/查看常见问题打开元决强同网址查同，同示例文件2技术支持个单人及国示C(2)进入yaahp画布页面，依次点击添加决策目标、中间层要素以及备选方案，如图4-2。占量选为露查开靠6准需要准用层更素备选方案音选方军备选方案选方军备选方案备选方案备选方案n泪胜(3)点击决策目标、中间层要素、备选方案，将其修改为本文所评价的指标，依次按照层级连结各个组件，如图4-3所示。列车到制合图4-3层次结构模型(4)点击检查模型按钮，对所建立层次结构模型检查是否合法，若合法则可继续建立模型，若不合法则需按照调试栏中错误信息提示进行修改，如图4-4所示。体卫的2185图4-4模型合法性检验2.构造判断矩阵(1)点击yaahp上方判断矩阵按钮，将页面切换到判断矩阵页面，如图4-5所示。8(2)判断矩阵是表示将本层的所有因素针对上一层的某一个因素(准则或目标)的相对重要性进行比较，即是不将所有因素放在一起进行比较，而是在同一层次的两个因素之间相互比较，尽可能的降低性质不同的众多因素在进行彼此之间比较的困难，因而提高判断矩阵的精准度。在对两两因素之间进行比较时，需按照其重要性程度来进行等级的评定，一般采用1~9标度，如表4-3所示。标度13579若因素i与因素j的重要性之比为aij,那么比为：aij=1/aij将表4-2中准则层和指标层的各个指标进行两两对比，依据表4-3判断矩阵的重要性标度得出指标对比的重要性标度。在判断矩阵的页面左下角处的层次结构当中选择一个节点，点击右侧判断矩阵中的单元格，通过滑动右上方的滑块进行填充单元格的内容，之后依次构建决策目标、准则层中各个指标的判断矩阵，如图4-6所示。4-10所示。yaatp-新文析·列车到发时制合断本128.092186由图4-10可以看出，相对于目标层天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价，列车运行图技术指标所占权重为0.7089,旅客服务质量指标所占权重为点击判断矩阵单独显示，可以得出准则层、指标层的判断矩阵的信息、详细数据以及判断矩阵各要素的权重、图形化的判断矩阵各4-13、4-14所示。如图4-11所示，天津-徐州区段高速铁路列车运行图评价的判断矩阵一致性比例为0.0516,最大特征根λmax为3.0536。观察柱状图得知，列车运行图技术指标所占的权重最大，能力指标其次，旅客服务质量指标最小。如图4-12所示，列车运行图技术指标一致性比例为0.0088,对“天津-如图4-13所示，旅客服务质量指标一致性比例为0.0000,对“天津-徐州区段高速铁路列车运行图评价”的权重为0.1125,最大特征根λmax为2.0000。旅客服务质量指标(一致性比例：0.0000;对“天津——涂州区段高速铁路列车运行图评价的权重：0.1125:Amax:2如图4-14所示，能力指标一致性比例为0.0000,对“天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价”的权重为0.1786,最大特征根λmax为2.0000。在写出来之后的判断矩阵会存在相应的问题，按照常理来说，如果i对j的重要程度是a,j对k的重要程度是b,那么i对k的重要程度应该为a×b,但事实并非如此。因此需要对矩阵进行一致性检验，如果检验结果在一定合理范围之内，则说明判断矩阵不需要修改，反之，则需要修改判断矩阵。(1)计算一致性指标计算一致性指标的公式如下：计算时，当CI=0时，则表明判断矩阵A一致，当CI越大时，则说明A的不一致性程度越严重。由图4-10得出，λmax为3.0536,则检查图4-10中判断矩阵的一致性步骤如同理计算出图4-11中CI=0.0046,图4-12中CI=0,图4-13中CI=0。(2)查找与之对应的平均随机一致性指标RI与之相对应的平均随机一致性指标见表4-4。n12345678900由表4-4得出，当n=3时，RI=0.52,则一致性比例计算如下所示：在图4-10中，软件所计算出的一致性比例为0.0516与上式计算结果相同，且一致性比例皆小于0.1,则表明矩阵一致性检验通过，不需对判断矩阵进行修改。同理计算出图4-11中CR=0.0088,图4-12中CR=0,图4-13中CR=0,所计算的结果皆与每一个判断矩阵软件计算结果一致，计算结果都小于0.1,则证明所有的判断矩阵的一致性检验通过。5.FCE评价在层次分析法的计算结果中生成相应的测评表，输入相应的测评表名称以及评价等级，如图4-15所示。良好中等过在创建完成测评表之后，软件会自动生成相应的问卷表，将问卷发放给多为专家收集相应的专家数据，如图4-16所示。天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价评测人姓名、单位和评测对象为必填项!制表日期2022/3/31评测人：NO评测指标评测指1的平均速度良好2中等3良好4中等56列车数或对数称为通过能力。中等7多的货物的吨数。果，对评价等级的分值进行设定，优秀为90分，良好为80分，中等为70分，及格为60分，差为50分。随后所得出的每个指标所占的分数以及天津——徐州区段列车运行图评价的综合评价得分，如图4-17所示。象分图4-17综合测评结果6.评价结果分析运行图综合评价的Excel报告，如图4-18所示。综合评价报告生成日期：2022/3/31良好附表1.评价等论域良好中等差附表2.权向量通过能力图4-18综合评价报告分为77.1749分，属于中等水平，则表明列车运行图的编制仍然存在一定的优化第五章天津徐州区段高速铁路列车运行图优化由图4-10可以看出，相对于目标层天津徐州区段高速铁路列车运行图评价而言，列车运行图技术指标、旅客服务质量指标以及能力指标各自所占权重分别为0.7089、0.1125、0.1786。在列车运行图技术指标中，列车运行速度、列车技术速度以及速度系数各指标所占权重分别为0.3825、0.1158、0.2105。在旅客服务质量指标中，列车服务频率所占权重为0.0844,列车到发时刻合理性系数所占权重为0.0281。在能力指标中，通过能力所占权重为0.0595,输送能力所占权重为0.1191.通过所得的评价结果以及分析所编制的运行图提出以下几点问题：1.某些时段开行的列车数较少分析评价结果所得，天津——徐州区段列车运行图评价各指标所占权重最高的是列车运行图技术指标，其次是能力指标，旅客服务质量指标最小。由图3-1列车运行图分析可知，天津——徐州区段线路在14:00—18:00这段时间段内下行并未新增开行旅客列车，如图5-1所示，这时间段未开行相应列车，对该路段在此时段内的客流不利。路在14:00—18:00列车运行图天津徐州区段线路全长为557千米，纯运行时分总时长为1h37min。在不影响列车运行图技术指标的基础上，为了提高天津-徐州区段在14:00—18:00时段的列车服务频率，以方便在天津徐州区段在14:00—18:00时段的客流出行，故该段线路间在此时段可开行1~2列下行旅客列车以便该时段的2.列车停站方案不合理停站方案对客流的调整能起到相应的作用，设置一个较好的停站方案应尽量提高该线路段的通过能力，起到扩大吸引客流范围的作用。由图4-10可以看出能力指标所占的权重为0.1786,所占权重仅次于列车运行图技术指标，通过能力的所占权重为0.0595,输送能力的所占权重为0.1191。而在第三章所绘制的列车运行图中，所绘制的列车为旅客列车，则重点考虑列车运行图的通过能力。通过对天津-徐州区段线路列车开行方案进行相应分析可得出该段线路列车在各个站的停站次数，如表5-1所示。站名下行停站次数天津南站沧州西站86德州东站5济南西站28曲阜东站57滕州东站21枣庄站55由表5-1分析可得出列车下行方向在泰安站和滕州东站停站次数相对较少，上行方向在滕州东站的停站次数相对于较少。为了提高天津——徐州区段线路的通过能力，扩大吸引在泰安站和滕州东站的客流范围，则应增加在泰安站和滕州东站的停站次数。在保证不影响列车运行图技术指标的基础上，为了提高通过能力以及扩大吸引客流范围，则选择在下行方向的泰安站与滕州东站增加1~2次停站次数，上行方向应在滕州东站增加2~3次停站次数。在对天津——徐州区段线路列车运行图进行评价研究的基础上，针对天津 徐州区段线路列车运行图所存在的问题对列车运行图编制有如下优化方法：1.选择在14:00—18:00时间段内增加一列车为G1列车，始发时刻为15:10,根据该路段现有的列车运行图以及列车的方案图进行分析，在保证不改变列车运行图的列车运行图技术指标以及能力指标的基础上，设定G1列车的开行方案图如表5-2所示。表5-2G1开行方案图1天津南站02沧州西站13德州东站14济南西站0506曲阜东站17滕州东站08枣庄站190如图5-2(a)所示为未进行优化之前的列车运行图，5-2(b)所示为优化之后的列车运行图。图5-2天津徐州区段线路列车运行图优化开行列车数前后对比图2.分析所提出列车运行图存在的问题，根据分析现有方案图以及该段线路列车运行图可得出，增加G321次列车在泰安站停站2min,增加G129次列车在滕州东站停站2min,增加G102次列车在滕州东站停站2min,增加G130次列车在滕州东站停站2min。增加相应的停站次数所得的方案图如表5-3所示。表5-3G321、G129、G102、G130列车开行方案图1天津南站00002沧州西站01113德州东站10104济南西站0000501116曲阜东站10107滕州东站10008枣庄站101090000如图5-3为天津——徐州区段线路列车运图5-3天津-徐州区段线路列车运行图优化列车停站方案之前的列车运行图如图5-4为天津——徐州区段线路列车运行图优化列车停站方案之后的列车运行图。图5-4天津——徐州区段线路列车运行图优化列车停站方案之后的列车运行图综合以上问题的优化方案，绘制最终得到的优化后的列车运行图，如图5-5所示。第六章结论与展望目前我国的高速铁路正处于一个高速发展时期，我国已成为世界上高速里程通车里程最长的国家。高速铁路旅客运输的发展步入了一个新的进程，同时也就意味着运营管理产生出急需解决的问题。而本文所探讨的列车运行图编制问题则是高速铁路运输组织的核心问题之一，对于高速铁路运营管理水平而言有着很深的影响。由于我国的路网结构与其他国家有着很大的不同，因此我国高速铁路列车运行图编制具有很高的灵活性以及适用性。本文是围绕着高速铁路列车运行图编制的基础理论对天津徐州区段列车运行图编制优化以及评价方法进行研究，得出的主要结论如下所示。1.在分析高速铁路的特点以及高速铁路列车运行图编制基础理论的基础之上，研究探讨了列车运行图的编制要素以及编制方法，熟悉了高速铁路运行图的特点、编制过程以及在整个编制过程中的关键要点，因而确定了本文中天津 徐州区段列车运行图编制方法。2.依据所分析的我国高速铁路列车运行图编制基础理论以及天津徐州区段列车运行图编制的一些资料，进而编制出天津徐州区段的列车运行图。所编制的天津——徐州区段列车运行图有下行方向开行的旅客列车13列车，上行方向开行的旅客列车26列。3.分析研究确定利用层次分析法对本文中天津——徐州区段的列车运行图进行评价，构建出评价的指标体系，所构建的指标体系包括3个准则层，7个指标层。利用辅助软件yaahp对指标体系进行模型的构建，最终天津——徐州区段列车运行图所得的综合评价得分为77.1749分，属于中等水平。4.在天津——徐州区段的列车运行图评价模型构建的基础上，对编制的天津——徐州区段的列车运行图所存在的问题进行分析，分析出