车种代用下的铁路空车调配研究及遗传算法

介绍了当前铁路空车调配问题的研究现状,对比一般的空车调配问题模型,提出车种代用情况下空车调配的数学模型。该模型以空车走行费用最小化为目标函数,将车种代用纳入其中,并设计了遗传启发算法求解该问题。     

基于Dijkstra算法的铁路应急物资调配方案研究

针对应急物资调配问题,为提高铁路突发事件中应急物资需求的快速响应能力,将各类物资的需求量和储存量结合在一起进行分析,并探究调配最优路径的决策方案。以追求最短时间和最小损失为根本目标,依据应急点的不同紧急程度,建立铁路应急物资调配方案。     

铁路突发事件应急物资优化调配

为求解满足应急开始时间最早及经济性最优的铁路应急物资优化调配问题,通过分析铁路应急物资调配的特点,运用多目标规划方法建立铁路应急物资调配模型,设计了求解步骤及算法,并进行了算例验证.研究结果表明:该模型能够实现应急开始时间最早、出救点最少及应急运输费用最少等目标,进而实现铁路应急物资的高效利用与合理调度.     

基于虚拟激励法和辛数学方法的高速列车平稳性优化

应用虚拟激励法和辛数学方法建立了虚拟简谐载荷作用下车辆-轨道耦合系统的低自由度运动方程;基于ISO 2631—1—1997国际标准,提出了以平稳性为指标、以车辆悬挂装置参数为设计变量的最小-最大优化问题,并采用K-S函数对该问题的目标函数进行了拟合;通过耦合系统的1阶和2阶灵敏度方程,得到了K-S函数的解析敏度,并利用MATLAB的优化工具箱实现了对车辆平稳性的优化。数值计算结果表明,该方法対峰值点的优化可达58.34%。     

基于CO_2排放的车辆路径优化模型及其算法研究

物流不仅是能源消耗大户,同时也是CO2排放的重要来源。在分析配送车辆燃油消耗和CO2排放因素的多种车辆类型车辆路径问题特点的基础上,构建其相应的优化模型,并给出基于遗传算法的启发式求解算法。最后,针对该模型和求解算法进行数值算例仿真,研究结果显示:路径最短的路线不一定是能耗最小的路线;与传统基于路径最短的车辆路径对比,基于CO2排放的车辆路径总行驶里程较长,但其综合成本较低;遗传算法是解决绿色车辆路径问题的一个有效的求解算法。     

铁路路基土石方调配最优化模型研究

土石方调配优化平衡是铁路路基设计的关键环节,传统的人工调配方法因为设计人员不同,结果往往差异很大。结合线性规划方法,以土石方调配总费用最小为目标函数,考虑调配过程中各种条件函数,提出土石方调配最优化基础模型和拓展模型,对模型进行优缺点分析,得出最优化调配方案,并结合实例加以验证。     

树枝形货物作业点取送车作业方案的多目标优化模型及算法

以调机取送作业总时间、总入线车辆小时和总走行车辆公里加权综合值最小为优化目标,以调机的牵引辆数和访问调移作业点先后顺序为约束条件,建立树枝形货物作业点取送车作业方案的多目标优化模型;采用自然数作为解的编码序列,任意构造1个满足调移优先关系的解作为初始解,将调机牵引辆数约束转化为惩罚函数,并与目标函数式累积起来作为解的评价函数,依次运用3种邻域结构操作方法进行随机搜索,利用模拟退火算法对模型进行求解。以某铁路车站取送车作业为例对模型和算法进行验证。结果表明:所建模型符合取送车作业方案的编制要求和作业实际,模型求解算法的效率和结果满足现场需要。     

带时间窗约束的道路危险品运输路径选择研究

对已有危险品运输模型进行分析,针对当前危险品类物流配送网络的特点,提出了在时间窗约束条件下城市道路网络中的危险品配送模型,该模型以整个网络中事故发生的期望和影响人数最小为目标。设计了目标集成方法和对集成后目标函数求解的扩展标号法来计算该多目标问题的Pareto最优折衷解,最后用实例对算法进行了验证。     

重空车流径路及多车种空车调配协同优化模型

依据现有铁路网结构、车流组织特点和车流运行特征,构建基于树型结构的重空车流径路及多车种空车调配协同优化模型.模型以重空车流的总运行费用最小为目标函数,以重车流量平衡、技术站车流不可拆分、区段通过能力限制以及支点空车需求量和供给量平衡为约束条件.以我国东北铁路网为例,对所构建模型的合理性、可行性进行模拟优化试验.结果显示:采用本模型,可以获得重空车流径路方案、空车调配方案,优化了径路上各区段负荷分布;得到的重宅车流径路及多车种空车调配结果符合铁路车流组织的特点,有利于区间通过能力的充分利用和车辆周转时间的压缩.     

基于物流金融的动态质押物配送路径优化

对物流金融业务中的动态存货质押物在配送和运输过程中的路径问题进行优化研究,以存货质押物在配送过程中的总线路最小为目标,将该问题看成是VRP问题并建立数学模型,通过对模拟退火算法和遗传算法2种算法优点和缺点进行对比,得出模拟退火算法能更好解决该问题,并用算例验证该算法,该算法能够避免解陷入局部最优,最终经过迭代得出最优配送路径。     

基于梯度提升决策树模型的铁路货运装卸时间预测技术

铁路货运装卸时间的精准预测可提升铁路货运系统的调度合理性和服务质量,但装卸时间受多种因素影响。文章针对铁路货运装卸时间预测问题,从铁路货运运单全流程信息中挖掘运单属性与货运装卸时间的关系,以分类与回归树为基础模型,在LightGBM框架下构建梯度提升决策树模型;对铁路货运运单全流程信息中的相关数据进行整合、对数变换、增加特征等预处理,形成运单数据集;采用该数据对构建的模型进行训练,结果表明,构建的模型对货运装卸时间的预测性能优于与其对比的其他机器学习模型。将该模型应用在实际货运装卸业务场景时,实际准确率依旧高于其他对比模型。     

基于蚁群算法的客运段乘务值乘交路计划编制研究

将铁路客运段乘务值乘交路计划问题与旅行商问题相结合,以获取管辖交路乘务组的最小乘务组组数为目标,建立乘务交路计划编制数学模型.深入分析客运段乘务交路计划的特点,并将其转化为模型的约束条件,给出交路接续规则、非对称约束条件、交路执行条件、子回路禁止条件等4个约束条件表达式.同时采用蚁群算法对模型求解,规定算法所需的信息素更新函数,交路选择规则等.将该模型算法在实例中应用,应用结果表明,该模型能够清楚表达乘务值乘交路计划编制问题,并极大地提高了编制效率,降低了成本,实现了乘务值乘交路计划编制的自动化,具有一定的实际意义.     

基地直达车流组织优化

铁路基地直达货物运输对于加快货物送达、加速车辆周转、缓解编组站能力紧张、降低运输成本等具有重要意义。本文在分析基地直达列车开行的必要条件,以及车流以直达或非直达形式输送,在装、运、卸、储各环节的费用消耗基础上,对基地直达车流组织问题进行了研究,构建了基地直达车流组织优化的非线性0-1规划模型。模型中充分考虑了车流在直达基地的各种组合方案,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为目标、以直达列车开行的唯一性条件和必要条件为约束来确定基地车流组织方案。构建的模型能够全面地描述直达基地车流的各种组合,符合我国直达货物运输实际,进一步拓宽了铁路车流组织的研究领域。最后给出的构模实例对模型的有效性、合理性进行了进一步的验证。     

考虑故障车回收的单车系统再平衡调度研究

为解决单车系统中站点需求不匹配问题,研究需求确定条件下考虑故障车回收的有桩式共享单车系统再平衡单车调度问题,建立完善的考虑故障车回收取送一体化旅行商调度模型,以车辆行驶时间、每个站点固定的检查时间以及装卸搬运总服务时间为优化目标,运用贪心-模拟退火算法求解最优调度路径。实验结果表明:优化出合理的调度线路,减少平衡系统内每个站点的需求的服务时间,同时对故障车进行回收,提高了单车系统中单车利用率,进而有效解决故障车回收的单车系统再平衡调度问题。     

基于出发车的装卸完整率计算方法

研究设计以当日出发车为基准的装卸完整率计算方法,解决当前以十八点报告为基准的计算方法无法精确定位、报告不完整的问题。采用模拟车站系统作业的方法,以铁路运输信息集成平台到发报告、装卸报告为主要数据源,生成包含车辆基本信息及作业信息的车辆登记表,进而以该表为基础汇总计算车站的装卸完整率。通过由该方法计算得到的装卸完整率,管理人员或作业人员能够快速找到没有上传装卸报告的装卸作业,从而精确、快速地定位问题车辆。     

基于断面客流特征的城市轨道交通行车组织优化方法

以西安地铁4号线为例,基于线路设施和断面客流特征条件,提出了行车组织的优化方法。根据车站条件进行折返适宜度分析以确定小交路区段,分别以乘客服务水平最高和运营成本最小为目标并考虑一定的约束条件构建目标函数,结合Rail Sys软件仿真得到的线路拓扑结构确定了不同交路区段下的列车运行时分及速度,据此标定了模型参数。建立了多目标函数,并利用基于隶属度的算法得到了模糊最优解,求解出大小交路的列车编组数量及行车间隔,给出高峰时段的行车方案。模型计算结果表明,和原设计方案相比,优化方案在满足乘客需求的同时可有效节约运营成本,并显著提高客流时空分布不均衡状态下的线路断面满载率。     

基于里程最大化的动车组交路计划优化方法

动车组交路计划是编制动车组运用计划与检修计划的重要基础,对于加强动车组的运营管理具有重要作用。针对动车组交路计划编制的问题,主要在动车组一级检修的里程周期和时间周期的约束下,以动车组运行里程最大化和列车车次接续时间最小化为优化目标,构建了动车组交路计划优化的0-1整数规划模型。在此基础上,设计了交路计划优化编制的算例,并采用Lingo软件对模型进行求解,优化结果验证了模型的有效性。     

编制机车周转图的优化模型

指派问题算法模型和最小费用最大流模型是机车周转图优化的基本算法和模型,对解决部分双机牵引情况下的机车运用优化问题,具有一定的局限性。通过建立线性整数规划模型,可以解决铁路现场出现的列车运行图成对或不成对,列车单机牵引、全部双机牵引或部分双机牵引等多种情况下的机车周转方案的优化问题。为了简化求解过程,提高模型的实用性,在保持通用性的前提下,先后将整数规划模型转化为最小费用循环流和最小费用给定流模型。实际应用表明,最小费用给定流模型除了以上多种情况外,还可以解决客货分别勾画机车交路的优化运用问题。由于最小费用给定流模型具有很强的通用性,简化了程序设计工作,应用该模型并结合铁路实际情况开发的软件已在乌鲁木齐铁路局经过现场测试,使用情况良好。     

铁路危险品装卸作业对工人健康影响研究

对铁路危险品装卸业场所空气毒物进行了测定，并对作业工人进行了体检。结果表明，危险品用优质包装较之普通包装空气毒物浓度下降３－９倍，机械装卸较之手工装卸空气毒物浓度下降２倍多。危险品装卸工与对照组相比，血清ＰＡ含量明显下降，外周血淋巴细胞微核显著增高。神经传导速度表现为正中神经ＭＣＶ、近端ＳＣＶ，尺神经近端ＳＣＶ明显降低。     

基于时间耗费的城市轨道交通乘务排班优化

乘务排班问题一直是城市轨道交通运营部门面临的既关键又具体的问题之一,合理的排班对于减少运营中乘务费用支出,提高运营效益有着极其重要的意义。文中以上海城市轨道交通为背景,研究了城市轨道交通乘务排班软件中的优化方法。在以总时间耗费最小实现多目标优化的基础上,将优化过程分为两步,首先对列车运行线在乘务换乘点上划分为乘务作业段,这个过程归结为一个径路选择问题,通过最短路算法实现。然后将划分好的乘务作业段组合成乘务任务,这个过程是一个匹配问题,通过最小费用最大流算法来实现。本文对乘务作业段的定义与划分、时间耗费的计算及整个排班计算的实现过程进行了详细阐述。