铁路空车调配的多阶段策略优化模型研究

铁路空车调配问题是一个比较复杂的问题,目前国内在这方面的研究主要集中在静态宏观均衡调控上,而国外的研究则主要关注于日常调配的动态变化上。本文首先对该问题的国内外研究现状进行了综述,然后从我国铁路生产实际出发深入分析研究空车优化调配的策略和途径。基于空车服务时空网络的构建,采用动态规划方法提出了铁路局(公司)管内空车调配的多阶段策略优化模型。模型考虑了编组计划、列车运行图、技术计划和日班计划的影响,并在目标上谋求空车调配费用最小化。此外,模型实现了铁路局(公司)日常空车调配中排空和配空的综合优化,为空车调整阶段计划的编制提供了理论优化依据。最后,通过数值算例分析,模型的有效性得到证明。     

路网节点间铁路冷藏车空车调整的蚁群算法

数量调配和网络配流是铁路冷藏车空车调整的2个核心问题。在对问题进行抽象描述的基础上，建立了铁路冷藏车空车调整协同优化模型，将空车调整径路与数量两者统一到同一个模型中，实现两者整体上的优化。通过约束条件分析，在不改变铁路冷藏车空车调整问题协同优化性质的前提下对模型进行简化，将非线性模型转化为线性模型，设计相应的蚁群算法（ACO），并对算法复杂度进行分析。通过理论分析和实际算例分析表明，ACO算法易于利用计算机实现，对求解铁路冷藏车空车调整问题具有优势。     

基于时间窗的铁路空车调配优化模型及求解

针对以往铁路空车调配优化研究中对时效性考虑不足的现状,考虑到空车过早或过晚到达都会给铁路运输企业带来额外的费用支出,按照空车运输费用、积压库存费用及延误损失费用之和最小的原则,建立基于时间窗(规定时间段)和区段空车运输能力约束的空车供需平衡调配优化模型。以由3个空车供应站、4个空车需求站组成的铁路运输网络为例,按照线性整数规划求最小值问题,运用LINGO软件进行仿真求解,得到最优空车调配方案。     

铁路空车调整的算法模型及软件实现

本文结合我国铁路空车调整计划的实际,提出了空车调整的优化算法,探讨了人工智能在此问题上的应用,并针对当前常用的B/S软件结构给出了具体的软件实现.     

“实货制”下铁路空车动态调配两阶段优化模型与算法研究

铁路现行的"实货制"货运组织原则,要求对客户提出的要车申请敞开受理、随到随办、及时批复。本文针对客户空车申请具有波动性的特点,构建铁路空车动态调配两阶段优化模型,制定相应的"预优化空车调配"和"二次优化调配"两阶段求解策略。预优化空车调配是对固定需求的空车调整进行优化,二次动态调配指执行预优化调配过程中,对于新产生的装车需求而重新进行的策略优化。将空车调配的决策周期进行时段划分,以费用最小化为目标函数,综合考虑车站的到发能力、各时段空车供需能力、线路通过能力建立模型,采用整数编码的微进化算法对模型进行求解。算例表明模型与算法能够较好解决空车需求动态变化的调配问题,为空车调整及批复客户空车申请提供决策依据。     

全路空车动态调配及路网分界口排空流量测算方法

针对目前仅依靠静态思想和人工经验制定铁路局分界口排空计划的局限性,分析日常空车调配的动态特性,提出空车调配的多时段动态优化思想以及次日路网分界口排空流量的测算方法。探讨研究的实际应用需求和理论计算可行性;基于广义平均旅速建立时空服务网络,根据其特殊性构建支点站间空车动态调配优化模型;针对模型特点提出一种基于混沌思想的粒子群算法,并进行算例验证;通过全路同构支点路网的空车动态调配计算分析,表明模型和算法在应用于解决大规模路网空车动态调配问题时具有一定的适应性,并同时设计了基于空车动态调配计算结论的次日路网分界口排空流量测算方法。     

路网空车调整系统的设计与实现

路网空车调整计划是全路技术计划的重要内容,编制科学优化的空车调整计划对加速车辆周转具有重要意义.在分析路网空车调整问题的基础上,确定路网空车调整系统的目标与功能,按空车集结输送的组织方法,提出调空区段、空车计算站和空车集结站等概念以降低问题计算规模,引入空车走行径路使空车调整计算结果更具有可操作性.设计空车调整优化计算过程,通过实际数据计算验证表明,该计算方法能够按预订要求编制空车调整计划,编制结果令人满意.     

铁路空车调配问题的随机机会约束模型及遗传算法

提出一类特殊的随机机会约束模型来求解铁路空车调配问题。这类随机机会约束可转化为相应的确定性等价类,应用遗传算法求解。通过对实际空车调配问题的数值计算和分析,表明了不确定性优化模型和所设计遗传算法的有效性并在铁路运输中有广泛的应用前景。     

路网空车调配效率综合评价模型研究

充分考虑铁路路网中空车调配的必要性,分析空车调配的影响因素,确定评价空车调配效率的指标体系,建立空车调配效率模糊综合评价模型。利用该模型对太原铁路局管内的空车调配效率进行综合评价,提出保证空车调配效率的措施,改善路网中空车的周转效率,对提高铁路货物运输质量有重要意义。     

基于滞留费用的空车调配优化方法

在分析当前空车调配过程中存在的问题,以及强调可靠的空车分配计划对于加速货车周转和最大限度地满足客户需求重要性的基础上,研究了铁路空车调配问题。构建了基于货物滞留费用的铁路空车调配多品类整数规划模型,并以空车在分配过程中发生的总走行成本、车种代用成本和客户需求未满足的货物滞留费用之和为目标函数。在空车总体上需求大于供给的情况下,模型充分考虑了车种代用和满足重点货物、重点客户对空车需求的条件,从而能够更好地反映铁路空车运用的实际。通过车种代用和空车源选择,所获得的分配方案能够满足更多客户的装车需求。算例的空车分配结果显示,所构建模型可以用于编制高质量的空车调配计划,这对于缓解当前我国铁路货车总体不足、加速车辆周转、提高货运服务质量等有重要意义。     

铁路站场咽喉区优化设计及平面图自动铺画方法研究

铁路车站咽喉区平面设计在站场计算机辅助设计中占有重要的地位,本文运用图论思想对车站咽喉区结构图型进行数学抽象,提出识别咽喉区结构图型中道岔邻接关系的象限推理方法,建立以缩短咽喉长度为优化目标的数学模型,并依此实现利用计算机推算咽喉区最优岔心位置坐标的算法,最后通过实例对文中提出的模型算法进行验证.     

电力机车防火控制系统优化设计探讨

介绍了目前国产电力机车上安装的防火控制系统的各种模式及特点,逐一分析后提出了一种改进后的优化方案。     

基于载波移相控制的脉冲整流器直流侧支撑电容电压谐波抑制研究

以电力牵引交流传动系统中两重化脉冲整流器拓扑为研究对象,以实现其直流侧支撑电容电压谐波抑制为目标,首先从理论上分析了直流侧支撑电容容量的设计方法;然后分析了稳态运行时直流侧电压高次谐波的产生机理,并重点分析了两重化脉冲整流器载波移相控制方法对直流侧脉动的影响.理论分析表明直流侧电压高次纹波主要分布在2倍开关频率附近,载波移相控制技术可以有效地抑制直流侧2倍开关频率附近的纹波电压,从而减小直流侧电压纹波系数.因此在传统直流侧支撑电容容量设计方法的基础上,加入载波移相控制可以进一步减小所设计的支撑电容大小.最后对未添加载波移相控制和添加载波移相控制的方法分别进行了计算机仿真和半实物试验测试.Matlab仿真和dSPACE半实物测试结果都验证了理论分析的正确性和有效性.     

不同土壤结构的牵引变电所接地系统设计

分析了牵引变电所接地电阻、接触电势、跨步电势等相互关系,建立了基于CDEGS软件不同土壤结构模型,通过仿真计算,对牵引变电所接地系统设计的合理性进行研究,为接地系统设计提出了优化思路。     

变刚度弹簧组系统优化设计

根据变刚度弹簧减振装置的运用特点，对其性能进行了分析研究，确定了变刚度弹簧组的性能参数及其与弹簧组中各弹簧性能参数之间的关系。从系统论的观点出发，将变刚度弹簧组中的各弹簧作为一个整体进行研究，以变刚度弹簧组中各弹簧的簧丝直径、弹簧中径及有效圈数为设计变量，以弹簧总质量最轻为目标函数，建立了满足静强度条件、疲劳强度条件、稳定性条件和安装条件，并能反映变刚度弹簧减振装置参数的变刚度弹簧组优化设计模型。采用有限元分析软件ANSYS中自带的优化设计模块中的一阶优化方法编制了APDL语言优化设计程序。以某铁路货车车辆变刚度弹簧组为例，进行了优化设计计算。实例分析表明，本文所提出的设计方法比传统设计方法简单易行、结果合理。     

列车优化操纵原则及其优化操纵策略的数学描述

介绍了根据牵引计算专家知识和优秀司机驾驶经验，确定列车优化操纵原则、列车运行过程中的优化指标及其优化操纵策略的办法，给出了列车操纵方案的数学描述，为列车优化操纵示意图的自动生成系统及列车自动控制（ATC）模式的研究奠定了基础。     

基于约束推理的车站咽喉图型识别及优化设计模型

通用型计算机辅助设计(CAD)软件中不包括铁路车站咽喉平面设计的工具,因此需要研究专业的设计平台。本文认为解决该问题的途径是,首先基于人机交互的图型环境,输入并建立车站咽喉的结构图型,然后通过有效的计算手段识别和判定这种咽喉结构,最后通过结构计算实现车站咽喉平面设计的目标。文章认为模块法比画线法输入咽喉结构图型效率更高,也便于识别。因此,将车站咽喉的基本图形分解为6种基本图元,并对这些图元进行了恰当的描述。应用矢量对接判定条件,识别咽喉结构图型中图元的连接关系。依这种关系,应用约束推理方法和最优化的数学模型,计算满足咽喉设计条件下最优岔心位置坐标和最大平行进路数,从而实现车站咽喉平面设计优化和自动化。     

铁路危险货物办理站优化配置方法研究

铁路危险货物运输办理站的配置,涉及到路网分布、设置地点、城市规划、环保要求、业务功能以及与其他运输方式的分工、衔接等,是个复杂的系统工程,但很久以来靠经验判断,缺乏理论性指导。基于此,本文首先针对危险货物办理站及相关状况,分析车站内部和外部因素,并建立危险货物办理站配置的评价指标体系,然后采用专家咨询和层次分析法确定指标权重取值,计算得到评判矩阵,从而建立用于铁路危险货物运输办理站配置的模糊综合评判方法,最后以北京铁路局大红门站为例进行实例分析。案例表明,该危险货物办理站优化配置模糊综合评价方法,在危险货物运力资源布局、调整、决策中具有科学性、客观性和适用性。     

列车行车优化操纵的研究

通过采用改进列车行车操纵策略来降低列车运行能耗是一种最简单也最有效的降低能耗的方法,依据目前国内外学者对降低列车能耗提出的列车优化操纵方法的研究,本文提出了一种新的优化操纵方法-由节时模式向节能模式转化.以VC++ 6.0作为开发平台,开发出了能够实现列车运行仿真的列车优化操纵仿真软件,以大准线清水河-王桂窑区段的数据资料进行验证,得出这种方法是正确的和实用的.     

受电弓参数优化对弓网系统动态受流的影响

在介绍受电弓基本优化方法的基础上,确定了两种受电弓优化方案。利用Matlab仿真软件分析了两种方案下受电弓参数对受电弓-刚性接触网系统动态受流的影响,得到了受电弓的优化参数,并对两种方案进行了比较。