[发明专利]一种快速识别和消除高速铁路运输能力瓶颈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速识别和消除高速铁路运输能力瓶颈的方法，应用于高速铁路运输组织领域。

背景技术

运输能力问题的早期研究主要集中在各种能力的基本概念和对各单项设备能力的计算与确定上，早在1878年，俄国别尔霍夫斯基最早开始研究通过能力，随后一些学者开始研究平行运行图和非平行运行图的通过能力计算，铁路运输能运力资源优化配置文献综述力的有关概念和理论经过一个多世纪的研究与发展，已经成为铁路运输管理学科的一个重要分支。前苏联和我国铁路运输组织方式相似，都是组织型行车，运输能力研究开展较早，提出了实际可利用能力的概念，指出由作业中断造成的通过能力损失使实际可利用能力比现有的计算通过能力要小得多，通过能力的主要损失不在于运行中断本身，而在于中断所引起的扰动，但文中并未对扰动规律作深入研究。到20世纪60～70年代，前苏联一些专家把客车扣除系数的理论分析和经验公式的计算应用到实际工作当中，取得了较好的效果。

西方发达国家铁路运输组织方式不同于我国，是规划型行车，运输能力相对富裕，能力利用负荷较低而运输质量要求较高，注重对行车组织中各种随机扰动对通过能力的影响研究，比较有代表意义的是德国铁路，他们借助利用率系数计算通过能力，把区间通过能力分为区间通过能力、最小通过能力、限制通过能力、小时通过能力、没有缓冲时间的通过能力以及常量缓冲时间的小时通过能力等，并为保证能力的可实现性和一定的运输质量要求，在列车运行图中都预留了适当的缓冲时间，以弥补各种随机扰动所造成的能力损失，缓冲时间确定的基础则是对随机扰动造成的列车晚点及其传播规律的深入研究，其研究方法主要采用概率统计和排队论。

DeLeeuw(1962)22J，Kneafsey(1975)、Manheim(1979)分别从不同的侧面定义了运输系统能力，把运输系统能力分为最终能力、实际可利用能力和经济能力，最终能力是考虑在物理拓扑结构限制下运输系统的最大生产能力，而实际可利用能力和经济能力则分别强调实际日常运营条件下和最经济运营的模式(最小边际成本和最短路径)下运输系统的生产能力，这三者的关系如下：运输系统最终能力最大，而运输系统经济能力最小。

Scheppach and Faucett(1973)曾尝试确定1950-1970这二十年内的美国综合交通运输系统(包括航空、铁路、公路和内陆水运)的能力，并简要估算了它的大小。Morlok(1978)提出了服务水平概念，这一概念不仅包括旅行时间而且还涵盖可靠性、机动灵活性、安全性、和舒适性等多方面内容，但并没有计算出其具体数值。

Prokopy and Rubin(1975)运用模拟方法评估了铁路运输能力的多个特性，把铁路运输能力定义为各种延迟的函数，并提出了与能力有关的多个延迟函数(如列车运力资源优化配置文献综述速度、区间长度、闭塞分区长度和单线或双线等)，论证了运行速度影响运输能力的最重要参数，阐明了运行速度对运输能力的影响情况。Khan(1979)提出了一种铁路能力分析方法，并应用于加拿大铁路网分析中，结果表明运输能力依赖于影响路网组成的诸多因素，包括各个组成设备、机车车辆类型和货物类别等。

Morlok(1981)讨论了综合运输系统的能力，并把OD需求作为矢量集，进而提出了Traffic Lan。和Traffic Pattern的概念，他还提议开发一个综合运输系统的数学模型，模型的目标函数是综合交通运输系统的最大能力，约束条件是各种交通模式、子系统设备能力、可耗资源限制、机车车辆有效性和运输成本等。Nijkamp(1993)进一步拓展了系统运输能力的许多附加限制条件，认为运输系统应该是一个受多维限制的系统，它不仅受路网拓扑结构限制，还受到包括诸如环境、运营规则和有效管理等更为广泛的限制。Morlok and Riddle(1999)后来在考虑了这些限制条件以后，建立了一个综合运输系统的数学模型。Popken Douglas(1996)讨论了以边际费用为基础的运输能力分析模型，来分析评估运距和运能平衡，这个模型只需要较少的系统参数，就可以决定费用有效性。