基于货物运到期限的编组站动态配流优化研究

运到期限是铁路货物运输组织的关键问题,保障运到期限,对提升铁路货物运输质量与竞争力有重要意义.本文以编组站动态配流为研究对象,考虑不同货物对运输时效性要求的不同,以车流在站停留时间加权值总和最小为优化目标;采用均值比例分配法将运到期限分配到货物运输编组站作业环节,成为车流最大在站停留时间约束,同时考虑编组去向等约束,建立基于运到期限的编组站调机运用计划与配流计划综合优化模型,设计模拟退火算法对模型进行求解.最后通过算例分析表明,本文的模型和算法能够有效地解决编组站动态配流问题,同时满足车流的运到期限要求.     

编组站配流相关问题分析

编组站配流是阶段计划中不可缺少的内容。本文以路网性编组站为研究对象,深入分析了编组站站型对车流组织的影响,着重探讨了配流计划与调机运用的关系。根据出发列车车流来源的确定性程度,将出发车流来源划分为A、B、C三类。从编组站配出发车流来源的确定以及到达列车解体顺序的确定,流问题的三个方面入手,即出发列车编组顺序的确定、利用双层规划模型描述了配流问题的优化方法。     

考虑多编组站转场作业的铁路枢纽车流组织优化

为提升多编组站铁路枢纽车流运转效率，首先，在分析枢纽内不同类型车流作业过程的基础上，以枢纽内列车进出站走行、车流改编、列车集结和转场扰动惩罚费用最小化为目标，构建数学模型；其次，根据接入枢纽铁路方向和场站接发列车能力，生成列车-编组站-调车系统初始匹配方案，进而利用转场-解集编能力对匹配方案进行调整与检验；再次，给出列车-编组站-调车系统匹配方案的双层编码方案，并利用嵌入替换-扰动-交叉操作的异步循环更新过程，完成匹配方案的群体寻优；最后，设计仿真试验对所提模型与算法进行测试.结果表明：所提方法能够完成对多编组站的合理分工，5组试验测试分别在369、422、516、641、763 s的计算时间内得到列车-编组站-调车系统匹配方案，在优化分工后的车流组织方案中，转场货车占到解车流比例均能稳定在20%，从而达到减少转场货车数、降低车流组织成本的目的.     

双向编组站静态配流的优化

定义了配流时间间隔和有效交换配流列车等概念．建立了双向编组站静态配流的双层多目标决策模型,目标函数包括排除与编组去向不符以及接续时间不够的车流形成的总代价、车辆在站总停留时间和交换车数量,用禁忌搜索策略和配流网络相结合的算法求解,算例证明,通过调整到达列车的接人场,可找出有效配流方案,从而实现双向编组站两个解编系统的配流优化,使除摘挂列车外的所有出发列车满轴和正点发车。     

编组站配流中解编时刻参数的计算

编组站列车的解编顺序之间既相互联系又相互制约,配流方案作为二者的函数,只有当二者确定后,才能实现列车的配流.编组站配流时对车流的来源要求比较具体,解体与编组时刻的确定需要依据编组站现场的时间作业标准.为了实现编组站的精确配流,分析了解编作业与固定作业的冲突情况,按照考虑固定作业和调机干扰与否,确定了几个与列车的解体时刻和编组时刻有关的参数,并给出了其计算方法.这为编组站配流模型的建立打下了基础.     

线路与编组站能力限制下的车流组织模型与模拟退火方法

研究了在线路能力，编组站能力（改编能力，通过能力及可利用的调车线数量）与装卸车能力受限条件下的车流组织方案优化问题，其目标是最小经集结费用，改编费用，换算车公里费用，以及组织始发直达而产生的换算车小时消耗，并满足车站和线路的有关能力限制，为此，建立了该问题的两类数学优化模型，大规模的非线性混合整数规划形式和非线性０－１规划形式，基于此类问题的难度，采用了模拟退火算法处理所建模型，其有效性通过对两类     

开行5000t重载列车对编组站作业和能力的影响及其协调对策

针对目前我国繁忙干线开行５０００ｔ重载列车编组站工作面临的新形势，重点分析了开行重载列车对编组站作业的影响，详细验算了开行重载列车后编组站的通过能力、解体能力、编组能力以及车辆停留时间和列车作业时间的变化，并分析了不同重载车流组织方案对编组站分工和能力的影响，提出了实现点线能力协调的对策。     

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编组站改编能力的优化确定要以实际的改编需求为依据. 战略装车点建成后,始发直达列车的开行比重将有所增加,路网中的车流改编量会在一定程度上下降,从而影响各站点的改编能力设定. 针对这种情况,本文构建了考虑始发直达比重的编组站改编能力优化模型,将始发直达比重与车流组织方案、编组站改编能力关联起来,设置了具体的改编能力决策变量,利用LINGO数学软件实现求解. 研究表明,始发直达比重并非越高越好,存在一个最佳值使得总成本最小化. 模型确定的改编能力优化方案精确、有效,达到了预期效果.     

基于车流量波动的列车编组计划与车流径路综合优化

在铁路日常运输组织中,存在大量的不确定因素,考虑这些因素对车流组织工作的影响至关重要.在列车编组计划优化中,考虑车流量的波动性,假设其服从一定的概率分布,根据事先给定的置信水平,按照机会约束规划理论,考虑车站和线路能力限制等约束,以车流集结总消耗、改编额外总消耗和总走行消耗之和最小为优化目标,建立基于车流量波动的列车编组计划与车流径路综合优化模型,设计基于随机模拟的改进分枝定界法对模型进行求解.研究表明:考虑车流量波动情况下的列车编组计划最优方案鲁棒性较强,而且随机参数的模拟规模越大,最优方案的稳定性越好.     

技术站广义动态配流问题的局部邻域搜索算法

为了实现技术站阶段计划的计算机编制,研究了静态配流和列车解编方案调整的协同优化.在综合考虑优先排空和优先发送较近编组去向车流的编组要求、欠轴列车停运要求,以及到发列车时间和车流接续关系的基础上,以静态配流为主线,通过调整欠轴列车编组顺序以及与其相关到达列车的解体顺序构造邻域,设计了局部邻域搜索算法.该算法的主要思路是:每次搜索只考虑最早出发的欠轴列车;构造其邻域时保证不产生新的欠轴列车;通过邻域搜索后,该列欠轴列车如不能满轴就停运.算例表明,与既有方法相比,该算法能求出编组列车数、编组车辆数和中时的更好解.     

技术站列车编组计划要素t节计算方法的商榷

货车无改编通过技术站的车小时节省t节是计算技术站列车编组计划的要素,其准确性直接影响到计算结果.现行计算方法使t节的取值偏小,实践上也无法操作.本文认为在计算中不应减去t集,通过分析货车在技术站进行无调、有调中转作业的车辆停留时间,并考虑到车辆改编作业成本,修正了t节的计算公式.     

考虑列位合理占用的动车所调车作业计划编制优化

合理编制动车组调车作业计划可提高动车所的作业效率和检修能力,在动车所各功能区域和股道布置确定的前提下,分析动车组编组状态及股道列位占用对调车作业的影响.?以减少调车作业过程中股道占用次数为目标,以动车组作业时间、调车作业次序和股道类型为约束,建立考虑股道列位占用的动车所调车作业计划编制优化模型,设计基于调车作业可行路径...     

基于混合算法的编组站到发线模型算法研究

本文分析了编组站到发线占用特性,在前人对于到发线运用建模的基础上,建立更适合于编组站到发线的运用模型。由于到发线的安排属于NPC问题,本文综合遗传算法与模拟退火算法的优点对该模型进行求解,采用混合算法——模拟退火遗传算法（SAGA）,来提高运行效率和解的质量,并在目标函数上以及在约束条件上提出新的理论,引入惩罚因子以加快算法模型的收敛。丈中阐述了该算法的具体实现过程,并通过模拟仿真对算法进行了验证,结果表明该模型算法是可靠和有效的。     

铁路大型枢纽地区GSM-R网络无线资源的管理

铁路大型枢纽如编组站通常以办理大量列车到达、解体、编组出发、直通和其他列车作业等业务为主,邻近区域汇接有大量相互交叉的线路,这些相互交叉的部分,无线网络可能相互重叠并引起干扰,实现大容量无线覆盖有一定难度.为解决铁路编组站地区特殊的地理条件和组织形式下的无线资源管理问题,本文首先明确了编组站GSM-R系统的基本构成,分析了编组站无线资源管理存在的问题,结合编组站频率规划、交叉线路无线覆盖等问题进行了研究.研究结果表明,微蜂窝和紧密频率复用有条件为枢纽地区提供更好的无线覆盖质量.最后提出了适合枢纽地区GSM-R频率规划和无线覆盖要求的技术方案.     

编组站到发线运用计划优化

合理安排列车占用到发线计划是编制作业计划的关键。在满足列车使用到发线须遵守的作业要求的前提下,建立编组站到发线运用计划数学模型,使其能够求解出较优的到发线运用方案。建立的到发线运用模型是非线性的整数规划模型,如果直接求解会比较困难,采用启发式算法对其求解。在求得可行解后通过合并、交换及组合的方法对所有股道再次进行调整,使到发线运用更趋于合理,即求得较优的到发线运用方案。通过算例说明运用模型计算生成到发线运用计划,其优化结果有明显效果。     

大型编组站空车调配若干问题研究

抓住地方流为有调中转流服务,确保列车正点出发这个大原则,在分析到达车流、发送货流以及车站现有车辆的基础上,将编组站空车调配问题划分为两个阶段进行研究.首先从运用车数最少,发送吨数最多两项目标出发,考虑车种代用,建立编组站空车调配计划模型.然后用分段的多个"静态"优化问题逼近一个"动态"问题的方法,以压缩作业车在站停留时间,减少空车调移总费用为目标,建立各时段编组站货场、调车场及专用线问的空车调配决策模型.通过一定算法,即可实现用计算机编制拥有大型货场和大量专用线的编组站空车调配计划,以减轻计划人员的劳动强度,辅助车站调度员做好空车调配工作.     

放宽条件定点集结模式下编组站车辆 集结排队系统分析

集结模式决定了货车集结过程的结束条件，定点集结是一种高效率的集结方式，有利于提高运输质量.针对放宽条件定点集结模式下编组站车辆集结过程，建立离散时间批到达批服务排队模型，利用嵌入式马尔可夫链方法求得离去时刻瞬时系统集结车辆队长分布，并求得任意时刻车辆集结队长分布，在此基础上分别分析了最小编成辆数，车组大小分布，车流到达强度，服务时间间隔分布对车辆平均集结队长，集结延误时间，效率，一昼夜发送车流量等系统指标的影响.分析结果表明，各因素对车辆集结排队系统影响明显.因此，利用本文提出的模型能为编组站的精细化管理和车流组织优化提供决策参考.     

放宽条件定点集结模式下编组站车辆集结排队系统分析

集结模式决定了货车集结过程的结束条件，定点集结是一种高效率的集结方式，有利于提高运输质量.针对放宽条件定点集结模式下编组站车辆集结过程，建立离散时间批到达批服务排队模型，利用嵌入式马尔可夫链方法求得离去时刻瞬时系统集结车辆队长分布，并求得任意时刻车辆集结队长分布，在此基础上分别分析了最小编成辆数，车组大小分布，车流到达强度，服务时间间隔分布对车辆平均集结队长，集结延误时间，效率，一昼夜发送车流量等系统指标的影响.分析结果表明，各因素对车辆集结排队系统影响明显.因此，利用本文提出的模型能为编组站的精细化管理和车流组织优化提供决策参考.     

提高调车作业指挥模型系统适应性的研究

在既有指挥模型可自动生成调车作业计划的基础上,研究解决了调车用线数可变、调车功能并行及用线方案优化等技术关键。不仅进一步提高了钩计划编制质量,而且增强了调车指挥功能的可调性和指挥模型的系统适应性,为编制、开发更具实用价值的应用软件提供了算法和规则。