优化铁路枢纽编组站作业分工方案

给出了铁路枢纽的网络表示,分析了铁路枢纽的车流结构和作业流程,在此基础上,研究了铁路枢纽编组站作分工多目标优化的内在机理和相互关系,构造了基于集合创分意义下的数学优化模型,并据此讲座了铁路枢纽编组站作业分工问题的内在本质及问题的复杂性。     

铁路枢纽内客运站分工的优化模型及算法

为了合理分配引入高速和城际客运专线的铁路枢纽内客运站的接发旅客列车任务,以始发终到客流在各客运站之间的分配、始发终到和通过客流的运行路径为决策变量,以最小化枢纽内始发终到和通过旅客的费用为目标,以客运站始发终到能力和通过能力、铁路线路旅客列车通过能力、旅客运输需求为约束条件,建立了客运站分工多目标非线性混合整数规划模型.考虑铁路枢纽内运行路径少的特点,设计了基于枚举法、多最短路和线性规划的精确求解算法.算例表明,该方法能够对3个客运站的接发旅客列车数量进行定量分配,始发终到能力占用率分别为100%、64.5%和69.3%,通过能力占用率分别为78.7%、65.9%和25%.     

重载铁路智慧港口站作业计划综合优化模型及算法研究

为提升港口站调度智能化水平,本文在研究重载铁路港口站作业组织的基础上,分析本务机担当调机运用模式下不同卸车系统的调车作业方案,以列车分解计划、卸车计划、调车作业计划及列车组合计划为核心刻画不同类型重载列车在站作业全流程。考虑港口站卸车作业能力和卸后空车返程排空效率,以车辆在站停留时间最少为目标函数,构建重载铁路港口站作业计划综合优化的混合整数线性规划模型,采用带有启发式策略的微进化与自适应邻域搜索相结合的混合算法。以某重载铁路港口站为例进行分析,结果表明,得到的设备协同调度方案中未出现空闲等待时间,出发列车配流方案中,前7列均满足最大空车编成辆数;对比不同调车作业方案,本务机担当调机运用模式可为港口站减少5台调车机;所提算法相比Gurobi求解器,在求解时间上节省97.32%,与最优下界值间隔缩小0.06%。     

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.     

区段站阶段计划的优化模型和算法

以区段站阶段内准点满轴发车为目标,建立混合０－１规划模型,并根据大系统理论将系统分解为４个有序的子系统,同时给出分解算法,为阶段计划的计算机自动编制提供了一个优化决策基础。     

铁路枢纽客运站布局优化研究

客运站布局评价指标既有定量指标也有定性指标,为统一评价指标,引入了评价指标的目标效应值,建立了客运站布局优化模型。以南宁铁路枢纽为例,确定了工程投资、枢纽内运用成本、旅客出行费用、与城市规划配合情况4个评价指标,工程投资、枢纽内运营成本、旅客出行费为定量指标,与城市规划配情况为定性指标。建立数学模型,计算各定量指标的具体费用值,对定量指标进行说明。利用线性插入法分别计算各定量指标的目标效应值,利用五等制确定定性指标值,通过专家确定各指标的权重,然后计算加权总目标效应值。根据总目标效应值最大方案最优,确定了南宁铁路枢纽客运站布局优化方案。     

铁路空车调整优化模型及其蚁群算法

以理论研究为主,通过对空车调整问题的特点分析,明确了空车数量调配和网络配流是空车调整的两个核心问题;在分析已有模型及对问题进行抽象描述的基础上,建立了空车调整协同优化（EWDCO）模型,并设计了相应的蚁群算法。分析发现,共同径路约束与EWDCO模型是不协调的;通过对定理的证明得出,对流约束不会对EWDCO模型的最优解产生影响,模型可以描述为线性整数规划模型,其实质是带容量约束的最小费用流模型。同时,研究表明ACO对求解空车调整问题具有一定的优势,是一种较为有效的算法。     

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%.     

铁路运输产品生产决策模型研究

通过对市场经济条件下铁路运输产品生产决策过程的分析,建立了满足市场需求的情况下,以企业效益最大为目标的生产决策模型,求解该模型,可确定出运输供给（产品）的种类,数量和最佳运行径路;在总成本控制下,还可以对运输产品的运价和结构进行调整。由于模型较大,只能用分解算法求解,文中给出了两种求解算法的思路。因模型的建立与铁路运输生产的实际情况相适应,所以能对铁路运输产品生产决策有指导意义。     

基于效益机制的分局调度货运日计划优化模型

在效益机制下进行货运日计划优化的目的是，在有限的运输资源条件下，使日计划实现运输效益最大化．在分析车站能力、空车供应、限制口能力和分界口交接等诸多运输约束的基础上，通过对运输约束准确的数学描述，建立了以运输效益最大为目标函数、以运输限制为约束的优化模型。     

谈城市交通与铁路车站站区的综合规划

随着经济建设的腾飞,我国城市交通建设和铁路建设的步伐也在加快,随之,城市综合交通规划设计也就成为摆在我们面前的一个新课题。     

货物列车编组计划网络模型的建立及算法

阐述了货物列车编组计划编制的复杂性。车流径路和编组方案统一起来进行优化，会得到更加精确和合理的结果。将货物列车编组计划问题转变为网络计算问题来处理，给出了数学模型，其目标是使铁路范围内的车流总费用最小，并且探讨了该模型的算法。     

铁路局请求车审批优化

建立了求解铁路局范围内请求车审批优化的数学模型和与此模型对应的网络图，将铁路请求车审批优化问题转换为求解最小费用最大流问题．给出了求解此模型的数值算法，并对实际应用中的一些问题提出了解决方案．根据该模型和算法开发的软件已在广州铁路局成功应用。     

考虑路段流量不确定性的OD矩阵反推算法

现有OD矩阵反推技术大都将路段流量确定为稳定不变的,导致反推精度不高。为了解决这一问题,以交通网络平衡和双层规划模型为理论基础,选取路段流量与实测流量之间的偏差平方和最小作为目标函数,删除OD矩阵的判别误差函数,将双层规划模型简化为单层规划,从而减少了计算量。以云南省某城市中心城区路网作为实际算例,采取用户平衡分配模型进行验证。结果表明,分配得到的路段流量与实测流量的相对误差都在12％以内,证明该方法与已有研究中以网络行驶时间最小作为目标函数的反推模型相比,精度更高。     

Route Selection for Railway Passengers: A Multi-objective Model and Optimization Algorithm

With an increased operating speed in Chinese railways in recent years, the number of passengers traveling by trains has been significantly increasing. The research issue is regarding how passengers select their routes when there are no direct trains. Previous studies have dealt with the route selection problem as a multi-objective optimization. The study began by setting up a transportation network which encompasses the departure and terminal stations along with important intermediate stations. Then, six key factors are analyzed and formulated using a multi-objective model, consisting of the train-running time, railway fare, transfer frequencies, distances between transfer stations, transfer interval time, and travel comfort. Furthermore, a two-phase algorithm is employed to solve the model. A rapid searching algorithm for feasible routes based on the train timetable is established, then the weight vector is assigned by introducing the information entropy to obtain satisfied routes. In the end, the two-phase algorithm is tested respectively for railway passengers from Lanzhou to Beijing (with direct trains) and from Lanzhou to Changchun (without direct trains), and the results show that the proposed model and solution algorithm are efficient for obtaining satisfactory routes.     

铁路集装箱中心站班列编组方案数学模型

针对已开通运营的铁路集装箱中心站相继开行诸多集装箱班列的实际,构建了集装箱班列编组方案选优的数学模型.该模型是在借鉴已有列车编组计划优化模型的基础上,根据其运输组织的特点,建立了在路网情形下,考虑了包括车站班列中转改编能力储备约束和区段牵引定数限制因素在内的单组班列编组方案选优的数学模型.该模型将一支集装箱箱流可能需要二次及其以上中转改编问题转变为多次一站中转改编问题来描述.因而,该模型复杂度大为降低,且为线性0-1规划模型,决策变量规模为2n3 - 5n2+3n.因而,该模型可以应用现有较为成熟的线性规划算法进行求解.另外,该文还运用模型实例来说明该模型对实际问题的有效描述.     

列车运行方案车站到发线需求可行性模型及其算法

车站到发线能力是计算机辅助编制列车运动图的重要组成部分,以列车会让方案为主线,系统地分析了单线铁路造成车到发展能力不足的根本原因,构造了列车运行方案车站到发线需求可行性线性０－１优化模型,提出了复杂性为０（ｎ）的快速算法,该模型与列车运行图总体优化吻合性好,有利于灵活设计算法,这一步对列车运行图优化显得尤为重要,本方法亦可适用于复线和多线铁路。