双层集装箱重车重心高度对运行安全性的影响

根据多刚体动力学理论,运用SIMPACK仿真软件分别建立了一定装载工况和运行工况下双层集装箱车辆的单车动力学仿真模型和四车动力学仿真模型。基于铁路车辆运行安全评价指标及其标准,将模型仿真结果与双层集装箱列车实际运行试验的结果进行了对比分析,研究了重车重心高度与运行安全性的关系,给出了合理的双层集装箱重车重心限制高度。仿真结果表明:随着双层集装箱重车重心高度的增大,轮轴横向力、轮重减载率与脱轨系数增大,最先达到安全限度的是脱轨系数;在最不利装载工况下,安全的重车重心高度限值为2 480 mm。     

铁路货车重车重心合理限高的研究与试验

重车重心限制高度是我国铁路基本技术标准之一，起着指导现场装车、保障行车安全的重要作用．本文分析了影响货物列车安全运行的因素，给出衡量车辆倾覆稳定性的主要指标，并论述了双层集装箱重车重心高度运行试验，遂渝线提速综合试验及胶济线列车交会试验的试验方案和试验过程．在分析试验数据的基础上，得出了双层集装箱重车重心高度为2400mm时能够保证行车安全的结论．此外，根据敞车、平车和棚车等主要车型在环形试验线和运营线路上进行的重车重心高度试验，分析了敞车和平车重车重心高度设置为2400mm、棚车重车重心高度设置为2200mm时的运行稳定性和平稳性的要求．     

铁路集装箱混合货物平衡装载布局优化模型与算法

铁路集装箱装载布局逐步发展成为在不同规格和不同类型货物混合平衡装载制约下追求装载空间容积和载重量综合利用率最大化问题，其研究对货物高效安全运输尤为重要。本文针对铁路集装箱混合货物平衡装载布局问题，给出铁路集装箱装后重心平衡和集重容许弯矩约束量化方法，以集装箱综合利用率最大化为优化目标，构建铁路集装箱混合货物平衡装载布局优化模型；区别于直接将货物构造为货物块的方法，给出了一种基于混合货物分类方法和待装货物结构判断指标的货物块单元构造方法，并设计一组货物块单元选择和放置方法及剩余空间更新规则，提出铁路集装箱混合货物平衡装载布局优化算法。算例结果表明：所提方法在保证集装箱装载空间容积和载重量的平均综合利用率不低于87%的同时，有92.8%和97.87%以上的概率满足装载重心平衡和集重容许弯矩约束，可有效提高货物块与剩余空间适配度，客观反映装载空间利用情况，并达到平衡装载要求，为铁路集装箱货物装载布局提供决策支持。     

绍兴—宁波舟山港双层集装箱装车方案研究

宁波舟山港海铁联运的快速发展对双层集装箱班列的开行提出迫切需求.以绍兴-宁波舟山港集装箱海铁联运为例,分析了通道内集装箱的箱型结构、箱重统计特征.基于现行规章要求,测算不同箱型堆叠形式的限界要求,探讨满足重车重心高要求的各类堆叠形式的配载方案,并结合市场需求特征分析各配载方案的实施可行性.结果表明,堆叠形式Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ满足现行的限界要求,且其配载方案具备相应的箱源支撑.其次,未来亟需通过修订现行装载限界、研制新型运载装备和装载加固连接件等以实现两个40 ft高箱堆叠.     

带轴重约束货物平衡装载问题优化研究

针对考虑轴重约束集装箱卡车货物优化装载问题,建立以最大化装载率和负重心偏离度为目标,以平衡及轴重为约束条件的数学模型,设计改进型贪婪自适应搜索算法（IGASP）对问题进行求解.算法先基于启发式方法构造布局方案,再结合重心边界条件分析对获得方案进行可行性分析,对违反约束装载率较高的方案提出了两种重心调整的方法,进而将有关过程融入贪婪自适应搜索形成解的改进机制实现问题优化求解.基于现实算例的试验分析,证明所提方法求解带轴重约束货物平衡装载问题具有较好效果.     

多类型任务复合作业的堆场龙门吊调度问题研究

在集装箱码头,龙门吊是负责在集装箱堆位和集卡之间进行集装箱搬运的主要设备,其作业效率对提升集装箱码头的服务水平至关重要.为了提升集装箱堆场龙门吊的作业效率,本文根据龙门吊实际作业情况,对集装箱堆场龙门吊的多类型任务复合作业问题进行研究.以优化龙门吊作业任务开工时间延迟的惩罚成本为目标,基于整数规划方法建立了多类型任务复合作业下的堆场龙门吊调度模型,并针对模型特点设计了基于GA的智能求解算法.最后,以某码头的实际作业数据为基础,进行了案例计算和对比,验证了该模型和求解算法的有效性.     

基于两阶段算法的运行图与天窗协同优化

列车运行图铺画与天窗设置存在相互影响，相互制约的耦合关系，为了达到优化列车运行图结构，合理配置铁路运力资源的目的，在分析天窗与列车运行动态影响关系的基础上，以天窗设置对列车运行线铺画影响最小为目标，建立了列车运行图与天窗协同优化的混合整数规划模型. 考虑问题复杂性,设计了包含初步优化和综合优化的两阶段求解算法. 初步优化阶段采用基于专家经验的启发式算法得到列车运行图的大体框架，综合优化阶段利用禁忌搜索算法获取全局最优解. 最后以宝成线（阳平关—成都）为例进行有效性验算. 结果表明，相较于人机交互编制所得运行图，优化得出的运行图中所有客货列车在途经车站的总停留时间降低了6.19%，共减少1 355 min，其中旅客列车和货物列车在站停留时间分别降低了3.08%和7.40%，减少总时间分别为189 min和1 166 min.      

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案编制问题,采用基于备选集的优化方法,同时结合货物运输组织特点,规定了箱流物理径路和运输方案的唯一性.在考虑箱流守恒、箱流换乘、箱流运到期限,以及列车开行频率等约束的基础上,以运输企业成本最小化为目标,建立了整数线性规划模型,并设计模拟退火求解算法.最后,构建运输网络进行案例分析,验证了模型和算法的有效性.研究结果表明,与现有货物运输系统相比,新型集装箱系统充分发挥了网络运输的优势,在列车开行频率、货物送达速度和运到期限方面表现更加优异,但同时牺牲了部分列车“上座率”.     

滚装甩挂运输空重集装箱调度研究

为了平衡陆海联运过程中空重集装箱的运力,降低物流成本,提高多式联运的效率,分析了滚装甩挂运输模式下的空载与重载集装箱调度问题,以牵引车总行驶成本最小化为目标构建了混合整数规划模型。运用Matlab软件生成一系列随机算例,以节约算法结合邻域搜索为基础,设计两阶段启发式算法对随机算例进行求解,其结果符合物流实践,证明了模型和两阶段启发式算法的准确性和有效性,同时表明邻域搜索算法对节约算法求得的初始解有较好的再优化效果。     

集装箱装载问题的启发式优化算法

集装箱装载是个多约束的复杂组合优化问题,属于NP-Hard问题,其精确求解是很困难的,一般多用启发式方法来近似解.针对背包型集装箱装载问题提出了一种启发式算法,该算法采用了新的"砌墙"机制和货物组对策略,通过递归寻优得到解.通过实例说明该算法具有较好的有效性和实用性.     

重载铁路装车端空车调配优化研究

重载铁路装车端通常为组合列车和单元列车混行,空车调配的结果影响其装出重车列的组合作业。为提升线路能力利用和加速货物运输,基于装车站对到达空车的需求,研究协同装出重车列组合优化的空车调配问题。以最小化空车列到达惩罚、最大化装出重车列组合数及最小化装出重车列组合等待时间为目标,以线路通过能力和技术站技术作业能力等为约束,构建重载铁路装车端空车调配多目标0-1规划模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解。以包神铁路东线空车调配为例进行分析,结果表明,得到的空车调配方案能够使各装车站对到达空车列的惩罚值为0,与传统空车调配方法相比,有效减少了装出重车列的组合等待时间,能够为重载铁路装车端空车调配优化提供参考。     

考虑跳停策略的城轨列车运行图与车站限流协同优化研究

为应对日趋严重的地铁系统拥堵问题及客流过饱和情况，从系统优化角度出发，将服务供给侧与需求侧综合为一个整体进行研究。考虑乘客的持续性到达特征，提出考虑跳停策略的城轨列车运行图与车站限流协同优化方法。首先，引入列车运行图与车站限流相关决策变量，以提高列车运行效率、减少客流乘车延误人数为优化目标，建立轨道交通列车运行与车站限流协同优化双目标整数非线性规划模型。其次，为便于模型求解，引入0-1变量，使用时间重构和大M方法将模型中的非线性约束线性化处理，将模型重构为整数线性规划模型，利用CPLEX软件求解。算例结果表明，双目标优化方法与传统单目标优化方法相比，相较于仅考虑列车服务时间，本文模型可使客流乘车延误人数显著减少；相较于仅考虑客流乘车延误人数，本文方法可使列车服务时间降低2%~3%。     

考虑车流时空分布不均衡的货物列车开行方案优化研究

为适应货主动态需求和运到期限要求,采用动态车流组织方法进行编组方案调整、列车运行方案与车流挂线的综合优化.考虑车流时空分布不均衡性,结合基本运行图架构,运用时空网络描述车流组织动态过程,考虑车流组织过程时空连续性、车站与线路时空能力及运到期限等约束,在静态车流组织优化模型目标基础上考虑车流到后待解与编后待发的延迟费用,构建货物列车开行方案整数规划模型.基于 K短路构造初始解,依据列车能力利用率阀值评估方案,从而调整车流改编方案搜索邻域解,设计模拟退火求解算法.实例研究表明,相比静态模型,所建模型的决策变量能更清晰地反映车流对车站线路时空能力的占用状况,优化方案能有效匹配车流时空分布不均衡性,有利于车流接续与流线结合.     

停站约束下多列车运力分配与定价联合决策模型

基于收益管理的思想将铁路货运市场分为合同市场和自由市场,针对铁路运输网 络中每个OD,合同市场的运力需求服从正态分布,自由市场的运力需求表现为价格的反应函 数并辅以随机变量来反映需求的波动性.同时考虑列车的停站约束条件,以列车的停站方案、2 个市场运力分配方案和自由市场的运价为决策变量,构建多列车运力分配和定价联合决策的 混合整数概率非线性规划模型,利用粒子群算法对模型求解,通过算例验证了模型和算法的 有效性.最后以双市场统一定价策略为对比方案,结果表明,本文所建立的模型可有效提高收 益,且自由市场需求波动越大,收益优化越显著.     

考虑油耗差异多车型混合车辆接力运输网络优化

提出了考虑耗油差异的多车型混合车辆接力运输网络优化设计,以接力点设置的合理布局和规划为基础,以两地点间的货流量为依据,以油耗差异多车型混合车辆的优化配置为手段,以总租用成本和总耗油量为目标函数,建立多目标线性整数规划模型.模型系统地将总租用成本和总耗油量最小化,总租用成本与租用的车型和租用的数量有关,总耗油量与使用的车辆的数量、车型,以及车辆行走的距离有关.针对此模型,设计了6组实验,结果显示总租用成本和总耗油量这两个目标函数成负相关关系;总租用成本减少7.8%需要增加7.6%总耗油量.通过实际算例验证了模型的实用性.     

面向提升旅客出行效率的高速铁路列车停站方案优化

优化长距离高速铁路列车的停站方案，应平衡好提高大站间快车比例与增加中小站列车服务频率之间的关系. 基于减少列车中小站停站次数，增加相邻大站间站站停列车等策略，以旅客的列车停站时间损失和换乘等待时间损失总和最少为目标，建立列车停站方案优化的混合整数规划模型，并设计遗传算法求解. 对京广高铁现状列车停站方案进行优化，优化后的方案与实际方案相比：大站间快车数增加94.4%，增强了高铁竞争力；相邻大站间站站停列车和中小站列车频率至少为1 列/(3 h)，提升了旅客换乘出行的便捷性；旅客时间损失减少40.08%，总体出行效率得到较大地提升.     

基于模拟退火算法的客运站到发线占用优化研究

结合客运站旅客列车在站技术作业的特点,以出发旅客列车正点为目标并且兼顾到发线固定使用方案和高等级列车优先接发建立客运站到发线占用优化模型。该模型为混合0-1整数规划模型,属于NP问题,直接求解较困难。文中用模拟退火算法(SA)设计求解方案,并用实例对模型和算法进行验证,生成到发线使用方案,说明其优化效果明显。