综合运输体系下快捷货物运输网络资源配置优化模型及算法

研究综合运输体系下的快捷货物运输网络资源配置优化问题。阐述快捷货运网络服务水平的内涵,提出物理服务水平和组织服务水平的概念,并分析快捷货物运输的组织模式。在此基础上构建综合运输体系下快捷货运网络资源配置数学优化模型,首次将综合运输枢纽选址和运输服务网络设计问题结合到一起,以枢纽定位来指导各运输方式下运输服务网络的构建。给出一种多阶段混合遗传算法对模型进行求解,该算法采用多个阶段间决策变量相互反馈的策略分解模型以便于算法的设计。通过仿真生成算例对模型和算法进行测试,并给出了灵敏度分析。     

基于综合运输网络的客流分配优化模型与算法

以综合运输网络条件下的客流分配为研究对象,提出更适合表现旅客出行需求和各种运输方式相互竞争关系的运输细分方式,采用可量化表征综合运输网络当前客流状态的区间饱和度和径路饱和熵,并结合旅客出行广义费用函数,构造旅客出行阻抗函数,给出以综合运输网络中旅客出行总阻抗最小为目标的客流分配优化模型.基于k条最短路算法和混沌优化算法,在径路选择时考虑当前综合运输网络的旅客出行阻抗因素,设计客流分配迭代优化的动态求解算法.算例表明,利用给出的模型和算法能够得到可行和更为细分的综合运输网络客流分配方案.     

既有繁忙干线基于货运产品的流量分配模型及算法研究

基于货运产品的流量分配是货运产品布局规划的核心技术,对分析铁路运输资源利用情况以及货运产品布局方案的调整具有重要意义。本文借鉴节点拆分思想,构建既有繁忙干线货运产品网络,结合需求特征将运输需求分类,采用改进的k短路算法确定OD对的可选径路集合,设计铁路既有繁忙干线基于货运产品的流量分配模型,利用改进的免疫克隆算法对模型求解,最后结合算例对模型及算法进行验证分析,结果表明模型和算法具有较好的适用性。     

快捷货运动态服务网络设计优化模型及其算法

研究快捷货物运输动态服务网络设计问题.分析快捷货物运输的组织模式,以铁路运输为例,构建了铁路快捷货运动态服务网络设计优化模型,并探讨了公路、航空快运动态服务网络设计优化模型的构建方法.给出了一种基于层次化网络结构的求解策略.在该策略中,快捷货运网络将根据其拓扑结构被划分为若干层次,以简化服务网络结构.在此基础上,设计一种两阶段启发式算法对模型进行求解:第一阶段确定服务网络结构,第二阶段在第一阶段的基础上求解一个多商品网络流模型.两个阶段的决策内容相互影响,最终确定服务网络形态.以Visual Studio 6.0为平台实现上述算法,并给出算例对之进行测试.     

基于服务水平的铁路货物运输网络能力计算方法

引入服务水平等级概念,以OD流量最大和运输费用最小为目标,构建铁路货物运输网络能力计算多目标规划模型.采用按服务水平等级由高至低顺序进行车流量调整的策略,设计基于K短路和最小费用流问题的启发式算法;并针对最小费用流问题,分别给出基于Lingo软件和遗传算法的2种求解方法.在遗传算法中,对染色体采用二进制编码和运用Double-Sweep算法计算各支车流在给定服务水平等级下的可选径路,利用交叉、变异操作遍历可能的车流路径集合,使用启发式车流调整策略,实现线路及车站能力限制条件下不同路径集合的车流分配.算例测试表明,基于Lingo软件的算法适合于求解小规模问题,而基于K短路的遗传算法更适用于求解大规模问题,且具有较高的稳定性和适应性.     

基于点-弧、弧-路模型的集装箱循环班列车流组织研究

立足“公转铁”和“散改集”货源,基于集装箱运输需求的变化性和区域的不均衡性,为了实现集装箱和车辆的均衡发展、改善集装箱运输组织模式,从而充分利用铁路运输能力、提升铁路货运服务质量,围绕一种新型集装箱班列组织模式—固定车底循环班列,探讨其开行条件、班列走行径路等问题。以空车总走行距离最小为目标建立集装箱固定车底循环班列车流组织的点-弧模型,以求解循环班列的弧段选用和弧段上分配的箱流量;考虑循环班列的走行径路特点,以空车总运输成本最小为目标建立弧-路模型,以求解循环班列的走行路径和弧段上分配的箱流量。基于20英尺35 t通用箱的市场使用情况,以35 t通用箱的运单数据作为实证研究,设计搜索循环班列可行路径的算法,利用Gurobi求解器求解2种模型,分析求解结果得到了车流组织方案。对比分析2类模型在计算效率和求解结果等方面的区别,验证了模型的有效性。案例结果表明：点-弧模型求解速度快但无法直观得到走行径路和分配结果,弧-路模型对大规模网络的求解效率较低但能直接得到走行径路和分配结果,集装箱循环班列的车流组织方案可根据运输需求的空间分布和运输组织的复杂性进行调整,以提升运输效率。本研究成果能够...     

货运方式选择行为多属性决策模型及算法

根据决策理论和实践经验,以运输可靠性、运送时间、价格、安全性、便捷性为主要元素,构成表征货运方式的属性集合,构建货运方式选择行为多属性决策模型.根据货运服务主要属性间"部分可补偿"的特性,采用ELECTRE-I方法求解模型,并针对ELECTRE-I方法算法收敛性差的不足进行算法改进,提出采用偏离阈值度的方法构建一致占优矩阵和矛盾占优矩阵,以充分反映矩阵各元素和阈值之间的偏离度,从而克服了用ELECTRE-I算法无法收敛到唯一解的问题.并以北京-上海运输某化工原料的货运方式选择为例,证明了所给出模型和算法的可行有效性.     

基于货物运到期限的列车运行线选择优化研究

采用规划型运输组织模式,根据货运市场动态需求,基于实施日进行铁路货物列车运行图编制是提高铁路货物运输时效性、实现铁路货运改革创新的关键。实现流线结合,对于动态的车流合理选择运行线进行挂运,即将车流指派到运行线对应的列车上,是确定货物运输方案的核心工作。确定的运行线不同,货物运输时间则不同,基于此,可为货主提供多种运到期限选择方案。以车流在途运输时间最小为优化目标,以货物列车运输能力、技术站有调中转作业时间等为约束条件,构建基于货物运到期限的列车运行线选择0-1整数规划模型;模型采用模拟退火算法求解,并提出了运行线选择的k短路算法;最后通过算例分析,验证了模型及算法的有效性。     

公铁联运货运网络潜在运能分析

联合运输货运网络运输能力的计算是多式联运策略制订的基础,本文在对现有联运网络运输能力研究的基础上,根据联合运输货运网络的特性,分析了货运网络潜在运输能力的概念,提出公铁联运货运网络广义运输费用的计算式,基于OD流量扩张对最小路径广义运输费用的弹性,从变需求量的系统最优配流角度,构建公铁联运网络的潜在运能模型,利用改进的方向搜索法实现求解.最后,以一个公铁联运网络为例,对所提出的模型进行求解,并通过与其他方法比较说明本文模型算法的可用性和实用价值,从而为深化公铁联运运能分析提供必要的方法.     

考虑货物异质性和模糊需求的高速铁路货运组织优化方法

组织实施高速铁路快运业务，是满足我国日益增长的高附加值、高时效性快运需求的有效方法。基于高速铁路快捷货运网络的“轴-辐”式特征，以及多品类货物集疏运需求的异质性和不确定性特点，研究高速铁路货运专列开行方案和配载方案的联合优化问题。提出异质货物协同运输策略，以总运营成本最小为优化目标，引入模糊集货需求下的机会约束和决策者风险偏好，构建高速铁路货运专列开行方案的混合非线性整数规划模型，设计基于并行改进变邻域搜索的启发式求解算法。以京沪高速铁路为例，对模型与算法进行验证和分析，结果表明：该优化方法能够有效提升高速铁路货运专列的装载率并降低运营成本，决策者风险偏好将直接影响优化方案。