考虑车流组织模式的铁路车流径路优化模型研究

根据OD车流的流量及其对运输服务需求的特点,考虑我国铁路车流组织模式对车流径路规划的影响,基于不同组织模式下车流的运行径路,将铁路OD车流划归为如下3大类:装车地始发直达车流、时效要求较低的零散车流、运输服务要求较高的快运车流。针对前两种车流,以车流总的走行车公里最小为目标,以径路唯一性、树形径路及线路能力为约束,建立线性0-1规划模型。以沈阳铁路局简化路网为例,运用LINGO软件求解模型。计算结果表明,在新的车流组织模式下,部分车流的走行径路可以进一步优化。此外,发现部分车流不能走最短路径是树形径路约束导致。本文车流径路分配结果更适应新型货运市场的需要。     

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.     

需求不确定的铁路车流径路优化模型

引入不确定理论中的鲁棒优化描述铁路货运日常运输组织工作中的车流量波动,提出需求不确定的铁路车流径路优化模型。首先,考虑线路通过能力和网络流量守衡约束,以绕道率阈值参数控制车流径路里程的合理性,以走行成本最小化为优化目标,建立需求确定的车流径路优化模型;然后,引入盒式不确定集描述车流量的波动性,设计鲁棒代价调节模型的保守程度,基于鲁棒对等理论建立需求不确定的车流径路优化模型;最后,通过小型算例验证模型的正确性,并基于沈阳铁路局集团有限公司所辖路网的实际算例验证模型的实用性。结果表明：部分车流量发生波动时,对应的最优径路方案随之发生变化;鲁棒代价能够权衡最优方案的成本和违反通过能力约束的概率,小型算例和实际算例中鲁棒代价分别取5和11时,得到的车流径路方案处于系统成本与运输需求满足的平衡点。该模型及鲁棒优化理论可为管理者制定车流径路方案提供决策参考。     

路网发展规划模型

从工程造价与车流运行态势优化的角度，讨论路网新线建设和既有线改造项目的优化决策问题，在模型中采用符合铁路车流组织特点的树形径路配流方法进行货流的分配，并把客运专线的建设项目在模型的约束条件中予以体现。因此，该模型可以自然地适应客运专线和高速铁路建设项目的规划。此外，采用了部分变参数技术，即把弧的权值看作是建设项目选择变量的函数。这样，使得路网成本的降低不仅仅是由于路网结构的改善带来部分车流缩短运行里程的结果，而且体现了既有线改造后带来的单位运输成本下降，规划总目标是在满足总预算限制的约束条件下，路网建设项目的选择能够确保货流和客流的运输成本，未满足需求所带来的损失和各种建设项目所需要的年度化资金投入量小。     

基于车流径路选择偏好的铁路车流运行径路动态预测方法研究

准确的车流径路预测是编制高质量日班计划的前提条件.利用运输信息集成平台提供的海量车流运行轨迹历史数据,提出一种简单易行的铁路车流运行径路动态预测方法;通过对长期和近短期车流运行轨迹历史数据的统计,生成车流径路选择偏好参数表,可反映路网中多种复杂因素对于车流径路选择的影响;基于车流径路选择偏好参数,结合车辆实时位置跟踪信...     

铁路车流径路优化分布式算法

针对铁路车流径路优化的计算量随着路网中节点数和车流数的增加呈指数型增长的问题,引入分布式计算方法进行求解。对于任意一个固定顺序的车流排列,基于线路能力约束条件,构造车流径路优化模型。定义对该车流排列评价的函数,将车流径路优化问题分解成车流排列的评价计算问题和车流排列优化问题。设计分布式计算网络结构及网络程序流程。采用改进的禁忌搜索法,在服务器端完成车流排列空间的优化搜索,在不同的客户机端进行车流排列的评价计算,利用计算机网络将二者有机地结合起来,形成分布式算法。将车流排列优化问题归纳为旅行商问题,分析模型算法的复杂性。对算例进行计算表明：对构造的车流径路优化模型采用分布式算法进行求解可以节省大量时间,但存在对计算机网络配置要求高的问题。     

铁路货运最短车流径路算法与实现

铁路货运最短车流径路是发到站的最短里程,选取该径路可降低运输成本、提高运输效率.最短车流径路算法虽然较为成熟,但将算法应用到复杂的铁路货运网络仍是研究热点.以现有"2020全国铁路货运营业站示意图"为基本路网结构,建立里程信息表,利用Dijkstra算法实现铁路货运节点站间最短车流径路、非节点站间最短车流径路、支线上尽...     

铁路货物计费径路调整影响探讨

铁路货物运输费用的计算离不开铁路货物计费径路,随着铁路营业里程不断增长,路网结构日益完善,铁路货物计费径路对铁路货发量和营业收入的影响日益加重.为降低物流成本,提高铁路运输效率和效益,结合历次铁路车流径路调整,国铁集团对铁路货物计费径路进行了多次优化.在回顾铁路货物计费径路历史沿革的基础上,对北京局集团公司货物计费径路...     

车流径路及车流组号划分算法的研究

探讨了复杂铁路网络结构的优化处理方法及其在计算机内的存储结构。在此基础上提出铁路网上车流径路计算的数学模型,解决了指定站到路网各站车流径路和组号划分算法及其存储方法的问题,为货物列车编组计划和调车作业计划的计算机编制提供了便利。     

新建铁路网络效益计算

研究目的:新建铁路的网络效益是指新建铁路对路网中其他线路运量和效益的增加效果,是新建线路经济效益评价以及网络影响评估的重要指标。为准确界定新建铁路本线和跨线客流引起的路网中其他线路运量增加及路网中原始客货流径路调整后产生的额外效益,本文基于外部性理论,分析新建铁路网络效益的构成及计算方法。研究结论:(1)依据网络配流和车流径路优化,构建了新建铁路网络效益计算的多目标优化模型;(2)考虑0D流的等级要求,按照OD点重要度划分运输需求层次,并给出动态径路搜索调整下的模型求解步骤,以实例验证了模型和算法的有效性;(3)所建模型及算法可用于路网视角下铁路新建项目的网络影响计算及铁路建设项目的经济效益评价。     

基于多商品流模型的铁路网车流分配和径路优化模型

针对既有点-弧模型和弧-路模型的局限性做2点改进.第1点是定义1个0-1决策变最,使优化结果体现车流的径路;第2点是区分大股车流和小股车流,使优化结果符合实际车流组织的特点.基于多商品流模型,结合铁路运输组织的车流不拆散原则,对大股车流、线路能力和车站能力进行约束,构建铁路网车流分配和径路优化改进模制,采用Lingo 8.0软件求解.以简化的东北地区局部路网为例,采用模拟OD车流,按照本文构建的模型进行铁路网车流分配及径路优化.结果表明:采用该模型能够得出较理想的车流分配和径路方案,验证了模型的合理性与有效性.     

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。     

铁路网车流径路优化模型及算法研究

分析目前铁路网车流径路存在的问题,提出路网车流径路综合最优的含义,对路网进行数学描述;分别以运输时间最少、运输距离最短、运输成本最低为目标建立多目标0-1规划模型;采用线性加权和法将多目标0-1规划转化为单目标问题进行求解,利用专家打分法获得合理的权系数,设计并采用阻尼系数法约束线路能力,在此条件下对路网车流径路模型及算法进行分析,提出求解的方法步骤;最后运用本文模型和算法,以我国铁路网为背景,通过改变阻尼系数调整线路流量,实现宝中线和宝兰线的车流径路调整,验证了本文模型及算法的有效性。     

区域性路网车流径路的选择

以车流径路选择理论为基础,分析现有车流的径路及路网车流平行径路的选择,利用车流径路优化数学模型,通过合理的车流径路选择和编组站的合理分工,使得运输费用最小,运能最大,并提出了快捷性、均衡度、最大化等因素对平行车流径路选择的影响.     

路网车流径路选择随机相关机会规划模型及其混合遗传算法

研究随机环境下车流径路的选择问题,首先给出路网车流径路方案可靠性的定义,并在此基础上建立随机环境下车流径路选择问题的随机相关机会多目标规划模型。模型考虑了车流具有不同权重的情况,目标为极大化车流径路方案的可靠性及极小化期望总费用。用C＋＋语言编写K短路算法,并在Visual Studio 6.0上基于该算法开发了软件,用于计算网络上任意两点之间的K短路。以该软件计算出的K短路作为节点间的可选径路集,提出一种基于随机模拟的混合遗传算法。算例表明,在不同交叉和变异概率的条件下算法均可在给定进化代数内收敛至相同的最优解,有较强的适应性。     

车流径路辅助决策系统优化与实践

货车车流径路在铁路货物运输组织中具有十分重要的作用,车流径路辅助决策系统在车流径路调整中发挥着关键作用.由于车流径路的业务关联度高、技术复杂性强、系统辅助决策有限,优化调整往往滞后于市场波动和铁路运能的变化.在分析铁路车流径路业务和辅助决策系统发展的基础上,阐述车流径路优化与市场变化动态结合、与计费径路同步制定、与运输...     

铁路车流分配的树状径路优化模型及算法

铁路网车流分配需要解决的关键问题是如何确定车流路径,而同一终点的车流具有合而不分的特点,即呈现"树状结构"径路。以多商品网络流理论为基础,构建铁路网车流分配与树状径路综合问题的混合整数规划模型,优化结果可得到铁路网中流量分布情况及符合"树状结构"的车流走行路径。设计拉格朗日松弛算法求解模型,通过松弛掉模型中弧段能力约束进而将原问题分解为求解多个单支车流分配子问题,采用传统次梯度优化算法求解对偶问题;上界计算方面设计基于车流排序的可行解求解方法。算例表明:该算法可有效求解模型,实现车流径路"树状结构"要求;求解效果和计算空间方面优于商业软件ILOG CPLEX。     

网络列车运行图的数学模型及算法研究

在对铁路路网结构的描述原则和描述方法进行探讨的基础上，以有向弧和有向列车径路为主线，构造了符合我国铁路实际情况的基于路网的列车运行图优化模型，解决了单线、双线、多线情况下列车运行图描述及算法实现的一致性。该模型具有较强的实用性及对复杂网络结构的性。在此基础上，提出了采用加边求解原问题各子问题并逐步得出网络列车运行图整体解的分解算法。     

铁路枢纽车流组织的非线性0—1规划模型及算法

分析铁路枢纽车流组织问题的背景，特点及优化目标，给出铁路枢纽车流组织所需的构模参数，梳理与路网联系的车流类型及结构，综合考虑直通，改编，地方车流的作业过程，建立基于铁路枢纽资源约束的非线性0-1规划模型，并将遗传算法应用于该问题的寻优过程。     

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。