重空车流运动组织的协同优化理论及模型

研究如何把重车流和空车流的改编策略略有机地结合起来。即把空、重车流的运行方案作为一个相互关联的系统，然后从费用消耗最小化的角度，确定哪些车站之间开行空车直达去向，哪些车站之间开行空、重混合直达去向，以及哪些车站之间既开空车直达又开重车直达。通过设置４组决策变量：空车直达决策变量，重、空车混开直达决策变量，空车流改编方案变量，重车流改编方案变量，建立了空、重车流综合编组计划的数学规划模型。     

直达与区段列车编组计划及车流径路的整体优化方法

从网络流与组合优化的观点研究直达与区段列车编组计划，车流运行径路的整体优化问题，并建立了该问题的非线性０－１整数规划模型。模型确定了路网上最优的列车接续，直达频度，车流运行径路及改编策略，文末探讨了算法的可行性。     

基于遗传算法的重载与非重载去向开行方案比较研究

本文道德简要介绍重载运输在我国开行的现状，在此基础上建立一个重载列车去向模型。引进一个先进的算法－遗传算法求解模型，根据求得最终优化方案，比较普通直达列车和重载列车开行方案的不同，计算结果表明重载列车的开行应该重新调整现有编组计划，而不是仅仅加大原有开行方向上的编成辆数以实现重载。     

基于调车系统的技术站编组去向方案优化

优化编组去向方案是改善技术站系统分工、合理使用调车线的重要措施。针对传统单点列车编组计划模型将车站视为一个点从而忽视折角车流的不足，将双向编组站的上下行系统分别看作不同的点，提出基于调车系统的编组去向方案优化模型。区别于既有多点列车编组计划模型，根据编组去向的车流内容引入车流折角改编概率，并将编组去向的最小流量、车站的折角改编车流比例、不同编组去向的车流共用同一调车线等纳入模型约束中。在不降低解的质量下，基于Sigmoid函数拟合得到车流折角改编概率的近似计算公式，有效提高模型的求解效率。基于实际路网的算例结果表明，本文模型所得编组去向方案相较于既有模型更加符合运输实际。     

基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型

根据铁路现场车流组织的实际特点,构建基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型.上层规划模型以车流组织总成本最小为目标函数,以车流组织方案的唯一性、技术站的改编能力、调车线的数量等为约束条件,确定列车编组去向的开行方案.下层规划模型以车流改编距离最远为目标函数,以站点出入流量平衡为约束条件,按照最远站法则确定车流改编接续方案.采用模拟退火算法对双层规划模型进行求解,得到了符合最远站法则的列车编组计划优化方案.通过案例的计算结果验证了模型和算法的有效性.     

既有线运能释放及机车交路延长条件下编组站改编能力配置的优化

通过设置虚拟运量增长系数模拟既有线运能释放后运量的变化趋势,以使路网上编组站的扩能投资费用与车流组织费用之和最小(综合效果最优)为目标,构建考虑机车交路延长的编组站改编能力配置优化模型;并采用自适应变异粒子群优化算法实现模型的求解,精确得到路网上各编组站的能力配置需求。研究表明,机车交路延长后能够有效降低无调中转费用,直达去向的数量会随着运量的增长和机车交路的延长而增加;编组站改编能力的合理配置与直达去向方案、车流改编方案密切相关,编组站扩能方案必须考虑全局并以综合效果最优为目标展开协同优化。     

列车编组计划技术(远程)直达去向的车流强度静态标准研究

车流强度是评价技术(远程)直达去向合理性的重要依据。基于经典的车流组织理论,提出了车流强度标准的概念以及基本计算公式,针对其局限性进行了延伸和拓展,形成了计算车流强度静态标准的通项公式。利用列车编成辆数及去向里程两项参数描述不同的技术(远程)直达去向,构建了适用于多去向方案的车流强度静态标准表格,通过比对车流强度评价既有或规划去向的合理性,为列车编组计划的改进和完善提供决策支持,宜于实际应用推广。最后结合实际路网案例验证了车流强度静态标准的实用性和有效性。     

基于端点换重的装车地直达车流组织优化模型与算法研究

优化组织装车地直达运输是缓解我国铁路主要干线运能与运量间矛盾的有效手段,本文在综合考虑装车地直达运输系统费用消耗的基础上,针对运输网络中存在径路选择和重载运输通道端点换重的情况,建立装车地直达运输组织方案优化模型.为了有效解决模型规模随着车流数目的增加而急剧扩大、求解异常困难的问题,设计了基于蚁群算法的求解方法,并通过算例验证了模型与算法的有效性.     

多点列车编组计划优化模型研究

针对单点列车编组计划优化模型应用在含有双向编组站的铁路网上时无法细化到各直达去向在编组站的到发场,将双向编组站的到发场也视为路网中的节点站,并考虑双向编组站内不同改编路径车小时消耗的差异性,以车流的集结车小时和改编车小时消耗之和最小为目标,以编组站上下行调车系统的股道数和改编能力为约束,构建多点列车编组计划优化模型.算例计算结果表明,多点列车编组计划优化模型的优化结果不但能够确定车流在双向编组站内的改编路径及其车流构成,也能够确定直达去向的到达场和出发场.当双向编组站内不同改编路径的单位车小时消耗均相等时,多点模型与单点模型等价;当路网中双向编组站某个调车系统改编能力发生变化时,得到的优化方案也会随之变化,因此对编组站上下行系统的改编能力分别考虑,建立多点模型的约束条件,可使得到的优化方案更符合运输生产实际.     

列车编组计划网络优化方法

在给定合并式车流径路的基础上，提出了合并式编组方案的概念，它不仅数据量小、信息量大、运算迅速，还可按终点分别绘制编方案的树状结构示意图，在合并式车流径路和合并式编组方案的意义下，重新描述了编组计划问题的具有固定耗费的网络流模型。所提出的优化列车编组计划的启发式算法，从沿车流径路逐站改编方案开始，交替地添加、剔除一些编组去向。给定编组去向集时的编组计划问题类似于车汉径路问题，但车流的改编中转站必须限     

判定技术直达去向合理性的静态条件和动态条件方法

为了判定技术直达去向的合理性,提出静态条件和动态条件2种判定方法。静态条件方法是指:根据铁路运输组织学中的必要条件生成车流强度标准的计算公式,以列车平均编组辆数作为表格的横向表头,以运行里程作为纵向表头,形成技术直达去向的车流强度标准汇总表。动态条件方法是指:根据铁路运输组织学中的充分条件生成车流强度标准的计算公式,结合现场的最远站改编法则确定技术直达去向的车流强度标准。结合实例阐述静态条件和动态条件的计算过程及使用方法。通过对比分析得知,静态条件方法适用于评价规划技术直达去向的合理性,动态条件方法适用于评价既有技术直达去向的合理性。     

基地直达车流组织优化

铁路基地直达货物运输对于加快货物送达、加速车辆周转、缓解编组站能力紧张、降低运输成本等具有重要意义。本文在分析基地直达列车开行的必要条件,以及车流以直达或非直达形式输送,在装、运、卸、储各环节的费用消耗基础上,对基地直达车流组织问题进行了研究,构建了基地直达车流组织优化的非线性0-1规划模型。模型中充分考虑了车流在直达基地的各种组合方案,将运输与库存成本纳入同一目标函数,以物流系统成本最优为目标、以直达列车开行的唯一性条件和必要条件为约束来确定基地车流组织方案。构建的模型能够全面地描述直达基地车流的各种组合,符合我国直达货物运输实际,进一步拓宽了铁路车流组织的研究领域。最后给出的构模实例对模型的有效性、合理性进行了进一步的验证。     

机车长交路条件下的技术站列车编组计划无调作业参数模型

基于对传统车流组织优化模式的分析，发现无改编节省参数的局域性。本文在取消直达列车途经支点站均进行无改编技术作业的假设条件，把编组去向和无改编技术作业消耗相关联，通过设置改编作业时间参数和无调作业成本参数取代了无改编节省参数，建立了机车长交路条件下的技术站列车编组计划无调作业参数模型（ＮＴＦＰ），从而实现了支点站〈编组去向〉无改编技术作业站三者之间不规则关联的数学体现。ＮＴＦＰ模型更真实地反映了车流     

铁路车流改编方案随机优化模型及其算法

以同一支车流不可拆散、编组去向容量、车站最大编组去向数量、车站改编能力作为约束条件,以车流走行和改编总成本最小作为目标函数,构建车流改编方案优化模型;在此基础上考虑日均车流量的波动,构造车流改编方案随机优化模型;设计基于随机模拟的混合模拟退火算法;以具有10个节点的网络为例进行验证计算.结果说明:随机优化模型可以获得鲁棒性较强的车流改编方案,该方案虽然不能保证在所有情景下都为最优,但是在绝大多数情景下都是"较优"解.此外,车流改编方案的总成本在车流量随机波动的情况下变化相对平稳,在可容忍的范围之内.可见采用给出的随机优化模型获得的车流改编方案具有更高的可靠性,对车流量变化的敏感度更低.     

装车地直达列车编组计划的优化模型

本文主要讨论了装车地直达列车编组计划的优化问题，在充分分析组织始发直达列车的必要条件及参数选择基础上，构造了装车地编组计划的非线性０－１规划模型，与现有工作相比，该模型更全面地描述了始发车流的各种组合开行方案，从而避免丢失更好的始发直达方案，此外，文中还给出了模型的复杂性分析及构模实例。     

装车地直达列车开行方案优化模型

铁路货物运输在国民经济增长和发展过程中起着越来越重要的作用，而装车地直达运输是一种现代和高效的车流组织形式。它不但能够加快货物送达、加速车辆周转，而且可以减轻编组站作业负担、降低运输成本。本文对装车地直达列车开行方案问题进行了研究。在分析组织装车地直达列车的可能性、合理性及费用参数选择的基础上，构建了装车地直达列车开行方案非线性0-1规划模型。模型中充分考虑了车流在装车地的各种组合方案，并将运输与库存成本纳入同一目标函数，以物流系统成本最优来确定货物列车开行方案。构建的模型能够更全面地描述装车地车流的各种组合，最后给出的构模实例对模型的有效性、合理性进行了验证。     

装车地重载列车开行方案的优化模型

在分析组织装车地重载列车开行条件和经济效益的基础上,构建装车地重载列车开行方案多目标非线性0-1规划模型,针对车流在装车地的各种开行方案和经济效益设置模型参数、定义变量、目标函数及约束条件,以系统总效益最优来确定列车开行方案,并且提出相应的算法。最后通过算例验证该模型的有效性和合理性。     

双向编组站车流接续的综合优化

根据双向编组站车流作业的特点，将各车场能力、解体能力、交换作业能力、衔接方向的通过能力和编组场的股道数作为约束条件，将车辆在编组站的走行距离和集结时间，交换车的作业费用以及在其它车场的作业作为目标函数，构造了车流接续的综合优化模型，采用遗传算法求解模型，并从多方面对遗传算法提出改进策略，仿真计算表明，该模型和算法能够有效地解决了双向编组站的车流接续问题。     

基于组合列车的重载铁路装车区车流组织优化模型研究

根据我国重载铁路车流组织以列为单位调整以及对线路通过能力要求较高等特点,对开行组合重载列车和单元重载列车的重载铁路装车区车流组织优化问题进行研究。建立以组合时间耗费最小化和重载通道流量最大化为目标的重载铁路装车区车流组织优化模型,并引入组合系数的概念,以解决由于列车组合作业造成的列车流输入输出不均衡的问题;为降低多目标优化求解的复杂度,将其转化为网络流模型并验证其解的等价性,并采用最小费用最大流算法对模型进行求解。以大秦铁路为例,研究其装车区车流组织问题,通过对计算结果的分析表明,所给出的模型简单而实用。     

基于编组去向的车流组织任务重构

编组去向是车流组织过程中的一个重要概念,其本质特征是充当车流集结的基本单元,通过梳理车流、规范列流,实现车流向列流转变。通过对编组去向的角色分析,实现了车流向列流的转变,并对车流组织任务重构进行举例分析,为编组方案优化建模提供一种思路。