铁路单车种请求车计划自动审批方法

请求车计划审批是货运日班计划编制的核心内容,也是整个货运日班计划编制的基础,对请求车计划审批进行优化可以提高铁路货运计划的编制效率和质量,进而提高铁路运输的社会和经济效益。本文考虑铁路车站装卸车能力、分界口交接能力、限制口通过能力等能力约束,请求车计划审批数量限制、空车运用等实际约束条件,建立了以铁路运输收益最大、请求车计划优先级分值之和最大以及局管内空车调整走行公里最少为综合优化目标的单车种请求车计划自动审批模型。本文采用商业优化软件LINGO对所建立的优化模型进行求解,并结合具体案例对模型的可行性及有效性进行了验证。     

铁路营销日班计划编制辅助决策的算法及实现

针对铁路分局或铁路局请求车数审批的盲目性，提出了一种优化调整算法、该算法是基于单目标、多约束条件的单纯形法．它有请求车数、交出分界口、到达分局、限制口、装车站等的限制车数为约束条件，以日班计划承认车运输收入最大化为目标函数、在此算法的基础上，开发了货运经营性决策系统．本文的理论研究结果和开发出的系统为运输企业的合理经营及经济效益的提高提供了有效的工具．     

面向大客流的城轨备用车投放车站选择与优化模型

为快速疏解城轨线路上车站的大客流，减少乘客的等待时间，研究了备用车投放问题; 在考虑列车追踪关系、列车停站时间等约束的基础上，建立了综合备用车投放时机确定、投放最佳车站选择和时刻表动态调整的多目标优化模型; 界定了城轨备用车开行条件，提出了城轨备用车投放时机的定量化判定方法; 用0-1变量表征车站是否具备备用车投放条件，并将其作为模型输入，以减小大客流车站乘客等待时间和降低运行图偏离时间(延误时间)为优化目标，构建了备用车投放的混合整数非线性规划模型，该模型通过比较不同的备用车投放方案效率得到最佳的备用车投放车站和后续开行计划; 为同时求解0-1变量与连续变量，设计了带惩罚函数的改进粒子群优化算法求解模型。研究结果表明:该方法可对所有符合备用车开行条件的车站制定投放方案，并进一步筛选出最优的备用车投放车站，最多可减少1 318 209 s的乘客等待时间，优化效率为21.9%，且改进的粒子群优化算法对混合整数非线性规划模型的适用性较好; 相比于既有城轨线路列车运行调整和时刻表优化方法，本文提出的方法在应对突发大客流的备用车投放时机上做出了更加定量化的判断，优先考虑了大客流车站的疏解能力和效率，并优化了备用车与后续列车的开行方案，可以有效解决高峰时段车站大客流问题。      

车货供需匹配模型与算法研究综述

随着货车保有量及货运需求的迅速增长,车货供需匹配问题成为了货运电子商务平台的核心和热点。本文主要针对车货供需匹配问题从模型和算法两个方面对现有文献进行梳理和总结。在车货供需匹配模型方面,考虑的优化目标主要包括满意度、公平性和稳定性三个方面的评价指标,根据应用场景,将车货供需匹配模型分为一对一、一对多和多对多三类,其中一对一车货供需匹配模型针对整车运输,其他两种则对应零担运输。随着三种应用场景的模型复杂程度越来越高,相应求解难度、求解时间也呈现递增趋势。在车货供需匹配算法方面,根据货运需求数据的结构与特点可以划分为最优化算法、人工智能算法、推荐算法以及其他算法四类：对于小规模、时效性要求不高的货运需求,可以根据模型的特点与特性设计最优化求解算法;对于大数据、交互性数据或实时性要求高的货运需求,人工智能算法和推荐算法则是车货供需匹配问题的有效途径,其中人工智能算法通过预测车主行为或匹配结果实现匹配任务,而推荐算法可以针对车货需求大数据实现有效的召回并推荐。最后,本文总结了现有研究的不足之处,并从中归纳出三个值得进一步研究的方向：一是结合实际业务场景和车货信息大数据背景,提高车货供需匹配方法...     

区段管内车流组织优化方法

合理的区段管内车流组织是提高铁路车流组织水平、设施运用效率和区间通过能力等的重要保证。通过分析影响车流组织的因素，合理地描述了区段管内车流组织的费用，建立了以集结车小时、停留车小时和停站次数最小化的优化模型，并给出一种优化求解算法。实际运用表明，优化模型优化运算效率高，求解的列车开行方案令人满意。     

基于遗传算法的单线列车运行调整体系

针对单线列车运行的特点，提出了“相邻列车”的概念，根据此概念建立了单线列车运行调整模型，并推导了列车运行图偏差函数作为模型调整目标．鉴于列车运行调整问题的解空间太大，用一般的运筹学方法难以有效地求解，提出了基于遗传算法的优化求解算法．该算法根据被调整列车的等级将原问题分解成若干子问题，并在对每个子问题求解的过程中，运用遗传算法在解空间中寻优．仿真结果显示了该模型和算法在应用于实际运行调整时的有效性和实时性．     

非线性约束条件下的广义投影梯度法

对非线性约束条件下的优化问题提出了三个广义投影梯度方法，算法Ａ能够求解非线性不等式约束优化问题，在此基础上，又提出了能够求解非线性等式和不等式约束优化问题的算法Ｂ．进一步，通过简化算法Ａ，又给出了能够专门求解一般线性约束优化问题的算法Ｃ．并且在较弱的假设下，证明了三个方法的全局收敛性。     

客运专线动车组运用计划的计算机编制

根据动车组运用规则，建立了动车组运用计划整数规划模型．为降低求解的复杂性，将动车组运用计划编制问题转化为交路段生成和基于交路段的交路生成两个问题分步求解．用多起点搜索和交路段互换的方法，使求解结果在有效性和均衡性上得以优化．实际编制实验表明了模型和算法的有效性．     

信号控制模型中利益分配问题的研究

设计了一个平衡约束条件下信号控制与平衡网络设计组合问题的多目标规划模型，然后使用效用函数法将有双目标的上层优化问题转化为一个单目标优化问题．在这种情况下，该模型变成一个标准的双层规划模型。并利用全局优化方法模拟退火算法和惩罚函数法相结合求解．     

区段管内车流组织研究

根据区段管内列车的运行过程和车流产生情况，分析列车的各种车小时消耗，在着重考虑集结完成的车流在站等待挂车车小时消耗的前提下，推导出相应的计算公式。建立以总车小时消耗最少为目标的优化模型，并利用分层求解算法对模型进行求解，进而求得总车小时消耗最少的运输组织方案。     

路企直通运输空车调配模型及算法研究

路企直通运输这一新的运输组织模式使传统路网空车调配问题具有了新的特征,在借鉴传统空车调配问题模型的基础上,统筹考虑卸空站、装车站、技术站的空车调配数量、路径和时机问题以及技术站始发空车专列的来源,建立基于整个运输过程费用最小化为目标的路企直通运输空车调配模型并分为技术站空车配流和路网空车调配两个问题求解,使得空车调整模型符合运输生产实际并具有普遍意义,以上海铁路局部分战略装车点配空为例加以验证,该模型的采用对路网上空车调整问题将起到很好的借鉴作用。     

Study on the Organization Model of Wagon Flows in Railway Terminal

Railway terminal is an important part of railway network. Transport organization of railway terminal is the key of the railway transport organization. Moreover, the organization of transport work is based on the organization of wagon flows in the railway terminal. Because of the great amounts of equipment and a large number of train operations, the study on railway terminal transport organization is mostly focused on a marshalling station in railway terminal or a part of it. Systematic study taking railway terminal as a whole is very few. In this paper, the organization of wagon flows in a railway terminal is analyzed and a wagon flow model in a railway terminal is established. The main principles of organization of local trains are also presented.     

日常动态货物列车开行方案优化研究

为使铁路行车组织符合日常货流动态变化，本文提出编制日常动态货物列车开行方案，以确定货物列车开行的始发终到站、开行数量、编组内容和开行时段.基于编组计划、运行图等基本运输计划构建列车时空网络，以车流走行费用，列车运营费用，车流延误费用之和最小为目标；考虑车流径路唯一，节点流量平衡，列车开行数量，车流中转时间等约束，构建整数规划模型.为提升算法的求解效率，增加解的个体数目实现算法的并行性，引入多邻域移动准则，设计改进的模拟退火算法进行求解.以蒙华铁路实际数据进行案例分析，结果证明了本文模型和算法的有效性.     

日常动态货物列车开行方案优化研究

为使铁路行车组织符合日常货流动态变化,本文提出编制日常动态货物列车开行方案,以确定货物列车开行的始发终到站、开行数量、编组内容和开行时段.基于编组计划、运行图等基本运输计划构建列车时空网络,以车流走行费用,列车运营费用,车流延误费用之和最小为目标;考虑车流径路唯一,节点流量平衡,列车开行数量,车流中转时间等约束,构建整数规划模型.为提升算法的求解效率,增加解的个体数目实现算法的并行性,引入多邻域移动准则,设计改进的模拟退火算法进行求解.以蒙华铁路实际数据进行案例分析,结果证明了本文模型和算法的有效性.     

车流组号算法

依据重车的到站来确定其所属出发车流组号是技术站的基础工作.基于数据结构的基本原理,提出了依靠车流最短径路链段用枝端相接的多杈树来划分技术站车流组号范围的数学模型,利用有分段终止条件的遍历方法解决了算法问题.在这一基础上,提出了组号范围的数据库存储和组号图的图示方法,为计算结果的程序应用和查找提供了条件.     

铁路网配流优化模型

在分析已有配流模型的基础上,考虑车流改编作业,对已有模型进行了修正,以正确选择车流径路.设置3组0-1变量,建立了适合我国铁路运营实际的铁路网配流模型,目标函数为车流在技术站和线路上的总费用最小.模型考虑了OD流无法完全分配的情形,克服了已有模型未考虑车流改编作业导致车流径路选择不准确的缺陷,从而获得更贴近实际的配流结果及车流改编方案.     

铁路车站空车调配优化模型设计

空车调配是铁路车站运输组织工作的重要内容。参考传统运输问题模型,结合车种代用、分阶段实施、重点任务优先完成、摘挂作业机车消耗等实际问题,首先提出车站空车调配的确定性数学模型,然后考虑车流推算数据与实际生产之间的误差,综合目标函数与作业点空车供应量的不确定性,建立车站空车调配的模糊规划模型,提出模型求解的思路与方法。     

铁路货车车体线路动态响应仿真与验证

针对大系统仿真分析方法与试验结果出现偏差问题,基于实际线路测试数据,以车体子系统为仿真对象,辅助于模拟台架的试验数据,建立了26个自由度的多体仿真模型,实现了车体线路动态响应的仿真计算. 结果表明:摇枕垂、横向加速度响应结果仿真与试验RMS （root mean square）误差最大值为9%. 在1.5～15.0 Hz主要频率段,车体枕梁垂、横向振动加速度的试验结果和仿真结果的RMS误差低于8.57%,车体关键焊缝仿真与试验的动应力响应波形基本一致. 通过与试验结果的对比验证,仿真结果基本反映了车体在实际线路运行时的动态响应情况.