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.     

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.     

神华铁路重载列车开行方案综合优化研究

通过分析神华铁路运输模式及车流组织方式,根据其具有的以列为单位调整以及对线路通过能力要求较高的特点,引入组合站改编能力约束和编组去向数约束,将重载列车开行方案和组合站布局两个问题进行综合协调,以组合时间耗费最小化、通道流量最大化、改编费用和组合站建设投资费用最低为目标,构建综合优化模型。最后,以神华包神铁路集团为背景的运输系统为算例,提出进行组合站优化扩能和运输组织的具体方案,为重载运输的发展起到理论支撑作用。     

铁路物流中心选址-分配问题研究

为了满足铁路集中化运输的要求,基于铁路物流中心的层级特点,结合分层选址的理论和方法,以铁路物流中心覆盖的总需求最大化和物流运输成本最小为目标,以各级物流中心数量、服务能力和服务覆盖范围为约束,构建了铁路物流中心分层选址-分配的0-1整数规划模型.最后针对铁路物流中心选址-分配模型的特点,设计了算例,并采用ILOG CPLEX软件进行求解.算例结果验证了该选址-分配方法的有效性和可行性.     

日常动态货物列车开行方案优化研究

为使铁路行车组织符合日常货流动态变化,本文提出编制日常动态货物列车开行方案,以确定货物列车开行的始发终到站、开行数量、编组内容和开行时段.基于编组计划、运行图等基本运输计划构建列车时空网络,以车流走行费用,列车运营费用,车流延误费用之和最小为目标;考虑车流径路唯一,节点流量平衡,列车开行数量,车流中转时间等约束,构建整数规划模型.为提升算法的求解效率,增加解的个体数目实现算法的并行性,引入多邻域移动准则,设计改进的模拟退火算法进行求解.以蒙华铁路实际数据进行案例分析,结果证明了本文模型和算法的有效性.     

日常动态货物列车开行方案优化研究

为使铁路行车组织符合日常货流动态变化，本文提出编制日常动态货物列车开行方案，以确定货物列车开行的始发终到站、开行数量、编组内容和开行时段.基于编组计划、运行图等基本运输计划构建列车时空网络，以车流走行费用，列车运营费用，车流延误费用之和最小为目标；考虑车流径路唯一，节点流量平衡，列车开行数量，车流中转时间等约束，构建整数规划模型.为提升算法的求解效率，增加解的个体数目实现算法的并行性，引入多邻域移动准则，设计改进的模拟退火算法进行求解.以蒙华铁路实际数据进行案例分析，结果证明了本文模型和算法的有效性.     

货运量变化条件下中欧班列西通道境内去程集结方案研究

以中欧班列西通道境内去程集结方案为研究对象,考虑国内集装箱班列和中欧集装箱班列两种模式,从铁路承运方的角度出发,以运输费用最小、服务匹配度最高、运输时间最短等为目标,以运量、唯一性、班列运行频率、站点、决策变量取值范围等为约束条件,构建中欧班列西通道境内去程集结方案优化模型,研究在不同的货物运量条件下,中欧班列境内去程的集结中心地点、运输组织模式及其相关变化,并采用带有Pareto集的NSGA-Ⅱ算法进行求解。研究结果表明:对于目前的货运量而言,可以在成都、重庆设置中转集结站点,进行部分列车的中转集结作业;当货运量处于最高货运量的60%以下时,宜在西安、乌鲁木齐设置中转集结站点,而货运量在高于最高货运量的60%,经过西安、乌鲁木齐时,大部分列车开行中欧直达班列,部分可在乌鲁木齐进行中转集结作业。     

重载铁路通道准时制班列开行方案研究

为了适应煤炭市场的变化需求,满足高效的运输目标,本文提出基于准时制(Just intime)班列开行方案的运输成本+库存成本最小的模型,结合需求方煤炭的资源消耗与开行班列直达关系,确定不同关系下的煤炭需求方库存成本;以重载铁路包神铁路运煤线路为实例,构建煤炭需求方库存成本与直达列车开行方案,求得最小运输库存成本;对比开行准时制班列与非准时制班列条件下的总成本,结果表明基于准时制班列的运输能有效降低物流总成本,在实际应用中有较好前景.     

一类车站选址问题的非线性优化模型及遗传算法

分析了铁路枢纽辅助站选址问题的背景和由来 ,讨论了辅助站的加入对枢纽地方车流作业选择的影响和修正 ,构造了基于辅助站的选址和地方车流的优化组织为核心的数学模型。针对所建模型为大规模 NP- Hard问题的特点 ,提出了利用遗传算法求解模型的主要策略 ,并进行了仿真计算     

铁路枢纽作业轮廓计划优化模型及算法

本文给出铁路枢纽日常运输组织工作轮廓计划多商品时空网络流模型及算法，对次日枢纽内大小车流、机车应用配合我纽内各站装、卸、排空计划作出合理安排。揭示枢纽内各站次日工作的重点与关键。为进一步编制日班计划及阶段计划提供指导及辅助决策基础。     

基于复杂网络的高速铁路运输服务网络重构模型

运用复杂网络理论,基于L空间构建了以列车数量、运行时间为权重的高速铁路运输服务网络(该网络中包括525个车站、2 666列列车).在此基础上,利用度、强度、介数等复杂网络评价指标对两种网络进行对比分析,明确两种网络的不同运输意义,节点在两种网络中的不同作用.然后,充分考虑高速铁路路网乘客出行特征,以城市枢纽为研究重点、以运行时间为权重重构我国高速铁路运输服务网络,对比重构前后复杂网络指标值的变化,重点分析网络重构前后的网络特征、典型枢纽的变化.最后,基于分析结果为城市枢纽的客运换乘组织和车站分工提出参考方案.     

铁路网最大货运发送量和流量分配综合优化研究

在高速铁路初步成网、既有线运输能力得到不同程度释放的背景下,本文研究了铁路网最大货运发送量和流量分配的综合优化问题.文中以增长后的铁路网货运需求量来描述货运发送量,构建了符合铁路运输车流组织特点的多目标优化模型.模型的目标函数包括货运发送量的最大化和不同货运发送量情形下的流量分配成本最小化.同时考虑了单股货流增长量上限、车流走行具有树形径路特点、非重复径路的数学逻辑表达等约束条件.最后,基于相同算例数据对所构建模型及既有研究文献中的模型进行求解试验,分别得到两种模型下的铁路网最大货物发送量和流量分配方案,通过对比求解结果,验证了本文模型的有效性.     

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重载铁路集疏运调度系统车流组织优化问题涉及到空车与重车的协同优化,只有将二者结合才能够制定完整的车流组织方案.论文首先通过分析系统空重车流组织特征,以车辆周转时间最小为目标,建立基于企业需求与铁路供给的车流综合优化模型.其次以目标函数为抗体,约束条件为抗原,构建基于信息熵的亲和度表示方式,利用免疫克隆算法求解集疏运系统车流组织方案.在求解的过程中,利用免疫克隆算子实现繁殖,通过抗体浓度对种群规模进行控制,防止早熟收敛.最后仿真结果表明,与遗传算法和粒子群算法相比,本文算法的平均搜索时间减少了25%、49%.     

快捷货物列车开行方案多目标优化模型及算法

快捷货物列车开行方案是铁路快捷货物运输组织的基础,也是服务货主的重要 体现.本文综合考虑货主的需求及铁路的生产,以运送最多的货物需求量及最小化货主支 出运输成本为目标,构建快捷货物列车开行方案的多目标优化模型,实现货流 OD 在可 选走行路径上列车内的分配;在建模时,将列车的编成辆数设定为可以在一个范围内灵 活取值的决策变量,从而更符合快捷货物列车的特性;根据模型特点,设计了有偏好信息 的遗传算法进行求解;最后,通过一个算例验证了模型和算法的可行性. 研究结果表明, 所提出的方法对铁路快捷货物运输组织具有一定的借鉴意义.     

Study on the Organization Model of Wagon Flows in Railway Terminal

Railway terminal is an important part of railway network. Transport organization of railway terminal is the key of the railway transport organization. Moreover, the organization of transport work is based on the organization of wagon flows in the railway terminal. Because of the great amounts of equipment and a large number of train operations, the study on railway terminal transport organization is mostly focused on a marshalling station in railway terminal or a part of it. Systematic study taking railway terminal as a whole is very few. In this paper, the organization of wagon flows in a railway terminal is analyzed and a wagon flow model in a railway terminal is established. The main principles of organization of local trains are also presented.     

需求变动下高铁快运货流分配与组织模式优化

基于高铁快运一地集货和多点发运的开行特点，综合考虑我国未来快递市场的需求变动，提出高铁快运常态化和规模化成网运营后的货流分配与组织模式优化方法，以客运动车组捎带运输货物、预留车厢和高铁快运专列模式下，各OD对间的高铁快运运量为主要决策变量，以总运输成本极小化为目标，构建货流分配混合整数规划模型，计算货流量在高铁快运网络中的分布，得到货流OD运输路线与各高铁快运通道运营组织模式的组合优化方案。通过高铁快运货流OD “三阶段”预测方法，预测城市间的高铁快运需求量作为货流输入，以9个国内快递业务中心城市组成的网络为案例，由Python语言调用Gurobi优化软件求解案例，验证所建模型的有效性。案例结果表明：在运量低谷期使用捎带和预留模式可满足90.7%的运输需求；在运量高峰期部分线路需开行高铁快运专列；运营组织模式可根据OD对间货流量与网络容量的适应性关系进行调整，以充分利用高铁闲置运力，提升运营效益。     

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。     

玉林铁路枢纽扩能改造规划研究

近年来,我国很多铁路枢纽面临着扩能改造的问题. 本文在分析铁路枢纽改建工程规划方法的基础上,通过对玉林铁路枢纽地理位置及现状的分析,指出玉林枢纽急待解决的主要问题. 通过分析枢纽预测客货运量,提出了枢纽的总布置方案,并从工程量、线路与咽喉能力、运输组织条件、施工过渡及行车干扰、与规划工程的衔接以及工程费用等6个方面对枢纽改造规划方案进行了综合比较分析.     

高速铁路建设对我国铁路运输的影响

高速铁路在我国的大规模建设并投入运营,在提升铁路路网规模与质量、缓解运输能力紧张、提高铁路运输服务质量等方面均取得了显著效果.通过全面总结高速铁路建设运营对铁路网络结构与规模、运输服务能力、快速客货运网络、现代化综合客运枢纽建设等方面的提升效果,系统阐述了高速铁路建设对运输组织模式、列车运行图编制理论、夜间列车运输组织方法、动车组运用、高速铁路调度指挥体系理论与方法构建等行车组织方法创新的推动作用,以及对我国基础设施建设技术和动车组制造及控制技术等铁路建设与装备水平持续提升的促进作用,揭示了高速铁路建设对我国国民经济持续快速发展的重要支撑作用,为实施我国一带一路和高铁走出去国家战略提供了理论支撑.      

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本文在与货物列车编组计划和旅客列车开行方案进行比较的基础上，分析了铁路行包快运专列开行方案编制的特点。考虑到行包快运专列快捷运输的定位、车底的循环使用和运输需求的波动，对需求不固定、无能力约束、不固定编组的行包快运专列开行方案的优化编制方法进行了研究。通过分析货流、车流、列流间的关系，在快运专列的车流径路的候选集的基础上，以运输效益最大化为目标，考虑专列成对开行的约束，建立线性整数规划模型，确定合理的专列开行区段、开行数目和编组内容。