多点列车编组计划优化模型研究

针对单点列车编组计划优化模型应用在含有双向编组站的铁路网上时无法细化到各直达去向在编组站的到发场,将双向编组站的到发场也视为路网中的节点站,并考虑双向编组站内不同改编路径车小时消耗的差异性,以车流的集结车小时和改编车小时消耗之和最小为目标,以编组站上下行调车系统的股道数和改编能力为约束,构建多点列车编组计划优化模型.算例计算结果表明,多点列车编组计划优化模型的优化结果不但能够确定车流在双向编组站内的改编路径及其车流构成,也能够确定直达去向的到达场和出发场.当双向编组站内不同改编路径的单位车小时消耗均相等时,多点模型与单点模型等价;当路网中双向编组站某个调车系统改编能力发生变化时,得到的优化方案也会随之变化,因此对编组站上下行系统的改编能力分别考虑,建立多点模型的约束条件,可使得到的优化方案更符合运输生产实际.     

阜阳北站作业能力提升对策探讨

阜阳北站是我国铁路网中重要的路网性编组站,为适应不断增长的货运需求,在该站已完成"三级八场"硬件扩能改造的基础上,针对阜阳北站存在的机车交路较长、机车与车流不匹配、折角车流转场困难、存在违编车流等问题,分析提出提升阜阳北站作业能力对策,即:优化运行图结构,调整车流径路,重新划定分界口,调整机班值乘交路,优化站场输送折角车流,加强违编车流管理等,进一步提高阜阳北站作业能力。     

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。     

铁路车流改编方案与技术站布局的综合优化

车流改编方案和技术站布局是铁路运输组织工作中重要而又紧密关联的两个基础问题。通过技术站改编能力约束和编组去向数约束,将车流改编方案和技术站布局两个问题组合并进行综合协调优化,以最小化车流走行、改编费用和技术站布局调整投资费用为目标,构建综合优化0-1整数规划模型。鉴于问题的复杂性,提出基于备选集和区域划分的思想对模型进行深化分析和拓展,以降低问题的规模。以具有10个节点的网络为例进行验证,结果表明车流改编方案和技术站布局的综合优化,有利于路网上车流组织和车站作业能力的协调,促进系统的整体优化。     

编组站布局规划模型

研究路网上新建编组站的合理位置选择和既有编组技术改造项目选择的综合优化问题，通过设计两组0-1决策变量，构造了该问题的多项目决策数学规模模型，其目标函数是最小化项目投资和车流改编，集结费用，由于可能的编组站投资方案是一个很大的比选数目，第五种投资方案组又要计算相对应的车流组织费用，故该模型的复杂度很高。     

基于调车系统的技术站编组去向方案优化

优化编组去向方案是改善技术站系统分工、合理使用调车线的重要措施。针对传统单点列车编组计划模型将车站视为一个点从而忽视折角车流的不足，将双向编组站的上下行系统分别看作不同的点，提出基于调车系统的编组去向方案优化模型。区别于既有多点列车编组计划模型，根据编组去向的车流内容引入车流折角改编概率，并将编组去向的最小流量、车站的折角改编车流比例、不同编组去向的车流共用同一调车线等纳入模型约束中。在不降低解的质量下，基于Sigmoid函数拟合得到车流折角改编概率的近似计算公式，有效提高模型的求解效率。基于实际路网的算例结果表明，本文模型所得编组去向方案相较于既有模型更加符合运输实际。     

铁路车流组织与编组站改编能力的耦合优化

探讨了改编集中化趋势下铁路车流组织与编组站改编能力的优化建模问题。基于改编集中化的特点,提出了压缩路网规模、限制或削减部分非重要技术站的改编能力、调整车流组织方案这3种不同的改编集中化模拟策略,分析了各自的利弊,并构建了改编集中化趋势下铁路车流组织与编组站改编能力的耦合优化模型,最后通过算例分析归纳了相关结论。     

机车长交路条件下的技术站列车编组计划无调作业参数模型

基于对传统车流组织优化模式的分析，发现无改编节省参数的局域性。本文在取消直达列车途经支点站均进行无改编技术作业的假设条件，把编组去向和无改编技术作业消耗相关联，通过设置改编作业时间参数和无调作业成本参数取代了无改编节省参数，建立了机车长交路条件下的技术站列车编组计划无调作业参数模型（ＮＴＦＰ），从而实现了支点站〈编组去向〉无改编技术作业站三者之间不规则关联的数学体现。ＮＴＦＰ模型更真实地反映了车流     

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。     

车流不均衡条件下的编组站运输组织方案

每逢春运、暑运、黄金周期间,铁路为满足旅客的出行而开行大量的临客。在现有客货共线运行的运输模式下,临客的开行占用了既有路网的运力资源,引起了列车运行结构的变化以及机车交路的调整,导致客货列车对数、货物列车到发、机车交路、车流不均衡,从而引起编组站车流接续困难、货车运用效率低、解编作业能力整体利用率得不到充分发挥等问题。在车流不均衡条件下,加强编组站的运输组织,既要在编组站内部优化运输组织,强化生产管理,又要与相邻车站加强运输调整,减少车流不均衡程度,加快货车周转,完善机车交路,尽量减少临客开行给编组站作业带来的影响。     

压缩南京东站货车停留时间的思考

编组站是铁路运输的据点,路网中各节点车流汇聚于编组站,车流经过集结、解体、编组后.组成新的去向列车,最终形成干线流动的规模效应。货物列车在编组站停留时间,直接影响到货车周转时间.压缩货车在编组站停留时间,对加速全路车辆周转,提高运输能力起着举足轻重的作用。在编组站畅通有序的前提下,通过改编能力的发挥,能有效调蓄区间车流,提高区间通过能力,改善区段各中间站装卸能力的不足,进而提升区间综合效益。从根本上缓解铁路运能与运量不足矛盾,为地方经济和社会发展提供强有力保障。     

铁路车流改编方案随机优化模型及其算法

以同一支车流不可拆散、编组去向容量、车站最大编组去向数量、车站改编能力作为约束条件,以车流走行和改编总成本最小作为目标函数,构建车流改编方案优化模型;在此基础上考虑日均车流量的波动,构造车流改编方案随机优化模型;设计基于随机模拟的混合模拟退火算法;以具有10个节点的网络为例进行验证计算.结果说明:随机优化模型可以获得鲁棒性较强的车流改编方案,该方案虽然不能保证在所有情景下都为最优,但是在绝大多数情景下都是"较优"解.此外,车流改编方案的总成本在车流量随机波动的情况下变化相对平稳,在可容忍的范围之内.可见采用给出的随机优化模型获得的车流改编方案具有更高的可靠性,对车流量变化的敏感度更低.     

消除能力限制点畅通东西大通道

地处陇海线重要部位的西安铁路局,坚持走内涵扩大再生产之路,系统谋划运输畅通方案,全力消除能力限制因素;优化配置,强化组织,实现运输能力的快速提升;坚持把有限的资金用足用好,实现扩能改造效益的最大化。集中有限的财力物力,实施综合扩能措施,调整车流径路,优化机车交路,增强编解能力,不断提升运输组织水平,迅速释放扩能改造后的运输能力,缓解陇海线的能力紧张状况。     

路网编组站布局的双层规划模型研究

在分析我国铁路网编组站布局状况的基础上,构建路网编组站布局的双层规划模型。上层规划模型以总运输费用和投资费用最小为目标,以投资约束和方案选择的惟一性作为约束条件;下层规划模型以某一既定路网编组站布局方案下路网车流组织成本最小为目标,从理论状态逐渐过渡到实际状态,分别构建基于编组站作业分工、通道能力约束和多运行径路3种情况下的编组站作业分工下层规划模型。最后对所建模型的求解复杂性进行探讨。     

合肥东编组站改扩建方案探讨

合肥东编组站是华东路网重要的编组站之一，衔接华东二通道、宁西线、合九线等重要路网干线。随着路网的扩充和经济的发展，合肥东编组站承担的车流量快速增长，既有场站能力已趋于饱和；相关线路扩能后，车站的作业量还将稳步增长，迫切需要对合肥东编组站进行改扩建。通过对目前存在问题的剖析，结合研究年度内的运量预测和车流分析，从车站的功能定位、运输组织分工和车流组织、站型选择、规模确定、进出站线路布置等方面，对合肥东编组站改扩建方案进行研究。     

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。     

关于怀化枢纽内编组作业分工方案的研究

在详细调查，分析怀化枢纽两编组站技术设备与车流的基础上，从节省投资，减少交换车流，协调通过能力，机车交路配合等方面，论证了怀化枢纽两组站的合理分工方案。     

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。     

技术站单组列车编组方案模型与计算方法的研究

技术站列车编组计划编制问题属于超大规模的组合优化问题,求解难度较大.以往的研究在考虑技术站改编能力限制时基本上是采用取上限的计算方法,由此得到的最优方案有可能使得列车途经各技术站的改编能力利用不均衡,影响编制方案的实用性.本文在现有技术直达列车编组计划研究成果的基础上,综合考虑车站编组能力、解体能力、调车线容车数等影响因素,以技术站车辆集结消耗、改编消耗整体最小以及技术站改编能力均衡利用为目标函数,构建协同优化的多目标0-1规划模型,提出了基于分块编码的改进型遗传算法的优化方法.算例表明,该算法能有效地求解技术站单组列车编组计划方案,并能取得快速准确的良好效果,为车流组织人员提供可行的优选方案.     

基于端点换重的装车地直达车流组织优化模型与算法研究

优化组织装车地直达运输是缓解我国铁路主要干线运能与运量间矛盾的有效手段,本文在综合考虑装车地直达运输系统费用消耗的基础上,针对运输网络中存在径路选择和重载运输通道端点换重的情况,建立装车地直达运输组织方案优化模型.为了有效解决模型规模随着车流数目的增加而急剧扩大、求解异常困难的问题,设计了基于蚁群算法的求解方法,并通过算例验证了模型与算法的有效性.