铁路货运通道布局优化的模型和方法研究

发布时间：2020-07-13 04:14

【摘要】： 铁路规划是铁路科学建设与发展的首要环节和根本前提,而铁路网布局优化又是落实铁路科学规划的重要内容和手段。随着铁路大规模建设的展开,作为单位能耗小、污染少的铁路运输,正面临着发展的黄金机遇期。如何科学地规划铁路发展和有效的控制建设成本,是摆在我们面前亟待解决且关乎铁路行业发展乃至整个民生的重要课题。铁路网总规模界定是铁路通道布局方案优选的基础,它对铁路通道的布局优化具有控制和引导作用。本论文主要从铁路网规模测算和铁路通道布局优化两个层面对与之相关的理论和方法进行了深入研究,其主要研究工作和创新点包括: 1.在铁路网规模总量测算方面,提出了基于旅客周转量换算系数的运输负荷法、基于相似地区分块类比的路网密度比较法以及基于工业发展与铁路建设间联动耦合关系的工业化进程比较法三种测算方法,通过实例分析得出了比较一致的测算结果。在可预见的铁路客运专线和货运专线建设的背景下,细致分析了各自在未来可达到的规模总量,通过扣除法和运输负荷法尝试性地预测了客货混线的规模,研究了不同旅客换算系数下的路网规模总量需求,并进一步探讨了其中的货运能力分担率及其当量里程。 2.在铁路货运通道布局优化方法方面,首次从宏观层面提出并阐述了运用四阶段法来设计铁路货运通道布局的原理和方法。所提出的基于离散运输网络设计的铁路通道布局优化思想在一定程度上能很好取代以往以定性分析为主而忽视网络效应的铁路单项目规划法。 3.在铁路货运通道网络设计理论方面,比较完整地论述了铁路货运通道的概念、形态及其特点,提出了在不同铁路通道建设项目选择下,其通过能力是呈现离散性变化的。考虑到既有一体化铁路网络设计模型难以实际求解的不足,论文提出了基于离散通道投资决策变量的双层铁路货运通道网络设计模型(BR NDP),在上层规划中,把规划通道的吸引流量和既有路网弧段流量变化有机地融和在目标函数中,并把投资额度、运输需求满足程度和不同布局样式下的运营成本等因素一并体现在上层规划模型中。在下层规划方面,分别研究了一般的弧-路配流和点-弧配流模型,在此基础上,考虑到铁路车流不同于道路车流的特点,又分别研究了车流不可拆散下的配流模型和更为严格树形车流径路配流模型。综合两类配流方法的优缺点,既要保持OD的不拆散,又要保证大规模路网配流计算可实现,故文中提出了基于阻尼系数法的广义最短路配流算法。 4.在多阶段铁路货运通道布局优化模型方面,考虑铁路五年一规划的滚动规划机制,分析了铁路投资建设在建设成本和运营成本上的规模经济效应,通过一组通道项目状态选择变量将多阶段项目投资费用和建设规模进行了有机结合,构建了兼顾客运专线建设的多阶段铁路货运通道网布局优化模型。该模型经实例证明具有较好的实际应用价值。 5.以西部路网为背景,以兰渝通道、太中通道和哈临通道为重点决策项目,详细计算并分析了可能的通道方案组合,在案例的计算中还考虑诱发运量的处理方法,验证了模型和算法的有效性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U294.1
【图文】：

变化图,货物周转量,交通方式,市场份额

分析法就是指根据我国铁路货运周转量自改革开放以来占各种交通运输方式货运周转量比重的变化以及未来铁路的发展态势来预测将来铁路在货运市场上的份额，从而得出未来我国铁路货运周转量的需求的方法。图2.2是1978“2005年我国各种交通方式货运周转量所占市场份额的变化图。从图2.2可以看出，自1978年以来，我国铁路货物周转量的市场份额从54.4%下降到25.8%，下降了28.6个百分点;而同期，水运的货运市场份额从38.4%提高到61.9%，上升了23.5个百分点，这主要是由于远洋运量的迅速增长1631。

变化图,旅客周转量,交通方式,市场份额

2我国铁路网规模总量需求分析015年全国旅客周转量增速增加到8%[67]，则到20巧年，全国旅客周转.77万亿人公里;随着经济增速的相应减缓，20巧年至2020年间旅客率降为6%[67]，则到2020年，全国旅客周转量将达到5.1万亿人公里;增长率继续下降达到3%[67]，届时全国旅客周转量将达到5.8万亿人公，2015、2020、2025年铁路旅客运输周转量将分别为1.2万亿人公里、公里和1.74万亿人公里。

哈密,既有线路

经过了包兰线，甘武线，再过兰新线。这个路上要经过的一些大的技术站有迎水桥，武威南，嘉峪关，最后才到了哈密。这个线路的里程为1748公里，比要修建的哈临线(1450公里)多绕行了将近300公里。具体走行径路如图8.1所示。新建哈临线是一条从临河通往哈密的直通铁路。这个线路规划分两阶段完成，其中2006年11月开工建设的临河一策克铁路进展顺利，预计将于2008年9月建成通车。临策铁路从内蒙古巴彦淖尔市临河火车站到阿拉善盟中蒙边境口岸城镇策克。这条铁路是国家中长期铁路网规划中临河至哈密铁路的一段，将穿越乌兰布和沙漠和巴丹吉林沙漠北部地区。设计年输送能力近期为1750万吨。规划中的临河到哈密铁路，目前只剩策克铁路额济纳旗站到哈密段还没有立项动工，这段路线全长750公里。哈临线是一条与兰新线平行的大能力客货通道。这条线的建成，将开辟第二条进疆的铁路通道，不仅可以缓解兰新线的运输压力，而且作为直线径路，大大缩短了西北与东北、华北的“时间距离”。

【参考文献】