考虑车流径路选择的分组-单组货物列车混合编组优化策略

统筹考虑车流径路选择与编组方案制定，研究带路网干线大运转车流径路选择的分组-单组货物列车混合编组优化问题，构建具有2阶递进结构的模型及求解策略。在构建嵌入车流径路选择的单组列车编组优化模型基础上，以分组列车开行方案替代原单组列车开行方案所带来的车小时节省最大为目标，进一步构建基于单组列车方案组合排序的分组列车编组优化模型。求解时先通过3次更新，完成单组列车开行方案优化；再通过组合排序，分别生成合并式分组列车和衔接式分组列车的开行方案；最后利用车组唯一与车小时节省原则，筛选出最优分组列车开行方案。依托我国中部路网主通道设计实验场景，验证模型及求解策略的有效性。结果表明：考虑车流径路选择后，最优单组列车开行方案共开行17列列车，产生11 560车小时消耗；进一步优化得到的分组-单组货物列车混合编组方案能够减少1列列车，节省582.5车小时消耗。该模型及求解策略能有效求解车流径路选择下的分组-单组列车混合编组优化问题。     

不确定条件下分组列车在编成站的集结参数研究

分组列车与单组列车是我国铁路车流组织的两种形式,对其编组方案综合优化需要的集结参数研究具有理论和现实意义.车组重量不固定的分组列车在编成站的集结消耗与单组列车相同,而车组重量固定的分组列车的集结消耗包含固有和附加两类.根据集结的动态特性和车组到达的不确定性,将到达车组的车辆数和到达间隔时间都视为随机变量,在合理假定其分...     

技术站分组列车编组计划的优化理论及模型研究

作为铁路车流组织的主要形式之一,分组列车具有减少货车集结时间、减轻途中调车作业负荷和加速车辆周转的显著作用,但由于其复杂性和特殊性,国内学者对其组织优化进行研究的不多。本文首先阐明了分组列车的开行意义和组织特点,然后基于已有的较成熟的单组列车编组计划优化理论,分别对产生分组列车的两种情况(即合并单组列车为分组列车和衔接单组列车为分组列车)从车小时节省角度做了详细的技术效益分析。在引入阶跃函数的前提下,提出了技术站分组列车编组计划的0-1规划模型。模型以是否开行分组列车所产生的技术效益最大化为目标,并兼顾分组列车的技术作业条件。最后,通过数值算例的演算,验证了模型的有效性,并归纳了模型的特点及适用范围。     

不确定条件下开行固定车组重量分组列车适用条件研究

分组列车与单组列车是我国车流组织的两种形式,二者互有利弊,对其开行适用条件研究具有理论价值和现实意义。根据固定车组重量分组列车集结的动态特性和车组到达的不确定性,将车组的车数和间隔时间都视为随机变量,应用随机过程理论,解析其在编成站和途中换挂站的集结耗费相对于单组列车的节省和额外消耗,以一昼夜所产生的总净节省的数学期望作为其综合效益的度量,给出分组列车合理开行的判别式和更易判定的必要条件。针对模型的特点,应用离散事件系统仿真方法进行模拟。仿真算例表明:判定条件的吻合率为97.36%,必要条件的失真率为4.52%;其综合效益受到车组平均车数和平均间隔时间参数影响且前者灵敏程度更高;适用于车流量较小且车流到达强度之比接近固定车组重量之比情形。     

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.     

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.     

列车编组计划网络优化方法

在给定合并式车流径路的基础上，提出了合并式编组方案的概念，它不仅数据量小、信息量大、运算迅速，还可按终点分别绘制编方案的树状结构示意图，在合并式车流径路和合并式编组方案的意义下，重新描述了编组计划问题的具有固定耗费的网络流模型。所提出的优化列车编组计划的启发式算法，从沿车流径路逐站改编方案开始，交替地添加、剔除一些编组去向。给定编组去向集时的编组计划问题类似于车汉径路问题，但车流的改编中转站必须限     

摘挂列车编组计划优化研究

合理的摘挂列车开行方案能够有效提高区段内车流组织水平和设备使用效率。摘挂列车开行方案除受区间通过能力、车站设备能力、车流量分布等因素的影响外,还与是否开行区段列车有关。根据区段列车和摘挂列车的运行特点,通过分析区段与摘挂列车运行过程中的车小时消耗以及对区间通过能力的影响,建立以区段列车和摘挂列车的集结车小时和运行车小时、摘挂列车在站停留车小时和停站次数最小化为目标函数的优化模型。最后结合数值算例,利用优化软件对模型进行求解,得出总车小时消耗最少的车流组织方案,验证了模型的可行性。     

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     

路网上车流径路与列车编组计划的整体优化

从组合优化的角度研究车流径路选择，装车地直达列车编组计划及技术站直达列车编组计划三者的统一优化问题，建立了ＴＲＭＰ的数学规划模型，并引进模拟退火算法作为寻优工具，使真实路网规模的ＴＲＭＰ优化决策成为可能。     

编组站阶段计划自动编制的数学模型及算法

根据编组站实际作业流程，将阶段计划自动编制问题分解为配流计划、解体／编组计划、到发线运用计划3个自动编制子问题。分别建立数学模型并求解。配流计划模型是在满足列车编组要求的前提下，以中转车组在编组站的总停留时间最少为目标，确定出发列车从站存车以及本阶段到达列车中所获得的车流来源。解体／编组计划模型是在车组配流完成后，以晚点列车总数量最少为臼铄，确定列车的解体／编组次序。到发线运用计划模型是在当前股道的配置条件下，以能够完成接发列车数量最多为目标，合理安排图定列车的接发。通过将3个模型合理地衔接．实现编组站阶段计划的自动编制。采用所提出的3个模型建立的编组站计算机辅助决策支持系统，目前已在乌鲁木齐西站实施应用。     

基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型

根据铁路现场车流组织的实际特点,构建基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型.上层规划模型以车流组织总成本最小为目标函数,以车流组织方案的唯一性、技术站的改编能力、调车线的数量等为约束条件,确定列车编组去向的开行方案.下层规划模型以车流改编距离最远为目标函数,以站点出入流量平衡为约束条件,按照最远站法则确定车流改编接续方案.采用模拟退火算法对双层规划模型进行求解,得到了符合最远站法则的列车编组计划优化方案.通过案例的计算结果验证了模型和算法的有效性.     

直线方向单组列车编组优化的压缩分枝定界法

本文介绍利用有固定耗费的网络模型。研究直线方向单组列车编组的问题，内容为将开行直达列车的充分条件及必要条件与分枝定界法有机地融提出了压缩分枝定界法。该算法已在PC/XT-286微机上实现。以实际车流、13个技术为例，求其单组列车编组问题的最优解，所耗机时约为50分钟。     

分组列车优化组织理论与方法研究

<正>分组列车的组织条件要求较高且程度更复杂,但却有利于提高铁路货物运输的效率和效益。基于系统工程原理以及微观机理融合宏观机制的指导思想,采用定性分析与定量测度相结合、理论推导与仿真实验相融合的方法,系统地研究分组列车的组织特征、集结特性、组织条件和编组方案优化等问题,主要内容和结论如下。(1)分组列车车流组织特征分析。分析分组列车在编成站、换挂站和终到站的作业流程、组织条件和组织形式,并与单组列车进行对比。结果表     

基于点-弧结构的路网单组列车编组计划优化线性0-1规划模型

合理编制和执行货物列车编组计划,是提高铁路网车流组织效率和运输服务质量的重要保证.研究路网单组列车编组计划优化问题,基于多商品网络流点-弧模型的建模框架,设置每支列流的径路选择和每支车流的改编决策都为0-1变量.以列车集结耗费和车流改编耗费总和最小为目标,考虑车站改编能力和调车线数约束,引入辅助变量和线性约束刻画接续归...     

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。     

选择单组技术直达列车编组计划的分析计算法

本文提出了以可靠分析为基础的车流组织优化方法——分析计算法，该方法综合运用车流组织、近代数学、数学逻辑及计算技术等理论及方法，采取多种措施压缩方案数，效果显著。经大量实例运算表明，用本方法能较快地求出单组技术直达列车编组计划的最优方案。本项研究成果已提交有关业务部门使用。     

路网上技术站多种能力约束下的单组列车编组的网络方法

本文对路网上技术站多种能力约束下的单组列车编组问题建立了整体性数学模型，并提出了一种启发式算法和一种分枝定界算法。由于此问题的提法与实际问题基本吻舍，所以它可用于制定全路网的列车编组计划。     

考虑解编调车成本的铁路技术站调车线运用优化

研究铁路技术站的调车线灵活运用问题,给定计划时段内的车流推算方案、列车解编方案和车流去向-调车线固定使用方案,该问题在于为车组指派无时空冲突的调车线。根据调车作业过程,对由调车线运用产生的解体溜放成本和编组连挂成本进行度量。以总加权解编调车成本最小为目标,将原问题先构建为0-1非线性规划模型,再进一步转化为0-1线性模型。该模型考虑车组溜放和连挂、出发列车编组顺序和调车线能力等要求,并采用基于图的极大团技术对溜放约束和能力约束的既有建模方法进行改进。最后,以切实算例验证极大团技术的有效性和模型的可行性,并分析最大连挂次数等参数对计算结果的影响。     

直达与区段列车编组计划及车流径路的整体优化方法

从网络流与组合优化的观点研究直达与区段列车编组计划，车流运行径路的整体优化问题，并建立了该问题的非线性０－１整数规划模型。模型确定了路网上最优的列车接续，直达频度，车流运行径路及改编策略，文末探讨了算法的可行性。