基于运输成本的铁路集装箱旅客化运输系统开行方案研究

研究铁路集装箱旅客化运输系统开行方案问题,目标是设计出符合新型集装箱系统特点的开行方案,同时减少运输企业成本。提出新型集装箱系统运输组织模式,开行快速集装箱列车和区段集装箱列车实现箱流集疏运。以快速集装箱列车为研究对象,借鉴旅客列车开行方案的编制方法,结合货物运输的特点,考虑箱流守恒、箱流中转及箱流运到期限等约束,建立新型集装箱系统开行方案的整数线性规划模型,并设计自适应大邻域搜索求解算法。通过构建集装箱运输网络进行案例分析,验证模型和算法的可行性。     

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案分阶段编制方法研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案编制问题,基于提出的运输组织模式,考虑车站及线路能力的约束,借鉴货物列车开行方案的编制思路,提出新型集装箱系统列车开行方案的分阶段编制方法。优先确定箱流运输物理径路,规定其具有唯一性;通过归并处理,将箱流全部转化为可通过快速集装箱列车运输的箱流;最终采用基于备选集的方法,以运输成本和箱流总换乘次数最小为目标,构建了快速集装箱列车开行方案优化模型,并利用商业软件ILOG CPLEX进行求解。通过案例分析,验证了提出方法的可行性,且实验结果表明了企业利益与货主利益之间的博弈关系。     

考虑旅客需求的停站方案与列车运行图一体化模型与算法

考虑高速铁路旅客出行的时空敏感性较高的特点,将旅客运输状态引入运输时空网络,构建三维的时间-空间-状态网络,提出基于旅客需求的停站方案与列车运行图综合优化0-1整数规划模型,实现旅客分配、停站方案与列车运行图编制的一体化。设计拉格朗日松弛求解算法,将复杂的列车间强耦合问题分解为单列车的最短路径子问题集合,从而降低模型求解难度。以京沪高铁北京南-曲阜东区段为背景进行验证和分析,结果表明模型不仅实现了较低的运营成本,还能够有效满足旅客需求,实现客流分配、停站方案与列车运行图编制的有机联动。     

我国铁路集装箱旅客化快捷运输系统创新

对比分析美国、德国铁路货运系统特点和适用条件,分析我国铁路货运系统存在的问题,构建了一种新型的铁路快运货物运输系统——集装箱旅客化快捷运输系统。该系统根据集装箱便于装卸的特点,让集装箱像旅客一样直接在车站站台候车。始发或经停班列在临近站台到发线(装卸线)停车后,通过正面吊或门吊直接装卸集装箱,作业完成后直接发车。新型系统在既有线基础上构建3级集装箱节点,实现了集装箱运输旅客化、网络化、班列车底固定化、集装箱设备设施前置化、集装箱运输时间快捷化、集装箱托运客票化、货物运输物流化。运输组织脱离编组站,变车流组织为箱流组织,变车流接续为列流接续,能够满足规划型的行车组织要求,保证货物送达期限。该系统可为开展零担、行包等快运业务客运化提供借鉴。     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

铁路集装箱旅客化快捷运输系统运输组织研究

为解决铁路集装箱运输时效性差等问题,建立铁路集装箱旅客化快捷运输系统,明确该系统"客运化组织、独立班列运输"的设计思想,分析系统的三级站点运输网络,并确定三级站点间集装箱集疏运基本架构,提出定期直达集装箱班列、专运直达集装箱班列、直通集装箱班列、沿途装卸集装箱班列和小运转集装箱列车等5种适合我国铁路集装箱旅客化快捷运输系统的班列运输组织方式,并分析各种集装箱班列的运输组织条件。     

国外高速铁路运输组织方案特点分析

国外高速铁路经过多年的发展和运营经验积累，形成了成熟和高效的旅客运输组织方案，主要体现在紧密结合市场需要，设计高效益的列车开行方案、列车运行图、种类丰富的客票以及构建基于“无缝运输”理念的联合运输体系。分析国外高速铁路运输组织方案特点，结合我国铁路高速客运产品的开发实际，提出编制市场导向型列车运行图，创新列车开行方案与列车运行图设计，加强铁路旅客联合运输体系研究，以使我国铁路适应客运市场需求，提高客运服务质量，获得良好的经济和社会效益。     

考虑能力利用效率的本线与跨线列车开行方案协同优化研究

列车开行方案是编制列车运行图的基础,合理设计列车停站方案对区段内的客流分配有着直接影响。通过研究现行的列车开行方案,结合客流量等数据,考虑提高线路通过能力和列车能力利用效率,进行本线列车与跨线列车的协同优化研究。结合数据,提出假设条件,建立本线与跨线高速列车开行方案协同优化模型。使用多目标优化的线性加权算法进行目标函数的转化和求解,并以京沪高铁为案例,对模型的参数进行标定,得到本线与跨线列车协同优化开行方案。通过对现行方案与优化方案的车站服务频率、停站次数等的对比分析,验证了模型的有效性和可行性。     

城市轨道交通列车运行图鲁棒性优化模型

针对高密度行车因受运输干扰而导致城市轨道交通列车晚点的问题,按照在计划层的列车运行时段内调整列车缓冲时间以优化列车运行图鲁棒性的思路,考虑列车载客能力约束,基于历史客流数据和通过候车乘客与列车的交互关系确定列车的实际停站时间,然后基于列车运行图扰动时间的递推关系,建立以列车运行图扰动时间之和最小为目标的列车运行图鲁棒性优化模型;运用改进的遗传算法对属于非线性混合整数规划模型的该优化模型进行求解;另外还对只要求大型枢纽站等重要车站准点发车的实际运输需求,用时间控制点法对该优化模型进行扩展。以北京市城市轨道交通房山线为例验证了该优化模型和改进遗传算法的有效性。     

基于定序优化的高速铁路网络列车运行图优化

考虑车站各衔接方向的列车作业时间间隔约束关系,以列车旅行时间最少为目标,建立高速铁路网络列车运行图的优化模型。通过扩展网络松弛运行图的有向图表示形式,建立网络松弛运行图的定序优化线性规划模型。在构建冲突及其化解方案选择策略的基础上,通过组合平移列车作业、交换列车作业顺序、变更列车停站以等冲突化解策略,设计基于定序优化的高速铁路网络列车运行图铺划方法。算例分析验证相关模型与算法的有效性。     

周期运行图编制模型与算法研究

在周期运行的运输组织模式下,所有列车在车站到发都是周期循环发生的。将安排列车运行线的问题看作周期事件安排问题,并借助周期约束图及周期势差模型,可以建立周期运行图网络模型。模型充分考虑到列车不同情况下的停站时间、到发安全间隔等各项周期约束,并将列车的总停留时间最小作为目标函数。当约束图顶点和弧的数量众多时,模型的求解将比较困难。通过选择合适的约束图生成树,找到变量的合理取值范围,并对模型进行一些预先简化处理,可以降低模型的求解难度。最后求解一个区段不同列车开行方案的周期运行图,验证模型的可行性。     

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案线路优化研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案线路设计和优化问题,以快速集装箱列车为研究对象,以运输企业成本最小化为目标,在满足各起讫点箱流的基础上,优化快速集装箱列车的始发、终到以及沿途访问的车站。建立开行方案线路优化的非线性整数规划模型,并采用线性化方法将非线性整数规划模型等价地转换为线性整数规划模型。通过构建集装箱运输网络进行案例分析,验证了该模型的可行性。通过该方法得到的列车开行方案线路优化结果可作为运输企业内部使用的运输计划,以指导车站工作,确保货物运输更加有序。     

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。     

大型客运站股道分配问题的模型与算法

铁路大型客运站的股道分配问题是指在列车运行图与车站平面图的时空约束条件下,为列车分配无冲突的进路和站台。本文提出一种基于约束规划的方法讨论这个问题。首先将约束条件分为硬约束和软约束,它们分别反映车站作业安全要求以及对股道和进路的选择偏好;然后将求解过程分为约束识别、值排序以及Back-tracking搜索3个步骤。对某大型客运站的案例分析表明,该方法可以求解大型客运站的股道分配问题。这一方法为检验列车运行图的可行性以及制订车站作业计划提供技术支持。     

基于分时客运需求的客运专线列车运行图优化

针对客运专线运输组织特点,建立客运专线列车运行图优化模型,模型在考虑列车总旅行时间与运行图均衡性目标的同时,增加区间服务频率偏差目标,以体现不同时间段客运需求的差别。在此基础上,提出基于循环布线的列车运行图模拟退火优化方法,得到分步循环优化各列车运行线布置的理想方案,生成具有一定满意度的初始列车运行图,再利用模拟退火算法实现运行图的全局优化。算列分析结果表明:该方法可以快速有效地实现客运专线列车运行图的优化,解决了不同时间段列车服务频率与客运需求不相匹配的问题。     

基于停站方式最少的高铁停站方案优化研究

合理确定列车停站方案对提高高铁运输组织水平具有重要的现实意义,既有研究中构建的模型容易导致列车停站方案中停站方式数量较多,不利于运行图编制及能力利用。针对该问题,以列车停站方式最少为目标,对高铁列车停站组合进行优化研究,构建了高铁停站方案优化模型。以京沪高铁为例进行案例研究,通过与既有停站方案进行对比分析,发现采用优化方案停站方式减少了5种、列车因停站总延误时间减少了119min、车站服务频次和直达列车分布满足旅客需求,验证了模型的有效性与实用性。     

周期性列车运行图编制模型研究

周期性列车运行图具有一系列优点,并能带动客票组织方式、运输组织方式等的完善和改进,成为国外高速铁路普遍采用的运行图模式.本文介绍周期性列车运行图的发展历史及其在国内外的研究和应用情况,分析周期性列车运行图的特点,总结基于周期事件规划问题(PESP)的周期性列车运行图模型.结合中国客运专线的实际情况,针对运营情况复杂的线路提出基于定序的周期性列车运行图模型.模型以固定的列车到发顺序为基础,考虑列车区间弹性运行时间、不同情况下的停站时间、到发线安全间隔、同类列车的发车频率等各项周期约束,将列车的总旅行时间最小作为目标函数,并通过铺划某线路的周期性列车运行图验证了模型的可行性.     

高速铁路车站列车进路分配方案的优化与调整

考虑高速铁路车站咽喉区和到发线的相互制约关系,以及车站接发各种类型列车的作业过程与列车进路的关系,结合道岔分组的方法,建立咽喉区和到发线一体化运用的列车进路分配方案优化模型。在此基础上,考虑列车晚点的情况,以车站作业过程占用车站设备的不均衡性最小和列车进站延误时间最短为目标,建立后续列车进路分配方案的动态调整模型。2个模型均采用运筹学软件LINGO中内置的分支定界算法求解。通过算例验证模型的合理性和求解方法的可行性。结果表明:当列车按照图定时刻正点运行时,采用优化模型得到的列车进路分配方案可以保证列车按照图定时刻进出站;当某列车晚点时,该列车的进路可能与后续列车的进路有交叉干扰,此时则应采用动态调整模型对后续列车的进路分配方案进行调整,在后续列车允许有延误时间的约束下,生成新的后续列车进路分配方案,有效保证列车进路的畅通,并使车站设备运用的均衡性更优。     

拓展货运新业务 铺画物流新版图

<正>2014年12月10日零时起,全国铁路实施新的列车运行图。目前,中国铁路总公司重点推出的电商快递班列、货物快运列车、中欧班列、高铁快递等货运产品均"跑"出了新速度,一张横跨亚欧大陆的铁路物流新版图正呈现在人们面前。时速160 km的电商快递班列创下了中国铁路货运历史的新纪录。电商快递班列是铁路运输的一个创新,其具有速度快、运输规模大、运输时间可控、受气候影响极小、运输成本低、节能环保等特     

客运专线列车运行图编制模型及计算方法的研究

列车运行图是铁路行车组织工作的基础,其编制问题属于超大规模的多目标优化问题,求解难度较大。既有线列车运行图较为成熟的编制理论和计算方法对客运专线列车运行图的编制具有重要的借鉴作用。在既定客运专线运输组织模式的基础上,提出基于客运专线A类本线、B类跨线和本线城际列车运行图铺划的分层叠加数学模型,研究客运专线不同种类列车的布点模型和求解方法,设计了基于改进型遗传算法的客运专线列车运行图优化策略和算法。算例表明,该算法能有效地求解客运专线列车运行图编制方案,并达到快速准确的良好效果,为编图人员提供优选方案。