铁路集装箱旅客化运输系统开行方案分阶段编制方法研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案编制问题,基于提出的运输组织模式,考虑车站及线路能力的约束,借鉴货物列车开行方案的编制思路,提出新型集装箱系统列车开行方案的分阶段编制方法。优先确定箱流运输物理径路,规定其具有唯一性;通过归并处理,将箱流全部转化为可通过快速集装箱列车运输的箱流;最终采用基于备选集的方法,以运输成本和箱流总换乘次数最小为目标,构建了快速集装箱列车开行方案优化模型,并利用商业软件ILOG CPLEX进行求解。通过案例分析,验证了提出方法的可行性,且实验结果表明了企业利益与货主利益之间的博弈关系。     

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案线路优化研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案线路设计和优化问题,以快速集装箱列车为研究对象,以运输企业成本最小化为目标,在满足各起讫点箱流的基础上,优化快速集装箱列车的始发、终到以及沿途访问的车站。建立开行方案线路优化的非线性整数规划模型,并采用线性化方法将非线性整数规划模型等价地转换为线性整数规划模型。通过构建集装箱运输网络进行案例分析,验证了该模型的可行性。通过该方法得到的列车开行方案线路优化结果可作为运输企业内部使用的运输计划,以指导车站工作,确保货物运输更加有序。     

铁路集装箱客运化班列停站方案与运行图协同优化研究

铁路集装箱客运化系统对于改善我国铁路集装箱运输效率和提升铁路在高附加值货物运输市场的竞争力具有重要意义。在客运化系统中,集装箱班列的停站方案与运行图是班列运输组织计划的核心内容,前者确定各班列的停站模式,后者确定班列在各车站的出发与到达时间,二者之间相互影响,共同决定服务质量。因此,为提升运输组织计划编制效率,有必要在基于铁路通道的运营环境下,研究考虑不同运行区段的集装箱客运化班列停站方案与运行图协同优化问题。在满足箱流需求与符合列车运力的前提下,考虑具体的集装箱至列车的分配,将列车停站方案约束嵌入到列车运行图编制过程中,一方面使得停站方案与箱流分配方案相协调,另一方面保证列车在站停留时间能满足集装箱装卸作业的要求。以总列车停站时间最小为目标,综合考虑货物运到期限、车站到发线资源的分配、列车追踪间隔时间以及列车停站时间等约束,构建混合整数线性规划模型,并借助优化求解器CPLEX对模型进行求解。以实际中欧班列通道为案例进行实证分析,验证提出方法的有效性。实验结果表明,客运化系统能够充分发挥网络运输的优势,在仅牺牲部分列车能力利用率的前提下,具有列车开行频率高、运输集装箱数量多以及运到期限...     

基于备选集的高速铁路列车开行方案优化方法研究

高速铁路成网后列车开行方案的编制面临新需求,不仅要紧密联系既有线运输,而且必须适应大规模全网优化的需要。本文提出基于"备选集"的高速铁路列车开行方案优化方法,列车开行方案的编制分两阶段实现,使其具有很强的可操作性并符合实际应用特点:首先根据一定原则生成备选集,得到最有可能开行列车的集合作为列车开行方案优化的解空间;其次结合多商品流问题,建立基于备选集生成列车开行方案的混合整数规划模型,求解列车开行方案的同时获得所有客流的列车分配结果,并根据模型结构特点设计拉格朗日松弛启发算法。对京沪高速铁路及相关路网进行模拟应用,取得较好效果。     

不同需求日高铁列车开行方案协同优化方法

不同需求日的出行需求在结构和总量上都存在差异,不仅需要提供与各需求日相匹配的运输能力,而且不同需求日的列车开行方案应有很大相似性,使高铁运输组织能平稳过渡。为权衡铁路运营成本和运输组织衔接,在考虑高铁运输组织平稳过渡前提下,谋求铁路运输成本和旅客出行费用最小,对不同需求日列车开行方案进行协同优化。由各需求日各OD对需求生成最大包络需求,以最大包络需求列车开行方案为备选列车集,产生各个需求日的列车开行方案。建立不同需求日开行方案协同优化双层规划模型,设计求解模型的遗传算法。算例分析表明,在公共列车集比例限制下,协同优化产生的开行方案具有较好评价指标,算法收敛性较好,体现了模型和算法的有效性。     

基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化

城际铁路列车服务水平直接影响着全天各时段旅客出行需求量。为了研究这种影响关系,获得吻合出行需求的城际列车开行方案,首先建立旅客时段出行需求与广义出行费用间的弹性需求函数,并基于给定候选列车集构造旅客出行网络,进而以最大化列车开行收益为优化目标,构建面向弹性需求的城际列车开行方案优化模型。模型结合弹性客流在出行网络上的路径选择,从候选列车集中选择开行列车,并优化其停站方案与始发时刻。在生成初始列车开行方案基础上,设计其邻域解生成策略,构建求解模型的模拟退火算法。算例优化不同分布客流的列车开行方案,结果表明:模型与算法能够获得更吻合弹性需求的列车开行方案,且有助于提高旅客服务水平与企业经济效益。     

铁路集装箱班列开行方案与定价综合优化研究

当前铁路集装箱班列的开行决策主要依赖决策者的主观判断,缺乏理论支撑。客户需求决定了开行方案,集装箱班列的开行方案又关系到运输时效性,而运输服务的价格和时效性又对客户需求产生影响。开行方案与定价之间互相影响,有必要对两者进行综合研究。在考虑运输网络稳定性的基础上,建立了以铁路运输企业运营收益最大为目标的混合整数规划模型。设计基于李雅普诺夫优化技术的算法,将时变网络的全局优化问题转化为一系列单一时隙优化问题,并在网络稳定性和原优化目标之间得到平衡,从理论上证明了该转化具有等价性。对于转化后的模型,运用和声搜索算法进行求解。通过算例分析验证了上述模型和算法的正确性和有效性。     

基于遗传算法的重载与非重载去向开行方案比较研究

本文道德简要介绍重载运输在我国开行的现状，在此基础上建立一个重载列车去向模型。引进一个先进的算法－遗传算法求解模型，根据求得最终优化方案，比较普通直达列车和重载列车开行方案的不同，计算结果表明重载列车的开行应该重新调整现有编组计划，而不是仅仅加大原有开行方向上的编成辆数以实现重载。     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

国外高速铁路运输组织方案特点分析

国外高速铁路经过多年的发展和运营经验积累，形成了成熟和高效的旅客运输组织方案，主要体现在紧密结合市场需要，设计高效益的列车开行方案、列车运行图、种类丰富的客票以及构建基于“无缝运输”理念的联合运输体系。分析国外高速铁路运输组织方案特点，结合我国铁路高速客运产品的开发实际，提出编制市场导向型列车运行图，创新列车开行方案与列车运行图设计，加强铁路旅客联合运输体系研究，以使我国铁路适应客运市场需求，提高客运服务质量，获得良好的经济和社会效益。     

关于集装箱箱流均衡运输的探讨

介绍了集装箱箱流均衡运输的概念及意义，分析了影响箱流均衡运输的因素，以及由于集装箱运输管理体制的变化带来的影响箱流均衡运输的问题，并根据存在的问题，提出了与车站联合经营和优化集装箱信息追踪系统两点建议。     

面向服务水平的高速铁路列车开行方案优化

在传统列车开行方案基础上引入列车始发时间,形成高速铁路列车开行方案的新概念。针对一些关键O-D对,提出服务列车数下限要求;针对车站需求稀疏时段,提出发车时间间隔上限要求。基于旅客出行的时变需求,建立面向旅客服务水平的高速铁路列车开行方案优化的双层规划模型,其中上层规划为铁路企业优化列车开行方案的决策;下层规划描述旅客的乘车选择行为,即列车网络上进行客流分配。为缩小优化搜索空间,列车运行区段仅限于备选集中产生,并将关键O-D对服务列车数约束转化为各车站的停站列车数约束。设计列车停站方案的确定方法、初始开行方案的生成方法和邻域解的搜索方法,并以此为核心设计求解模型的模拟退火算法。算例表明,采用该模型和算法求解的列车开行方案在时空区域上较好地满足了旅客出行时变需求,服务水平达到规定下限,模型和算法具有良好的优化效率和实用性。     

考虑能力利用效率的本线与跨线列车开行方案协同优化研究

列车开行方案是编制列车运行图的基础,合理设计列车停站方案对区段内的客流分配有着直接影响。通过研究现行的列车开行方案,结合客流量等数据,考虑提高线路通过能力和列车能力利用效率,进行本线列车与跨线列车的协同优化研究。结合数据,提出假设条件,建立本线与跨线高速列车开行方案协同优化模型。使用多目标优化的线性加权算法进行目标函数的转化和求解,并以京沪高铁为案例,对模型的参数进行标定,得到本线与跨线列车协同优化开行方案。通过对现行方案与优化方案的车站服务频率、停站次数等的对比分析,验证了模型的有效性和可行性。     

装车地重载列车开行方案的优化模型

在分析组织装车地重载列车开行条件和经济效益的基础上,构建装车地重载列车开行方案多目标非线性0-1规划模型,针对车流在装车地的各种开行方案和经济效益设置模型参数、定义变量、目标函数及约束条件,以系统总效益最优来确定列车开行方案,并且提出相应的算法。最后通过算例验证该模型的有效性和合理性。     

网络化条件下城际铁路列车开行方案分层优化

网络化背景下,城际铁路列车开行方案生成及优化涉及多方面因素,复杂程度呈指数型变化,是一项极为庞大的系统工程。为快速优化生成网络化条件下城际铁路列车开行方案,将节点重要度概念与网络化条件下城际铁路列车开行方案生成及优化结合,以铁路运输企业效益和直达客流比重的最大化及旅客总出行成本的最小化为目标,建立网络化条件下城际铁路列车开行方案多目标优化模型,并考虑多目标多约束规划问题难以直接求解,采用分层优化思路求解模型。结果表明,列车开行方案的生成和优化得以简化,优化方案与现状实际运行图吻合度较好,模型可在较短迭代周期内生成优化结果,提升城际列车开行方案编制效率,可为高效生成网络化条件下城际铁路列车开行方案、有效指导旅客运输组织方案设计提供一定借鉴参考。     

基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法

列车开行方案是有效利用铁路运输能力和提升服务质量的关键组织手段。基于城际铁路客流的时变特性,将时空网络方法引入城际列车开行方案决策,增加考虑客流出行时间信息,从而能更加全面评价所得方案。在构造开行方案时空网络图的基础上,以最小化包括列车运行成本、旅客旅行时间、旅客出发偏差时间和未上车惩罚和列车数量等的总成本为目标,考虑时空网络客流及列车流守恒、发车时间间隔和列车能力等约束,建立基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化模型,并设计双层模拟退火算法进行求解,其中内层算法优化列车停站方案,外层算法优化列车起讫点、开行数量和始发时间。算例计算分析表明,所提方法能为城际铁路列车开行方案决策提供科学依据。     

高速铁路跨线旅客列车开行 方案优化研究

针对高速铁路跨线旅客列车开行方案展开优化研究。从旅客和铁路部门2个角度出发,以旅客出行总支出最小和铁路部门运营成本最小作为目标函数,以客流守恒定律、区间通过能力、上座率和客流需求作为约束条件,建立高速铁路跨线列车开行方案的多目标规划模型,设计该模型的遗传算法,利用MATLAB实现算法编程求解。考虑分担率变化对开行方案的影响,结合算例分别得到传统广义成本效用函数与高铁发展趋势下跨线列车开行方案的较优解,同时验证了模型和算法的有效性。     

铁路旅客列车开行效益评价系统开发及应用

针对铁路运输企业的旅客列车开行效益分析需求,梳理旅客列车开行效益指标,设计列车换算客座率、换算盈亏平衡点评价指标和评价模型,建立旅客列车开行效益评价体系,开发铁路旅客列车开行效益评价系统并在中国铁路济南局集团有限公司上线运行.运行情况表明,该系统可动态、直观、快速、精准地评价列车开行效益,为旅客列车开行方案优化提供科学...     

基于时变区间断面需求的高铁网络列车开行方案优化

列车开行方案与客流需求匹配与否在很大程度上决定高铁运输服务质量和市场竞争力。为使高铁列车的开行方案与旅客的时变需求相吻合,在基于连续运输能力的高铁客流均衡分配获得区段时变断面需求的基础上,引入列车发车时间,提出基于区段列车生成和列车拼接组合的开行方案设计思路,解决大规模高铁网络列车开行方案的优化问题。首先,根据列车始发终到站需要配备动车段或存车线的特征,以配备相关设施的车站为界,将高铁网络分解为若干个互不重合的区段,并以区段为单位,提出吻合时变区间断面需求的区段开行方案生成方法和列车拼接组合策略。其次,针对网络化列车开行方案中需要满足的始发站发车能力约束、终到站终到能力约束、区间通过能力约束和列车总数约束,以高铁运营收入、高铁运营成本与旅客需求偏差的惩罚费用加权和为优化目标,构建基于时变区间断面需求的高速铁路列车开行方案优化模型,并通过4种列车调整策略和5种综合方案调整策略构造邻域解,设计模拟退火求解算法。最后,以京广高速铁路、沪汉蓉高速铁路以及郑西高速铁路为例验证模型和算法的有效性。结果表明,优化产生的列车开行方案与时变客流吻合程度高,同时也具有较高的运算效率和收敛性,适用于大规模高...     

基于经济效益的高速铁路列车开行方案评价及调整

高速铁路列车开行方案优劣直接影响高速铁路的市场经济效益,而列车开行方案评价是优化开行方案的基础.为优化运输组织、提高经济效益,从营运能力、盈利能力和服务能力3个方面构建高速铁路列车开行方案评价指标体系,引入后退法思想筛选指标,构建基于决策偏好的超效率DEA评价模型确定列车开行方案经济效益评分,利用投影原理构建基于投入要素限制的调整优化模型,优化调整DEA无效的列车开行方案.以京沪高速铁路为例,结果表明,该方法能较好地反映高速铁路列车开行方案资源利用和产出效率,能为高速铁路列车开行方案优化提供理论指导和决策依据.