编组站布局规划与铁路车流组织联合优化双层规划模型研究

对编组站布局规划和车流组织联合优化构建双层规划模型,上层规划以投资维护成本、车流运输组织成本及设备能力浪费成本的总和最小化为目标;下层规划以车流运输组织成本最小化为目标,并设定相关的约束条件.根据上层规划的编组站布局方案确定下层规划的相关技术参数,优化生成编组去向方案和车流改编方案后再反馈回上层规划,对规划方案进行修正和改进,直至取得满意的优化效果.通过采用遗传算法与LINGO软件耦合的方式对双层规划模型进行求解,为铁路网中长期编组站布局建设规划提供技术手段.     

车辆修理集中化布局的双层规划模型研究

在对车辆修理点布局问题分析的基础上,以规划期内修理点的改扩建费用、运营费用和运输费用之和最小为目标建立上层模型,以运输费用最小为目标建立下层模型,以此建立了车辆修理点布局的双层规划优化模型,并给出了相应的求解算法。模型具有较好的适用性和实用性,为铁路车辆修理点的进一步优化调整奠定了较好的理论基础。     

用户平衡配流条件下易腐货物运输损耗研究

易腐货物的运输损耗量是交通时间的函数,确定交通时间对于运输损耗的计算尤为重要。以易腐货物为研究对象,建立双层规划模型,上层为易腐货物运输损耗模型,下层为用户平衡配流模型。当路径中车流形成用户平衡配流状态时,用凸组合法对模型进行求解。并通过算例说明模型的计算和应用。     

基于旅客选择影响的高速铁路及航空客票定价博弈分析

以一个双层规划模型描述以高速铁路和航空为主导的高速客运市场。在上层问题中,以客票价格作为高速铁路和航空的决策变量,建立运营商之间的广义纳什均衡博弈模型,下层问题保证用户广义出行费用最小。将上、下层之间的博弈过程看作Stackelberg博弈,并设计基于灵敏度分析的启发式算法对其进行求解。在实例分析中,对北京—南京段高速铁路与民航的博弈定价进行分析,为上层管理者制定客票价格提供依据。     

铁路重载运输车流组织与编组站改编能力优化方法研究

重点考查既有线能力释放引发运量增长的情况下,重载运输因素对车流组织方案及编组站改编能力配置的影响。通过设置不同的增长系数模拟不同的运量涨势,构建了考虑重载因素的铁路车流组织与编组站改编能力联合优化模型,并利用变异的蚁群算法实现模型的求解,准确测算编组站的改编能力扩充需求。研究发现,在运量增长的条件下重载和非重载直达去向的数量会逐渐增加,编组站的改编能力配置与车流组织方案密切相关、一变俱变,改编能力的扩充需求不会随着运量的增加而持续增长,在确定实际方案时需要综合考虑近、远期的发展需要。     

适应铁路运输新形势的编组站工作组织

针对目前铁路运输组织的新形势,编组站在车场布局及调速系统的设计上应有新的突破。提出通过对编组站进行改造,以适应接发长大重载货物列车、增加解编能力及加强对路网车流的调节能力等。同时提出编组站调速系统配置的新设想,以满足铁路车流组织改革的需要。     

基于客流博弈均衡的旅客列车双层开行方案优化

为提高旅客列车运行效益及旅客出行满意度,以铁路运营部门净收益、列车空座位走行公里最小化为上层0-1规划模型,以旅客出行满意度最大化为下层客流均衡模型,构建了纯整数非线性高速铁路旅客列车开行方案双层规划模型。针对下层客流均衡模型,通过划分博弈环境和分析旅客乘车出行选择行为,选取旅客同质群体作为局中人,构造各局中人合理赢得函数,对每个博弈环境均运用非合作博弈理论进行客流均衡分配。基于构建的模型特征分析,采用NSGA-Ⅱ算法求解上层停站方案模型,运用QPSO算法求解下层客流博弈均衡模型,并以兰新高速铁路为例验证了模型及算法的可行性。结果表明：该算法可获得使铁路运营部门与旅客双方均满意的Nash均衡解,由此得到的开行方案铁路旅客损失率为0%。     

太原枢纽点线能力分析及榆次编组站扩能方案研究

结合太原枢纽大西客专引入、枢纽西环线建设和相关线路扩能引起枢纽既有运输格局发生变化,从枢纽功能布局、路网定位、编组站分工、车流组织等方面,分析了太原枢纽两个编组站分工和榆次编组站存在的路网节点梗阻等问题,提出榆次编组站作为枢纽主要编组站的定位和榆次编组站按双向二级六场扩能改造的建议.     

铁路编组站阶段计划动态调整方法研究

铁路编组站阶段计划执行过程中的不确定事件导致其无法持续最优,阶段计划动态调整方法对于提高编组站作业效率具有重要意义。研究提出包括时间预测、动态车流推算、计划调整、计划实施、实时信息采集反馈等步骤的阶段计划动态调整流程,通过计算残差相关系数进行数据属性相关性分析和降维处理,利用机器学习方法和神经网络模型预测各阶段作业过程用时,建立基于作业过程用时精准预测的动态车流推算模型,对动态车流推算过程进行符号化描述,提出模型的约束条件和目标函数,设计基于蚁群算法的编组站动态车流推算模型求解算法。结果表明,作业过程用时预测误差随训练集样本数量增大而逐渐减小,蚁群算法计算时间满足阶段计划动态调整实际应用的需要。     

求解编组站静态配流问题的一种改进算法

铁路编组站在解编列车作业前,必须预先确定出发列车的编组内容和车流来源,即进行编组站配流。可将此类问题转化为运输问题的目标函数,用最小元素法的表上作业法对其进行求解,但需经过5次迭代,现采用沃格尔法求解此类问题可以减少求最优解的迭代步骤,并可求得最优方案。     

铁路装车地直达列车组织研究

铁路装车地直达列车作为一种高效的车流组织形式,可以提升铁路货物运输效率和服务质量,对于增强铁路运输市场竞争力具有积极作用。分析铁路车流的3种典型运输模式,以所有货车的总运输时间最短为优化目标,建立装车地直达列车编组计划优化的线性0-1规划模型,利用MATLAB软件求解。通过算例分析,验证了在装车量较小的装车站或装车量较大而无法满足整列出车条件的装车站组织开行装车地直达列车的合理性。     

基于车流接续代价最小的编组站配流计划优化研究

编组站是铁路运输系统的重要一环,其作业效率直接影响铁路运输效率和经济效益。为了高效、经济地完成列车解编,提高铁路运输的市场竞争力,需要优化编组站配流。通过引入"惩罚系数"衡量到、发列车接续的代价,将配流问题转化为运筹学的运输问题,考虑编组站实际作业的不确定性和复杂性,以车流接续总代价最小为目标函数,建立编组站配流优化模型,并设计算法进行求解,得到优化的配流计划,验证编组站配流优化模型和算法的有效性,可以提高和优化编组站作业效率。     

货物列车编组计划与编组站负荷分工联合优化模型

提出编组站解编负荷状态评价函数及曲线,以车流组织费用最小化和编组站解编负荷状态最佳化为目标,构建货物列车编组计划与编组站负荷分工联合优化模型,并考虑编组方案惟一性、解编能力和调车线数量等约束条件。利用目标规划法(GP)将模型由多目标转化为单目标,设计了相应的搜索生成方法并编程予以实现。最后基于实际路网案例,使用LINGO数学软件完成模型的求解和对比分析,验证了模型的合理性和有效性。     

车流不均衡条件下编组站作业组织研究

以株洲北站为例分析了不均衡车流产生的原因及对编组站的影响,通过采取运输组织措施,以及加强设备能力、开行重载列车和反接列车等各项措施,降低编组站各系统的负荷,减少到解车列的等待时间,使株洲北站的中时达到平均7.4 h,并逐步稳定于此水平,最终达到弱化车流不均衡对编组站的影响。     

基于时段偏好的高速铁路列车停站方案双层规划方法

旅客出行需求不断提高,需要同时考虑旅客出行时段选择与运输企业效益,来优化调整高速铁路列车停站方案。针对一条拥挤的高速铁路客运走廊,分时段确定列车停站计划和开行频率,阐述影响旅客出行时段偏好的2个重要因素——吸引度与可达度,据此构建旅客出行阻抗函数,构建双层规划模型,上层规划是以运营成本最小为目标的整数规划模型,用于确定列车停站方案;下层规划是一个用户平衡模型,用于计算客流在停站方案上的分配结果。根据模型特点设计启发式算法,并通过算例对模型和算法进行验证和分析。研究表明,考虑旅客出行时段偏好优化高速铁路列车停站方案的方法,能更好地匹配旅客需求分布,为旅客提供优质服务。     

关于新时期铁路编组站设计

铁路编组站设计是站场设计的重要内容之一,从编组站的站型、驼峰类型,到自动化管理,正在逐步走向成熟,并形成符合中国国情的自动化编组作业体系。随着路网的建设,有的编组站在路网中的作用逐渐减弱;而有些在路网中起着重要作用的编组站,由于衔接线路的增加,作业量增加幅度较大。随着枢纽客内货外布局的优化,对编组站的站位及规模将会作出新的调整。结合新的发展要求,探讨新时期铁路编组站设计。