基于煤炭储配基地的区域循环准时制班列组织模式及其机车周转模型研究

为提高煤炭市场响应速度和产品供给时效,降低全程物流成本和创造衍生价值,提出固定车底并基于煤炭储配基地的区域循环准时制班列的煤炭运输组织模式;以完成所有配送任务所需的机车数量最少为优化目标,构建基于煤炭储配基地的区域循环准时制固定车底班列的机车周转模型,设计基于蚁群算法的模型求解算法;结合河南济源区域实际的煤炭货源OD数据及铁路运营数据,验证了区域循环准时制班列机车周转模型和求解算法的可行性,以及该煤炭运输组织模式的效果。     

考虑车辆周转的铁路动态货运服务网络设计优化模型及其分支-定价-切割算法

研究考虑车辆周转的铁路动态货运服务网络设计问题,目标是在合理设计铁路运输服务网络的基础上提高车辆利用率。将传统的离散时空网络拓展为考虑车辆周转的超级网络,构建混合整数规划模型,同时考虑列车开行时段、编组内容、空车调配、车辆归属、运输服务水平等约束。基于模型的NP-Hard特性,给出一种分支-定价-切割算法,通过在模型中添加Benders割的方法调整可行域,通过列生成方法避免网络规模较大导致可选径路数量过多的问题,该算法可保证模型收敛至最优解。算例证明了模型和算法的有效性,通过灵敏度分析验证可用车辆数量对于空车调配方案的影响。     

铁路集装箱班列开行方案与定价综合优化研究

当前铁路集装箱班列的开行决策主要依赖决策者的主观判断,缺乏理论支撑。客户需求决定了开行方案,集装箱班列的开行方案又关系到运输时效性,而运输服务的价格和时效性又对客户需求产生影响。开行方案与定价之间互相影响,有必要对两者进行综合研究。在考虑运输网络稳定性的基础上,建立了以铁路运输企业运营收益最大为目标的混合整数规划模型。设计基于李雅普诺夫优化技术的算法,将时变网络的全局优化问题转化为一系列单一时隙优化问题,并在网络稳定性和原优化目标之间得到平衡,从理论上证明了该转化具有等价性。对于转化后的模型,运用和声搜索算法进行求解。通过算例分析验证了上述模型和算法的正确性和有效性。     

铁路中转班列开行方案优化研究

研究铁路中转班列开行方案的优化问题.采用节点拆分的方式,将车站节点拆分为由始发终到和延迟联弧组成的小型子网络,构造铁路中转班列运输网络,以便清晰地描述车流运送的全过程,从而将铁路中转班列开行方案优化问题转化为一类带联弧能力限制的网络设计问题.在此基础上,考虑货物运输的广义成本,构建铁路中转班列开行方案优化模型.该模型属...     

面向高质量开行的中欧班列开行方案动态优化方法研究

为满足中欧班列高质量发展的目标要求,将运力优先释放给高质量货物,基于分类货物对班列开行质量的贡献程度对中欧班列开行方案的优化方法进行研究。首先,将货物按照货物价值、来源班列运营平台、时效性不同进行分类,并设置货物运输效益系数,计算出包含经济效益及社会效益在内的不同品类货物的综合货物运输效益,用于反映货物运输特性对班列开行质量的影响。其次,根据线路现状选择备选城市作为集结中心,设计出“混合轴辐式”中欧班列开行模式,并加入时间因素构建出时空网络。然后,以货流平衡、班列接续、编组限制、集结中转作业及口岸作业限制等能力为约束条件,建立了以班列开行综合运输效益最优为目标的开行方案优化模型。结合模型特点,进一步设计列生成算法对优化模型进行求解,并利用Gurobi软件对限制主问题和原整数规划问题进行了求解。算例表明,基于“混合轴辐式”网络的“直达+中转”模式,使得运输需求满足率提升了3.56%,优化后的中欧班列开行方案实现了在口岸能力有限的情况下对运营质量较好班列公司的货物以及高价值时间敏感货物进行优先运输,并使其均衡到达口岸以缓解口岸拥堵,顺应中欧班列高质量运输的发展需求。研究可以为中欧班列日常运...     

中欧班列去程运输组织优化模型

针对中欧班列去程运输组织优化问题进行研究,根据现有的直达和集结开行两种运输组织模式,构建中欧班列去程运输组织优化模型。以《"一带一路"中欧国际货运班列联盟宣言》中提出的选定乌鲁木齐作为中欧班列西部方向集结中心为例,将调研所得实际数据带入数学优化模型求解得出最优方案。为了探究影响中欧班列运输组织模式的关键要素,具体分析中欧班列平均旅行速度、货物时间价值两个参数对运输组织模式的影响,总结得出对中欧班列运输组织具有指导意义的结论。     

集装箱多站组装班列最晚发车条件调配研究

为缓解长三角与珠三角在物流运输旺季经常出现"有箱无车"和"有车无箱"的情况,以两地间跨局车底套用为前提,在班列各接续站点最晚发车条件下,以集装箱"门到站"全程运输费用最小为目标,结合跨局班列开行限制条件,以及装箱站点最晚装箱完毕时间等为约束,制定珠三角棠溪、石龙、常平等3个主要站点开往长三角地区跨局快运班列配箱和配车的0-1整数规划模型,并运用Lingo软件进行对比求解分析,统筹调配运用各个装箱结点的货源和装车站点的跨局车底存留数,实现较优的多站点装车数的分配,保证班列按时准点开行,减少对铁路运输组织的影响。     

基于货物时间价值的中欧班列服务网络设计

随着"一带一路"倡议深入施行,中欧班列逐步发展为亚欧大陆上国际铁路运输通道的重要载体。然而,部分班列线路始发城市相近、终到城市相同、运输路径重叠,存在相似性与可替代性,致使班列线路同质化竞争问题出现。针对中欧班列线路同质化竞争问题,结合货物的时间价值特性,提出中欧班列服务网络概念,在此基础上构建综合成本最小的中欧班列服务网络设计模型,最后基于中欧班列西通道运输网络设计算例研究,利用遗传算法求解出货物时间价值差异下对应的中欧班列服务网络,有效缓和中欧班列线路同质化竞争问题,降低综合运输成本。计算结果验证了模型与算法的有效性。     

煤运干线非煤货物班列开行方案优化研究

国家能源集团铁路运输长期以煤炭外运业务为主，其煤炭运输具有单向性，使得煤运干线上列车重去轻回，大量铁路运输资源被浪费。为充分利用剩余运能开展非煤货物运输、增强企业竞争力，分析了煤炭运输干线中非煤货物可行的班列开行方式，基于此设计运输服务网络，以国家能源集团铁路部门收益最大为目标建立煤运干线非煤货物班列开行方案优化模型。选取实际案例进行求解验证，并对重要参数进行灵敏度分析。结果表明，提出的模型可根据货源特点和实际情况对开行方案进行优化调整以提升铁路收益，能够为国家能源集团非煤货物的运输组织工作提供一定的理论指导。     

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...     

高速夜行列车车底运用及优化方法研究

高速夜行列车在运用时间范围和运用时间跨度方面都与现有高速动车组存在较大差异,因而导致诸多运用条件发生改变。在总结夜行列车车底运用问题特征的基础上,将该问题求解过程划分成基本交路生成和完整循环交路生成两个阶段,其中前者作为后者模型的输入。构建以车底运用不均衡度和非配属地检修次数最小为目标的数学优化模型,通过改进的深度优先搜索算法进行求解,并以京广线为背景对模型和算法进行验证。结果表明,针对我国铁路实际该方法能有效解决夜行列车车底周转运用问题,可为我国夜行列车的开行提供技术支持。     

郑州铁路局铁路快捷货运的思考

铁路货运组织改革为铁路快捷货物运输发展提供了契机,通过阐述目前铁路快捷货物运输的现状,在分析快捷货物运输中存在的问题基础上,提出应强化对特快快速班列运输组织的全程盯控,优化货物班列开行方案兑现,实施运杂费浮动机制,缓解主型空车不足,以及采取"点对点"开行快捷货物班列的建议,以提升铁路在运输市场中竞争力,全面提高铁路运输效率和效益。     

考虑大小交路的时刻表与车底运用计划一体化编制方法

为降低城市轨道交通大小交路开行方案对时刻表和车底运用计划编制的难度,更好地服务不均衡客流需求,提出一种考虑大小交路的城市轨道交通时刻表与车底运用计划协同优化方法。先针对大小交路开行方案,以提升时刻表服务质量和降低车底运用成本为双目标,通过优化发车间隔、车底接续关系和大小交路开行次序,设计能够统筹时刻表和车底运用计划关系的约束条件,构建两者协同优化模型;再结合模型特点引入辅助变量,将其重构为混合整数线性规划模型,从而实现对模型的有效求解;最后依托广州地铁2号线实际运营数据,验证方法的有效性。结果表明：与原方案相比,优化后的方案可降低车底出入库次数约4.65%,降低总发车间隔偏差约94.80%;在长时段复杂交路计划下,优化方法仍可在兼顾时刻表和车底运用效率的同时实现一体化编制,从而有效降低不均衡客流下的列车运行计划编制难度。     

基于需求响应的铁路集装箱班列始发时刻优化

依据铁路运输生产实际,充分考虑集装箱货物与集装箱班列在时间和数量方面的匹配关系,以集装箱货物在集装箱办理站的总停留时间最小为优化目标,以集装箱货物装车唯一性、班列编成箱数、作业时间和发车间隔为约束条件,构建铁路集装箱班列始发时刻优化的非线性混合整数规划模型。根据模型的特点,设计基于遗传算法的求解方法。由随机产生和"先到先服务"方案结合的方法生成初始种群,并运用启发式策略修复进化过程中出现的不可行解。以胶州-黄岛之间的铁路集装箱班列为例进行仿真计算。结果表明:模型和算法具有较高的计算效率;利用模型及算法得到的集装箱班列始发时刻与集装箱货物的数量、到达时间分布之间具有较好的匹配性,使集装箱在办理站停留时间最短,制定的班列开行计划响应了用户需求。     

车底需要数最少的旅客列车始发范围优化模型

研究目的:在归纳旅客列车始发时间范围影响因素和介绍客车车底需要组数确定方法的基础上,深入分析旅客列车始发时间域与车底需要数之间的相互关系,进而建立车底需要数最少的旅客列车始发时间域优化模型,并提出传统方法与启发式方法相结合的求解算法,为确定车底需要数最少的客车开行方案提供决策依据。研究结论:(1)客车车底需要数是衡量铁路旅客列车开行方案优劣的重要指标,且会在很大程度上影响到铁路客运的运营成本和运营效益,而旅客列车始发时间域则是决定车底需要数的重要因素;(2)以车底在配属站和折返站停留总时间最少为目标建立优化模型,可得到车底需要数最少的旅客列车始发时间范围,对优化旅客列车开行方案具有一定的实际意义。     

基于枢纽集结的中欧班列运输组织优化研究

目前中欧班列各个班列平台公司主要开行点对点直达班列,运输模式单一,集结时间过长。提出基于枢纽集结的中欧班列运输组织模式,该模式将装车地直达运输和以集装箱中心站为枢纽进行中转集结相结合。以综合运输费用和站场改建费用最小为目标,以运输需求、枢纽站作业能力、口岸站换装能力等为约束条件,构建中欧班列运输组织优化模型,对径路选择、枢纽站选址、列车开行方案编制等运输组织的关键问题进行综合优化。选取中欧班列国内端14个车站以及国外端11个车站设计算例,通过Matlab平台调用Gurobi软件进行求解,并对枢纽站作业能力、口岸站换装能力等进行灵敏度分析。结果表明,基于枢纽集结的运输组织模式相比全直达模式总费用更低,具有更优的经济性和时效性。     

装车地直达列车开行方案优化模型

铁路货物运输在国民经济增长和发展过程中起着越来越重要的作用，而装车地直达运输是一种现代和高效的车流组织形式。它不但能够加快货物送达、加速车辆周转，而且可以减轻编组站作业负担、降低运输成本。本文对装车地直达列车开行方案问题进行了研究。在分析组织装车地直达列车的可能性、合理性及费用参数选择的基础上，构建了装车地直达列车开行方案非线性0-1规划模型。模型中充分考虑了车流在装车地的各种组合方案，并将运输与库存成本纳入同一目标函数，以物流系统成本最优来确定货物列车开行方案。构建的模型能够更全面地描述装车地车流的各种组合，最后给出的构模实例对模型的有效性、合理性进行了验证。     

城市轨道交通过轨开行方案编制技术

提出了城市轨道交通网络过轨运营开行方案编制算法,采用固定停站方案和编组方案,研究最优的列车交路和开行频率。首先提出了使城市轨道交通运营成本和乘客出行成本最小的优化目标,提出了基于遗传算法的开行方案编制算法。以OD(起讫点)客流数据为基础,每代染色体目标函数值计算以开行方案生成、服务网络构建、有效路径搜索和客流分配为基本步骤,最后选择最优染色体为优化结果。为证明算法的有效性,开发相应的计算软件,以一"田"字形中型路网为算例,优化后的开行方案目标值比简单的单线独立开行方式降低了12.7%。     

新旧交替列车运行图客车车底周转图智能编制方法研究

编制新旧交替列车运行图客车车底周转图的实质是确定新运行图中所需客车车底的来源与旧运行图中所运用车底的去向,以实现新旧列车运行图的顺利交替。探讨交替期客车车底周转图的约束满足优化问题模型及其智能求解算法。模型以减少停运列车数量为目标,以车底技术作业时间、车底上下线地点为车底配属站等作为约束条件。利用启发式知识设计智能求解算法,得出新旧交替列车运行图客车车底周转图的满意解。     

铁路货车周转时间影响因素及优化对策探析

货车周转时间是衡量铁路货运生产工作质量、综合反映货车运用效率的质量指标,在阐述货车周转时间变化趋势、运输过程各环节时间占用及影响因素的基础上,运用灰色关联法定量分析铁路货车周转时间与影响因素间的关联度,得到货车中转距离、一次货物作业时间、货车中转停留时间是关键影响因素的结论。最后,从运输组织优化角度出发,提出可组织开行远距离技术直达列车、定点集结列车、固定车底循环直达列车等措施,进而压缩货车周转时间,提高货运服务质量,提升铁路运输效益。