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我国重载铁路运输组织比较复杂,空车回送也有其特殊性。本文在借鉴已有空车调配问题研究成果的基础上,分析了重载铁路空车以列为单位回送等特点,研究了重载铁路列车组合分解作业对通过能力的影响,建立了以组合列车数量、组合时间最小化为目标的重载铁路卸车端空车回送模型,并将其转化为网络流模型,采用最小费用最大流算法进行求解。以大秦铁路空车回送为例,利用本文所建模型求解并分析计算结果,得出重载铁路重车方向以提高输送能力为主、空车方向以提高通过能力为主等相关研究结论。     

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重载铁路集疏运调度系统车流组织优化问题涉及到空车与重车的协同优化,只有将二者结合才能够制定完整的车流组织方案.论文首先通过分析系统空重车流组织特征,以车辆周转时间最小为目标,建立基于企业需求与铁路供给的车流综合优化模型.其次以目标函数为抗体,约束条件为抗原,构建基于信息熵的亲和度表示方式,利用免疫克隆算法求解集疏运系统车流组织方案.在求解的过程中,利用免疫克隆算子实现繁殖,通过抗体浓度对种群规模进行控制,防止早熟收敛.最后仿真结果表明,与遗传算法和粒子群算法相比,本文算法的平均搜索时间减少了25%、49%.     

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。     

大型货车对线路动力影响的研究

基于轮轨系统耦合动力学原理，应用车辆一轨道垂向系统统一模型及计算机仿真软件，分析了大型铁路货车对线路的动力影响与危害，并讨论了宜所采用的车辆技术对策。通过对新设计的大型货车方案进行轮轨动力作用性能预测，论证了我国发展低动力作用大型货车运输体系的切实可行性。     

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。     

考虑换重条件的重载直达车流组织研究

对于煤炭、矿产等大宗货物的装车地而言,在车流组织方向上,重载线路与非重载线路的交织共存使得装车地重载车流的组织形式更加多样,其优化的方法也不同于一般的装车地直达优化。本文首先分析了车流从装车地编发的各种组合方案,以及它们在重载运输系统中的费用消耗,然后针对列车在重载线路端点换重的情况,建立了装车地重载直达列车开行方案的0-1非线性规划模型。鉴于该模型变量多、规模庞大,用传统数学方法难以求解,本文设计了基于遗传算法的求解方法。结果表明,该算法具有较好的寻优能力,是解决装车地直达重载运输优化问题的有效算法。     

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为了重现和预演铁路危险货物罐车配置方案与风险水平之间的动态关系,在对铁路危险货物罐车运输系统进行成本分析和风险分析的基础上,针对铁路危险货物罐车数量与来源结构、系统风险与成本及运输需求等因素间的多重反馈关系,采用系统动力学方法建立了基于风险控制的铁路危险货物罐车优化配置仿真模型,并进行了仿真实例分析。仿真结果证明,该模型可以直观地反映出系统各变量在不同风险水平下的动态变化趋势,有望用于在一定的可接受风险水平下的铁路危险货物罐车配置方案比选和在一定铁路危险货物罐车配置条件下的风险水平预测。     

重载轨道曲线几何参数对轮轨耦合动力特性的影响

基于车辆-轨道耦合动力学理论,根据中国最近研制的27 t轴重侧架交叉支撑转向架及C80E型通用敞车的实际结构和重载铁路曲线轨道结构特点及其技术规范要求,建立了曲线轨道的重载铁路货车-轨道耦合动力学模型;基于新型快速数值积分方法、H ertz非线性弹性接触理论和Shen-Hedrick-Elkins非线性轮轨蠕滑理论,应...     

3E轴构架转向架的通用动力学要求

为了更好地实现铁路货运的重载快捷发展目标,以双层集装箱车辆作为应用研究对象,利用刚柔耦合仿真分析手段进行了3E轴构架转向架100~135 km/h动力学性能分析.6轴双层集装箱车辆刚柔耦合分析表明：空载承载鞍滑动现象和重载中轴轮对稳定性将是其高速运营的主要性能问题.因而,确保空载轮对定位刚度、确保重载中轴轮对轮轨关系稳定和降低车体结构耦合振动响应水平应作为3轴构架转向架的通用动力学要求.为此,提出了如下三项技术对策：①1、3轴承载鞍应以45°倒面作为承载摩擦面,满足摩擦系数μe≥0.42,而中轴小承载鞍则以磨耗板进行减磨处理μ〈0.2;②以中轴轮对车轮轮缘减薄9 mm的LM修正踏面优化来提高轮轨匹配的等效锥度控制中轴轮对横移,进而降低转向架蛇行运动程度;③中轴轴箱增设斜楔摩擦减振以降低落下孔车体中部结构振动耦合响应.与原设计对比,该技术对策可以使车辆动态性能得到改善.     

神华铁路重载列车开行方案综合优化研究

通过分析神华铁路运输模式及车流组织方式,根据其具有的以列为单位调整以及对线路通过能力要求较高的特点,引入组合站改编能力约束和编组去向数约束,将重载列车开行方案和组合站布局两个问题进行综合协调,以组合时间耗费最小化、通道流量最大化、改编费用和组合站建设投资费用最低为目标,构建综合优化模型。最后,以神华包神铁路集团为背景的运输系统为算例,提出进行组合站优化扩能和运输组织的具体方案,为重载运输的发展起到理论支撑作用。     

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。     

空车调整最小费用的合理分摊

借助多人合作对策的思想建立了铁路空车调整问题中最小费用合理分摊的数学模型，给出了建立理想分摊向量和特征函数的一种方法，并提供了具体解法，比较有效地解决了空车调整中最小费用的合理分摊问题，为最优调运方案的实际实施提供了前提和保障。     

朔黄重载铁路路桥过渡段加固路基的检测与分析

在既有重载铁路中,路基、桥梁与涵洞等构筑物连接的路桥过渡段是线路的薄弱环节,对其进行检测,评估路基承载力是保证线路平顺度和列车安全、平稳运行的关键.采用地基系数K30试验、轻型动力触探试验和室内试验对加固后的朔黄铁路第170号桥路桥过渡段质量进行了检测.试验结果表明：①地基系数K30能够直观地表征路基刚度及承载能力,加固后朔黄铁路170号桥路桥过渡段不同位置处的地基系数K30值提高15%～40%左右;②地基系数K30和轻型动力触探试验结果N10有显著的线性关系,压实系数与地基系数K30不存在相关性;③既有重载铁路路桥过渡段路基质量检测应进行大量的轻型动力触探试验,再辅以地基系数K30试验进行校核,对提高检测的工作效率、降低检测成本、减少检测工作对既有线运营的干扰有重要的意义.     

基于遗传算法的重载列车重量和开行密度的组配分析

在当今＂北煤南运,西煤东调＂的基本格局下,重载运输是我国铁路发展的一个方向,在介绍重载列车重量和开行密度组配存在问题的基础上分析重载运输的影响因素,运用遗传算法并结合实例进行其重量和开行密度组配问题研究。     

铁路重载货车RCM管理体系理论框架研究

针对铁路重载货车管理体系存在的单一的定期维修方式问题,提出铁路重载货车的以可靠性为中心的维修（RCM,Reliability Centered Maitenance）管理体系．该体系通过故障模式和影响分析方法对重载货车产品出现故障后对运行的影响程度进行可靠性分析,确定重要功能产品,对重要功能产品的每一种故障模式做出维修决策及相应的维修措施,并根据实际运行中得到的反馈信息不断地对重载货车产品进行维修决策优化,进而对维修策略进行修订和完善,形成一个良性循环的管理体系,最终实现重载货车产品维修工作的科学化、系统化和规范化管理,全面提高重载货车管理水平,切实保障重载货车产品的高运行可靠性,同时也实现了维修思想由“以预防为主”到“以可靠性为中心”的转变．     

铁路车站空车调配优化模型设计

空车调配是铁路车站运输组织工作的重要内容。参考传统运输问题模型,结合车种代用、分阶段实施、重点任务优先完成、摘挂作业机车消耗等实际问题,首先提出车站空车调配的确定性数学模型,然后考虑车流推算数据与实际生产之间的误差,综合目标函数与作业点空车供应量的不确定性,建立车站空车调配的模糊规划模型,提出模型求解的思路与方法。     

重载运输下大跨度钢桁梁桥病害分析及试验研究

随着重载运输的不断发展,铁路钢桥病害日益凸显。以朔黄铁路64 m下承式钢桁梁为对象,对其出现的典型支座病害的成因、处理方法和病害对桥梁运营的影响进行了系统的分析研究。研究结果表明：由于4个支座之间存在高低不平,且支座表面存在一定程度的不平整,支座部位构件产生了一定程度的初始应力,在重载列车的反复作用下,导致支座联接构件出现疲劳断裂破坏,进而引起桥跨结构跨中横向加速度、竖向振幅的急剧增大和主桁杆件受力的显著变化,危及行车安全。通过更换结构部件和改变支座高程的方法能够消除支座病害影响,整治效果显著。     

基于粗糙集和遗传算法的驼峰超速连挂事故分析

驼峰超速连挂事故受多种因素影响,运用粗集相关理论分析线路、调速设备和车流等事故因素,引入遗传算法进行属性约简,得到包括驼峰设计和运营线路纵断面变化、调速设备合理配置和新型重载车辆等几个关键影响因素。通过对影响因素分析能够在决策时给出科学依据,以此降低或避免事故发生的可能性。     

带有中间站转运的空车调整研究

以空车走行公里最少为目标，建立了带有中间站转运的空车调整模型，并应用LINGO进行求解。通过一算例比较了空车经中间站转运与否各自的最优空车调整方案。结果表明，空车经过中间站转运可以大幅度减少空车走行公里。     

一系垂向悬挂对重载货车轮轨动力作用的影响

为了实现机车车辆低动力作用,基于车辆/轨道耦合动力学原理,应用车辆与线路最佳匹配设计方法和车辆/轨道空间耦合动力学模型,仿真分析了重载货车一系垂向悬挂对轮轨动力作用的影响,优化了一系悬挂参数,降低了重载货车轮轨动力的相互作用.研究结果表明:一系垂向刚度对车辆轮轨动力作用影响甚微,一系垂向阻尼在高量值范围增加阻尼值,减轻轨道结构的振动,加剧车辆本身振动;重载货车一系垂向阻尼取50～500 kN.s/m为宜.