铁路车流组织与编组站改编能力的耦合优化

探讨了改编集中化趋势下铁路车流组织与编组站改编能力的优化建模问题。基于改编集中化的特点,提出了压缩路网规模、限制或削减部分非重要技术站的改编能力、调整车流组织方案这3种不同的改编集中化模拟策略,分析了各自的利弊,并构建了改编集中化趋势下铁路车流组织与编组站改编能力的耦合优化模型,最后通过算例分析归纳了相关结论。     

铁路车流改编方案与技术站布局的综合优化

车流改编方案和技术站布局是铁路运输组织工作中重要而又紧密关联的两个基础问题。通过技术站改编能力约束和编组去向数约束,将车流改编方案和技术站布局两个问题组合并进行综合协调优化,以最小化车流走行、改编费用和技术站布局调整投资费用为目标,构建综合优化0-1整数规划模型。鉴于问题的复杂性,提出基于备选集和区域划分的思想对模型进行深化分析和拓展,以降低问题的规模。以具有10个节点的网络为例进行验证,结果表明车流改编方案和技术站布局的综合优化,有利于路网上车流组织和车站作业能力的协调,促进系统的整体优化。     

编组站折角车流组织的优化

深入分析编组站折角车流产生的原因及其对车站能力和作业时间的影响，提出通过调整车场分工、优化相邻编组站车流组织、优化折角车流在站内的组织、组织好列车反接和反发、减少编组站折角车流的数量，来降低车站的重复改编作业，从而提高车站经济效益。     

适应华东二通道分流工作的思考

阜阳北站现有通过及改编能力限制了华东二通道的进一步分流.文章通过对阜阳北站运输组织现状及存在问题的调研分析,从车流预测、车流调整、作业组织等方面提出改善对策,从而达到优化运输组织,扩大华东二通道运输能力并实现进一步分流的目的.     

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.     

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。     

技术站单组列车编组方案模型与计算方法的研究

技术站列车编组计划编制问题属于超大规模的组合优化问题,求解难度较大.以往的研究在考虑技术站改编能力限制时基本上是采用取上限的计算方法,由此得到的最优方案有可能使得列车途经各技术站的改编能力利用不均衡,影响编制方案的实用性.本文在现有技术直达列车编组计划研究成果的基础上,综合考虑车站编组能力、解体能力、调车线容车数等影响因素,以技术站车辆集结消耗、改编消耗整体最小以及技术站改编能力均衡利用为目标函数,构建协同优化的多目标0-1规划模型,提出了基于分块编码的改进型遗传算法的优化方法.算例表明,该算法能有效地求解技术站单组列车编组计划方案,并能取得快速准确的良好效果,为车流组织人员提供可行的优选方案.     

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.     

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.     

编组站通过能力和改编能力模拟计算系统的研究

利用计算机模拟法计算编组站通过能力和改编能力的一般方法，包括到达流的生成、编组站技术作业过程的模拟模型和车站最终能力的确定等三个方面，在此基础上，设计开发了编组站通过能力和改编能力模拟计算系统，并以郑州北编组站为背景，对在列车到发不均衡条件下编组站通过能力和改编能力的适应性进行模拟实验，获得一些有价值的研究结论。