铁路车流组织问题优化

车流组织是铁路运输中极其重要的问题,合理的车流组织会在很大程度上提高铁路部门的效率,节约经济成本,更好地满足铁路部门和消费者各个方面的需要。对现有的车流组织方法进行分析,指出该方法中存在的问题,并以装车地车流组织为例分析现有方法的不足,从列车编组、车流径路等几个方面给出优化方法,可以提高车流组织效率并改进车流组织现状。     

公铁货流转移下铁路车流径路与列车编组计划联合优化

促进更多货流从公路转移到铁路是实现“双碳”目标的重要路径之一,也是推动铁路高质量发展的关键举措。鉴于此,本文以公铁货流转移量、铁路车流径路选择及编组去向等为主要决策变量,以公铁两网物流总成本极小化为目标,构建公铁货流转移量与铁路车流径路及列车编组计划联合优化模型,实现“公转铁”货流全过程、多阶段运输费用的数学表达,得到系统优化的OD间公铁货流转移量、车流走行径路和改编站点。针对模型的非线性特征,引入辅助0-1变量进行线性化,将其转化为混合整数线性规划模型,为验证模型有效性设计算例,借助数学规划优化器GUROBI进行求解。结果表明,模型可为公铁货流转移方案配置合理的接驳路径和列车编组方案;相较于既有研究,本文构建模型考虑了公铁两端的接驳转运费用和铁路车流集结与改编费用,使得“公转铁”物流总成本增加了约23.06%,转移货流量降低了约4.91%,更准确地描述了公铁货流转移过程,为制定“公转铁”运输方案和组织措施提供一定的理论依据。     

基于动态罚函数的铁路车流分配与径路优化模型

为解决铁路车流分配与径路优化模型中的难约束问题,避免群智能算法在应对该问题时难以求解的不足,提出了一种基于惩罚函数的约束优化方法. 首先,在车流分配及径路优化基本模型的基础上设置虚拟弧,在目标函数中增加惩罚项的方式松弛掉模型中的弧段能力约束,同时对惩罚项中的惩罚力度和惩罚因子设计动态更新的策略;然后,将改进灰狼算法（improved grey wolf algorithm,IGWO）应用于车流分配与径路优化模型的求解;最后,结合某一地区的路网数据,对改进前、后的模型和算法进行对比分析. 算例结果表明:与改进前的模型相比,引入惩罚项之后,IGWO可以在限定的范围内找到满足弧段能力约束的可行解;与灰狼算法（gray wolf algorithm,GWO）相比,IGWO计算所得的配流方案使OD （origin-destination）货流的平均绕行率和货物总走行公里数分别下降了2.6%和5.2%.      

铁路网上带权重的车流径路优化方法

主要研究了铁路网上车流径路的选择优化问题，在充分考虑到起初路网中的车流具有不同同权重的情况下，建立了该问题的０－１规划模型，并讨论了带权重与不带权重两种车流径路优化模型之间的关系。     

铁路网重空车流径路整体优化模型

基于我国铁路车流径路呈树形结构的特点,将分车种的空车调配纳入车流径路的优化体系,同时在满足点线能力限制的前提下,以重空车流整体走行费用最小为目标,构建了车流运行径路的优化模型,并在此基础上,考虑到空车调配过程中的车种代用因素,对模型进行扩展,描述了铁路网重空车流的分配方案．最后,以我国东北部分区域路网为案例背景,通过优化求解,获得了满意的车流径路方案和空车调配轮廓方案,从而验证了模型的合理性和有效性．     

铁路枢纽车流组织的研究

通过对铁路枢纽列车的解编、运行以及在货运站作业的系统研究，提出了枢纽小运转列车编组方案的经济数学模型，为合理地制定枢纽小运转列车编组计划提供方法。     

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.     

关于特定径路准编译系统的研究

实现全路车流径路管理，尤其是用非形式规范的自然语言描述的特定径路现代化管理，是铁路运输生产管理中的一个重大技术难题，本文论述了将特定路文件转换为计算机可读文件的特定准编译系统的构成图，开发途径，特定径路方案及其算法。     

铁路枢纽内班列车流的组织优化研究

优化枢纽内班列车流的组织是提升班列组织效率的重要途径.基于班列作业时 间,反推可能的运输服务,构建枢纽内班列车流组织服务网络.通过将不同联弧能力进行 差异化设置,使其满足货运需求总量约束及班列组织对不同品类货物运量的要求.以运输 服务组织总费用最小为目标,构建铁路枢纽内班列车流组织的混合整数规划模型.该模型 在铁路运能逐步释放和提升的背景下,以满足枢纽内班列开行所要求的基本车流为约 束,而弱化了班列车流组织过程中区段和站点作业能力约束.最后通过算例验证了模型的 可行性和有效性.     

铁路网双向空重车流径路的多目标决策模型

介绍了运输界关于车流径路的研究成果；分析了已有车流径路模型在车流已知情况下只对重车流径路进行优化所存在的不足；运用系统论及网络理论，对路网上双向，空重车流进行路径优化，构造了具有中国铁路网特点的适合于市场经济的多目标模型。     

路网结构和车流径路存储方法的研究

在计算车流径路时，铁路环状图的存储是最重要、最复杂的部分．利用VC^ 的模板数组集合类及其序列化，提出了一种新的数据结构，克服了传统方法占用内存空间大、效率低、维护复杂的缺点，同时，还解决了车流径路的存储问题，加快了车流径路的计算速度．这种数据结构对各种图的存储具有通用性。     

我国铁路客运合理径路选择的研究

从我国铁路客运信息网的实际出发,采用结合线数方法将路网规模缩小后,描述了以距离与换线结合为单目标的启发性求解算法,该算法已通过编程实现并广泛的应用。     

车流组号算法

依据重车的到站来确定其所属出发车流组号是技术站的基础工作.基于数据结构的基本原理,提出了依靠车流最短径路链段用枝端相接的多杈树来划分技术站车流组号范围的数学模型,利用有分段终止条件的遍历方法解决了算法问题.在这一基础上,提出了组号范围的数据库存储和组号图的图示方法,为计算结果的程序应用和查找提供了条件.     

铁路枢纽小运转列车径路优化

以枢纽小运转列车运营成本和货运站装卸费用最小为目标,考虑载重量、列车数和运行时间约束,建立了枢纽小运转列车路径优化模型.并以某铁路枢纽地区为例,运用ILOG CPLEX优化软件仿真求解,得出枢纽小运转列车的最优路径方案.实例证明模型是有效可行的,与实际运行比较,优化后的费用降低近5%,运输距离缩短近8.31%.     

铁路网车流分配问题研究综述

铁路网车流分配是铁路运输组织中的热点研究问题,也是铁路运营管理层面的重要研究内容。本文分析了铁路网车流分配优化问题的内涵及特点,并从模型构建及算法设计两个方面对国内外相关研究现状及研究特点进行了综述。在模型构建方面,按照决策变量、优化目标和约束条件三个角度对既有研究进行分类,并指出决策变量主要依据点-弧模型和弧-路模型两种基本车流分配模型设置,其中弧-路模型的决策变量相对更少,在大规模车流分配模型中更为适用;优化目标通常选择广义费用中的一种或多种,并兼顾运输效益与点线能力协调进行设置;在约束条件的考虑上,大部分模型以传统约束条件为主,根据不同运输需求设置约束条件。在算法设计方面,分析发现启发式算法成为求解大规模路网问题的主要手段,而基于模型松弛和模型分解的精确算法以及基于模型修改的算法也逐步得到了广泛应用。在归纳分析既有研究特点的基础上,结合铁路货物运输内外部发展环境的变化,进一步展望了车流分配在模型建立、算法求解和创新方面的研究趋势,可为铁路车流分配研究提供一定参考。