铁路空车调配的多阶段策略优化模型研究

铁路空车调配问题是一个比较复杂的问题,目前国内在这方面的研究主要集中在静态宏观均衡调控上,而国外的研究则主要关注于日常调配的动态变化上。本文首先对该问题的国内外研究现状进行了综述,然后从我国铁路生产实际出发深入分析研究空车优化调配的策略和途径。基于空车服务时空网络的构建,采用动态规划方法提出了铁路局(公司)管内空车调配的多阶段策略优化模型。模型考虑了编组计划、列车运行图、技术计划和日班计划的影响,并在目标上谋求空车调配费用最小化。此外,模型实现了铁路局(公司)日常空车调配中排空和配空的综合优化,为空车调整阶段计划的编制提供了理论优化依据。最后,通过数值算例分析,模型的有效性得到证明。     

铁路网多项目多阶段投资规划模型

铁路网投资规划在实践中因其规模庞大和影响因素复杂而难以实现定量优化。现提出的铁路网多项目多阶段投资规划模型，从工程造价和路网配流综合优化的角度出发，探讨了多个五年规划期内有限的建设资金投入对工程建设项目优选的影响。建设项目的投资成本和运输成本的规模经济效应被纳入到模型中。借助通道项目状态0-1变量的设计，模型实现了相邻规划期间项目状态对投资成本影响的反映。此外，模型融合铁路车流树形径路特点，实现了规划年运量的优化配流。模型规划的总目标是在满足各个规划期投入资金预算限制的条件下，路网建设项目的选择，能够确保所有规划期内的货流和客流的运输成本、未满足需求所带来的损失和各种建设项目所需要的年度化资金投入最小。     

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。     

技术站分组列车编组计划的优化理论及模型研究

作为铁路车流组织的主要形式之一,分组列车具有减少货车集结时间、减轻途中调车作业负荷和加速车辆周转的显著作用,但由于其复杂性和特殊性,国内学者对其组织优化进行研究的不多。本文首先阐明了分组列车的开行意义和组织特点,然后基于已有的较成熟的单组列车编组计划优化理论,分别对产生分组列车的两种情况(即合并单组列车为分组列车和衔接单组列车为分组列车)从车小时节省角度做了详细的技术效益分析。在引入阶跃函数的前提下,提出了技术站分组列车编组计划的0-1规划模型。模型以是否开行分组列车所产生的技术效益最大化为目标,并兼顾分组列车的技术作业条件。最后,通过数值算例的演算,验证了模型的有效性,并归纳了模型的特点及适用范围。     

基于多商品流和虚拟弧的铁路车流分配点-弧、弧-路模型研究

重点研究铁路车流分配过程中的不可行流问题。采用设置虚拟弧的方式定位和计算不可行流,引入多商品流的概念,分别构建了基于多商品流和虚拟弧的车流分配点-弧、弧-路模型。二者均以广义运输费用最少为目标,利用弧段阻尼系数调节不同车流的运输成本,同时考虑了弧段的能力约束和不可行流的惩罚费用。此外,弧-路模型还将合理绕行率纳入约束体系。两类模型在决策变量和虚拟弧的设定原理上有所不同。通过分析对比得知,点-弧模型适用于精确测算不可行流总量,弧-路模型适用于直观确定不可行OD。最后,设计空车调配算例并利用LINGO软件实现了两类模型的求解,验证了模型的合理性和有效性,归纳得出相关结论。     

基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型

根据铁路现场车流组织的实际特点,构建基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型.上层规划模型以车流组织总成本最小为目标函数,以车流组织方案的唯一性、技术站的改编能力、调车线的数量等为约束条件,确定列车编组去向的开行方案.下层规划模型以车流改编距离最远为目标函数,以站点出入流量平衡为约束条件,按照最远站法则确定车流改编接续方案.采用模拟退火算法对双层规划模型进行求解,得到了符合最远站法则的列车编组计划优化方案.通过案例的计算结果验证了模型和算法的有效性.     

铁路高附加值货流改编链优化研究

由于高附加值货流分布和班列产品结构并不完全匹配,在铁路网上仍然还有相当一部分高附加值货物无法挂运班列送达,因此,减少这部分货流的在途中转次数将提高其在运输市场中的竞争力。在分析铁路货物运输流程的基础上,提出以高附加值货流改编次数最少为目标的改编链优化模型,把车流在改编站上产生的改编费用通过列车服务网转换为列车弧的权值,这样,把模型的求解问题转化为列车服务网上的广义最短路径求解问题。采用C++计算机语言对模型进行求解,以江村至丰台西方向的车流为例进行验证,验证了模型的有效性。     

技术直达列车开行的车流量下限标准判断系统设计

本文将表格化查询方法应用到车流量强度判断中,提出了系统目标、特点和架构,并详细分析了系统的各个功能模块,为建立技术直达列车开行的车流量下限标准判断系统,给出了完整的开发途径和应用方法.系统解决了以往依靠人工经验判断车流量标准,缺乏科学理论依据的问题.     

重空车流运动组织的协同优化理论及模型

研究如何把重车流和空车流的改编策略略有机地结合起来。即把空、重车流的运行方案作为一个相互关联的系统，然后从费用消耗最小化的角度，确定哪些车站之间开行空车直达去向，哪些车站之间开行空、重混合直达去向，以及哪些车站之间既开空车直达又开重车直达。通过设置４组决策变量：空车直达决策变量，重、空车混开直达决策变量，空车流改编方案变量，重车流改编方案变量，建立了空、重车流综合编组计划的数学规划模型。     

路网编组站间重载列车去向优化分布模型

主要从整个路网车流接续优化及压缩车辆集结滞留时间的角度，确定编组站之间优先开行的重载直达，直通去向。在每个直达去向分别只有一种牵引定数的约定条件下，首次构造出了重载与非重载法去向合理分布模型，其数学形式为目标非线性０－１规划问题，模型中引进了３类变量，重载去向方案变量，非重功直达去向方案变量和车流接续方案变量，从而使得载车与非重载的直达去向优化协同起来。