考虑空车调配协调的货物列车开行方案优化研究

为实现空车调配与货物列车开行方案协调优化，结合基本运行图架构与车流径路，构建货运时空服务拓展网络。考虑配空与装卸取送、集编发等环节的时间接续要求，节点与区段不对流空车要求，以重车流全程运送与空车配送等广义总费用最少为目标，建立整数规划弧路模型。针对既有算法设计局限性，结合重车或空车配空的时间接续要求，提出将不同的 k 短路重车流方案与空车配空方案相关联的改进可行解构造方法，设计混合差分进化求解算法。实例研究表明，考虑空车调配进行重车、空车流组织协调优化，能够减少空车走行费用，及时满足装车需求，有效保证作业车流配合中转车流集结编组及时挂线，提高方案可实施性。     

路企直通运输空车调配模型及算法研究

路企直通运输这一新的运输组织模式使传统路网空车调配问题具有了新的特征,在借鉴传统空车调配问题模型的基础上,统筹考虑卸空站、装车站、技术站的空车调配数量、路径和时机问题以及技术站始发空车专列的来源,建立基于整个运输过程费用最小化为目标的路企直通运输空车调配模型并分为技术站空车配流和路网空车调配两个问题求解,使得空车调整模型符合运输生产实际并具有普遍意义,以上海铁路局部分战略装车点配空为例加以验证,该模型的采用对路网上空车调整问题将起到很好的借鉴作用。     

铁路空车调配优化模型

随着铁路运输的发展,货物车辆供给不足的问题日益突出.为了在铁路网上合理调配空车,根据空车走行费用及中转过程中时空延迟产生的额外管理费用之和最小的原则,同时考虑铁路的通过能力,建立了铁路空车调配优化模型,并用LINGO语言对模型案例求解.     

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．     

基于均衡配流方法的危险货物时空路径优化

针对危险货物运输路径上的运输风险随时空波动的特点,将时间维度加载至空间路径选择中,建立了危险货物运输扩展时空网络,以虚拟的出发弧和到达弧分别表示出发、到达时段的选择;设计了允许危险货物临时存储的转运节点,并以虚拟等待弧代表危险货物的等待费用,从而以时空路径标识危险货物在一天中的流量分配方案.此外,为各弧段设计了阻抗函数,并根据相同弧段不同时段的风险波动特征,基于用户均衡配流理论建立了考虑时段安全费用的危险货物均衡配流路径优化模型,实现多OD对、多路径、多时段的阻抗均衡,并利用Frank-Wolfe算法对其求解.算例结果表明,在考虑时空差异的扩展时空网络中,均衡配流模型能够实现危险货物的各时空路径阻抗最小且均等.     

铁路单车种请求车计划自动审批方法

请求车计划审批是货运日班计划编制的核心内容,也是整个货运日班计划编制的基础,对请求车计划审批进行优化可以提高铁路货运计划的编制效率和质量,进而提高铁路运输的社会和经济效益。本文考虑铁路车站装卸车能力、分界口交接能力、限制口通过能力等能力约束,请求车计划审批数量限制、空车运用等实际约束条件,建立了以铁路运输收益最大、请求车计划优先级分值之和最大以及局管内空车调整走行公里最少为综合优化目标的单车种请求车计划自动审批模型。本文采用商业优化软件LINGO对所建立的优化模型进行求解,并结合具体案例对模型的可行性及有效性进行了验证。     

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。     

基于滞留费用及时效性的空车调配优化模型

针对我国铁路空车需求量总体上大于供应量,以及时效性考虑不足的现状,考虑到空车(或以重代空的车)过早或过晚到达都会给铁路运输企业带来额外的费用,而且在空车总体供应量大于需求量的前提下,充分考虑车种代用和满足重点货物、重点客户对空车的需求条件。在此基础上,建立在区段空车运输能力约束条件下基于滞留费用及时效性的空车调配综合优化模型。     

基于鲁棒接续时间的铁路空车调运优化

空车调运是铁路运输的关键环节，其方案具有一定的鲁棒性，可以避免车站技术作业时间以及站间旅行时间等不确定因素对调运方案实施的影响. 基于固定的车站技术作业时间和站间旅行时间，提出了空车供应站到达列车与发出列车、空车供应站发出列车与空车需求站发出列车间的空车接续时间关系判别方法. 以空车调运收益最大化为目标，建立了确定情形下考虑车种替代的空车调运模型，在此基础上，引入波动率描述车站技术作业时间和站间旅行时间的不确定性，并通过设置波动下限调整模型的鲁棒性，建立了不确定情形下的空车调运鲁棒优化模型；结合模型性质，以车流关系变化为依据，设计了鲁棒优化模型的快速求解算法，将非线性优化问题转化为易求解的鲁棒等价模型. 结果表明:求得的空车调运方案可以得出列车间的空车配流和车种替代情况，不确定因素的波动率和波动下限会影响空车调运方案的效益值，绝对鲁棒下站间旅行时间、供应站技术作业时间和需求站技术作业时间3个不确定因素导致方案效益值较确定模型分别下降了16.2%、12.1%和28.1%.      

重载铁路装车端空车调配优化研究

重载铁路装车端通常为组合列车和单元列车混行,空车调配的结果影响其装出重车列的组合作业。为提升线路能力利用和加速货物运输,基于装车站对到达空车的需求,研究协同装出重车列组合优化的空车调配问题。以最小化空车列到达惩罚、最大化装出重车列组合数及最小化装出重车列组合等待时间为目标,以线路通过能力和技术站技术作业能力等为约束,构建重载铁路装车端空车调配多目标0-1规划模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解。以包神铁路东线空车调配为例进行分析,结果表明,得到的空车调配方案能够使各装车站对到达空车列的惩罚值为0,与传统空车调配方法相比,有效减少了装出重车列的组合等待时间,能够为重载铁路装车端空车调配优化提供参考。     

重载运输战略装车域车流组合方案优化

为研究铁路重载运输装车端车流组织优化问题,首先分析了基于重载运输的战略装车域车流组织过程,将其按货源供给水平及运输组织方式划分为战略装车点、装车区及装车域3个层次,根据装车域车流以单元式重载列车和组合式重载列车进行组织的特征,以组合列车总组合时间最小化为目标,考虑年目标运量、线路能力、装车点(区)装车能力等约束条件,引入组合映射关系式表示组合站的车流接续关系,构建了符合我国重载线路装车域车流组织特征的车流组合方案优化模型,并设计了启发式算法进行求解.算例结果表明:根据论文提出的优化方法,可获得3种等价的组合方案,其中算例优化方案2与现场车流组织方案相符,其余两种等价组织方案的组合内容不同,但总时间消耗相同.      

基于滚动时域优化的共享自动驾驶汽车动态调度方法

共享自动驾驶汽车被视为未来城市交通系统的重要组成部分。本文考虑随机订单需求研究共享自动驾驶汽车的动态调度优化方法。通过建立车辆调度时空网络，分别针对订单分配与空车移位生成车辆运行时间弧，提出车辆调度问题的刻画方法。基于马尔科夫决策框架，以时空节点流量为状态，以时空弧流量为决策变量，建立最大化系统净收益的车辆动态调度优化模型。 采取滚动时域优化思想，建立含前视时间窗的随机规划模型，并利用CPLEX优化引擎，滚动求解车辆动态调度决策结果。Sioux Falls网络算例结果表明，滚动时域优化方法可保证车辆动态调度决策效果，提升系统运营效率。在计算时间限制下，滚动时域方法应优先采用长时间窗中等规模 样本。在最大化系统净收益的同时进一步最小化乘客等待时间，可有效提升车辆动态调度决策效果。     

陶瓷产业集聚区陶瓷原料两级配送网络优化模型及算法

为了能在陶瓷产业集聚区为陶瓷企业的生产需求提供及时的陶瓷原料配送服务,提高陶瓷原料配送的规模经济性,需要在区域内建设适当的陶瓷原料配送网络. 本文提出构造陶瓷产业集聚区陶瓷原料两级配送网络,其中第一级配送中心为专业型陶瓷原料配送中心,主要用于满足服务范围内的第二级级陶瓷原料配送中心和部分陶瓷企业的陶瓷原料需求;第二级配送中心是建立于特定陶瓷企业内的陶瓷原料配送中心,主要满足本企业及周边范围内陶瓷企业的陶瓷原料需求. 以最小化建设成本、运输成本、存储成本等费用和不能得到及时服务的需求量为优化目标,建立陶瓷产业集聚区两级陶瓷原料配送网络问题的数学优化模型,并设计了基于模拟退火算法的求解方法. 计算分析表明,该优化方法运算快捷,所得结果合理,及时服务水平与建设节点数目和系统总费用成正比关系,能为陶瓷产业集聚区陶瓷原料配送网络设计提供良好的决策支持.     

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为了能在陶瓷产业集聚区为陶瓷企业的生产需求提供及时的陶瓷原料配送服务,提高陶瓷原料配送的规模经济性,需要在区域内建设适当的陶瓷原料配送网络. 本文提出构造陶瓷产业集聚区陶瓷原料两级配送网络,其中第一级配送中心为专业型陶瓷原料配送中心,主要用于满足服务范围内的第二级级陶瓷原料配送中心和部分陶瓷企业的陶瓷原料需求;第二级配送中心是建立于特定陶瓷企业内的陶瓷原料配送中心,主要满足本企业及周边范围内陶瓷企业的陶瓷原料需求. 以最小化建设成本、运输成本、存储成本等费用和不能得到及时服务的需求量为优化目标,建立陶瓷产业集聚区两级陶瓷原料配送网络问题的数学优化模型,并设计了基于模拟退火算法的求解方法. 计算分析表明,该优化方法运算快捷,所得结果合理,及时服务水平与建设节点数目和系统总费用成正比关系,能为陶瓷产业集聚区陶瓷原料配送网络设计提供良好的决策支持.     

基于地铁-货车联运的物流配送路径优化

为应对配送车辆引起道路拥堵和环境污染问题，提出地铁与货车联合运输. 在不改变地铁运行方案的前提下，利用地铁非高峰时段开展货物配送；考虑地铁剩余运能、货车容量、最大行驶距离、客户服务时间窗等限制条件，以配送距离最短为优化目标，构建基于地铁-货车联运的物流配送路径优化模型. 通过地铁配送路径设计不规则二维矩阵编码结构，使用改进自适应遗传算法求解. 以某市地铁货物运输为例，验证模型和算法的实用性、有效性. 结果表明，地铁-货车联合配送距离短，在客户时间窗范围内送达比例高，有效提高客户满意度.     

考虑公平与效率目标的城乡配送中心排队选址模型

为解决随机需求下的城乡配送中心选址问题,实现物流服务的效率与公平,结合排队论构建了需求转移规则下的排队选址模型.为体现城乡客户需求特征差异,构建时 间满意度函数作为服务水平的衡量指标.将客户与配送中心看作M/M/p 排队系统,采用需求可转移的排队规则,运用超立方模型计算配送中心的可用概率.目标函数包括嫉妒最小、基尼系数最小及字典序最大等3 类公平目标,以及覆盖需求量最大、满意度最大两类 效率目标.设计禁忌搜索算法求解,通过算例对模型和算法进行验证.结果表明,P 中位模 型下效率最优,最小嫉妒目标下公平最优,而最大字典序目标可以兼顾公平与效率.     

带时间窗的地铁配送网络路径优化问题

为应对人们日益增加的货物需求与货车进城难题,提出整合地铁网和道路交通网,形成以地铁列车和城市配送车辆为载体的地铁配送网络.考虑列车开行时间表、客户服务时间窗、城市配送车辆容量等限制条件,构建带时间窗的地铁配送网络路径优化模型,综合优化地铁列车班次的客户分配、出站点的客户分配及末端配送路径.设计随机变邻域的迭代搜索算法(ILS-RVND)进行求解,以成都市地铁3号线运输货物为例,验证了模型和算法的实用性和有效性.结果表明,地铁配送网络配送成本低,准时性高,配送车辆行驶距离短,能满足比货车单独配送更精准的服务需求.     

能力随机的海运集装箱收益管理超订模型

为解决基于收益管理的能力随机的海运集装箱舱位超订问题,运用概率论和最优化理论,建立了以期望总成本最小化为目标、能力随机的不考虑空箱调运的超订模型,讨论了随机运输能力离散和连续2种情况下如何确定集装箱舱位的最优超订水平.为解决空箱调运问题,建立了能力随机的考虑空箱调运的超订模型,并且证明在能力随机的情况下,考虑空箱调运时最优超订水平将降低.最后给出了1个算例,用建立的模型分别求解考虑与不考虑空箱调运时的最优超订水平,结果前者比后者的最优超订水平减少3标准箱.     

基于蚁群算法的铁路空车调整优化模型设计

针对铁路空车调整问题,采用蚁群算法解决此问题,建立以空车走行公里数最小为目标的优化模型,并给出求解算法。算例分析表明模型的正确性和算法的合理性,将蚁群算法的时间复杂度与其他一些解决空车调整问题的算法的时间复杂度进行比较,充分体现蚁群算法解决大规模路网空车调整问题的优越性。