基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调问题研究

发布时间：2020-10-22 07:32

　　 随着我国铁路的跨越式发展以及铁路货物运输需求在结构和规模上的巨大变化,铁路车站(点)与线路(线)之间的能力协调问题,已成为铁路管理部门亟需解决的重要现实问题。由于铁路系统是一个内部各子系统紧密衔接且时刻都在动态运行的复杂系统,所以简单地通过理论计算能力或设计能力来衡量点线能力协调关系是远远不够的,更重要的是紧密结合货物运输作业过程中产生的能力负荷以及相邻点线设备之间的交互影响,深入分析和研究点线能力协调关系,进而为改善铁路点线能力协调状况和提高铁路系统整体效率提供可行有效的理论和方法支持。 铁路货物运输作业过程包括不同层次,本文着重从其中两个关键层次——车流径路运行作业过程和编组站作业过程入手研究点线能力协调问题。论文主要研究内容如下： (1)借助分层网络分析架构的基本思想,明确了铁路货物运输作业过程的层次结构,并分析了其中车流径路运行作业过程和编组站作业过程的关键性作用以及这两个作业过程与其他作业过程之间的关联关系。 (2)在总结并提炼既有铁路点线能力协调相关研究成果的基础上,从系统的角度,全面分析了基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调的内涵及其主要特性,探讨了基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调标准以及标准选取策略。 (3)在对基于车流径路选择的点线能力协调问题进行系统分析的基础上,将该问题分解为负荷均衡-线能力约束的车流径路选择和负荷均衡-点线能力约束的车流径路选择两个子问题。针对两个子问题分别构建了综合考虑运输费用最小化和负荷程度合理化的多目标规划模型,并分别提出了基于K短路算法和拉格朗日松弛法的求解算法。在通过较大规模的算例验证模型与算法有效性的同时,分析了车流径路选择对于点线能力协调的影响。 (4)鉴于编组站系统作业要素合理配置是实现编组站与衔接线路之间能力协调的首要条件,在提出基于时段划分的编组站车流平衡方程和编组站作业量计算方法的基础上,提出了编组站分时段能力协调评价方法和评价标准,并以此评价方法为依据分别构建了编组站区间到解子系统和出发区间子系统的作业仿真系统,通过对算例的多次仿真实验,分析了不同编组站系统作业要素配置方案对点线能力协调水平的影响,为基于点线能力协调的编组站作业要素优化配置提供了技术支持。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：U294.1
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
图目录
表目录
1 引言
    1.1 问题的提出
    1.2 论文研究的切入点
        1.2.1 分层网络分析架构
        1.2.2 铁路货物运输作业过程的含义及过程之间关联关系分析
        1.2.3 研究切入点的确定
    1.3 国内外有关研究综述
        1.3.1 国内运输能力相关概念
        1.3.2 国外运输能力相关概念
        1.3.3 运输能力相关概念与点线能力协调的关系
        1.3.4 运输能力计算研究现状
        1.3.5 运输系统协调理论与方法研究现状
        1.3.6 车流径路问题理论与方法研究现状
        1.3.7 编组站作业分析理论与方法研究现状
    1.4 既有研究存在的问题
    1.5 论文的主要研究内容
    1.6 论文的研究方法、思路和组织结构
        1.6.1 论文的研究方法
        1.6.2 论文的研究思路
        1.6.3 论文的组织结构
    1.7 本章小结
2 基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调问题系统分析
    2.1 协调的基本含义
    2.2 既有点线能力协调含义的不同理解
    2.3 基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调的内涵
    2.4 基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调的特性
    2.5 基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调的标准
        2.5.1 既有相关文献的标准
        2.5.2 基于铁路货物运输作业过程的点线能力协调标准选取策略
    2.6 本章小结
3 基于车流径路选择的点线能力协调问题研究
    3.1 基于车流径路选择的点线能力协调问题分析
        3.1.1 基于车流径路选择的点线能力协调问题描述
        3.1.2 基于车流径路选择的点线能力协调问题的基本要求
        3.1.3 基于车流径路选择的点线能力协调问题的分解
        3.1.4 基于车流径路选择的点线能力协调问题的研究流程
    3.2 负荷均衡-线能力约束的车流径路选择模型构建
        3.2.1 负荷均衡的表达
        3.2.2 合理径路集的要求
        3.2.3 负荷均衡-线能力约束的车流径路选择模型的表达
        3.2.4 负荷均衡-线能力约束的车流径路选择模型的转化
    3.3 负荷均衡-线能力约束的车流径路选择问题算法设计
        3.3.1 既有算法分析
        3.3.2 基于拉格朗日松弛法的求解算法设计
    3.4 负荷均衡-线能力约束的车流径路选择问题算例分析
        3.4.1 算例设计
        3.4.2 算例计算与分析
    3.5 负荷均衡-点线能力约束的车流径路选择模型构建
        3.5.1 与负荷均衡-线能力约束的车流径路选择问题的比较分析
        3.5.2 车流径路层次的车站能力模型化处理
        3.5.3 负荷均衡的表达
        3.5.4 负荷均衡-点线能力约束的车流径路选择模型的表达
        3.5.5 负荷均衡-点线能力约束的车流径路选择模型的转化
    3.6 负荷均衡-点线能力约束的车流径路选择问题算法设计
    3.7 负荷均衡-点线能力约束的车流径路选择问题算例分析
        3.7.1 算例设计
        3.7.2 算例计算与分析
        3.7.3 修改点的能力参数后算例计算及分析
    3.8 本章小结
4 基于编组站作业过程的点线能力协调问题研究
    4.1 基于编组站作业过程的点线能力协调问题分析
    4.2 基于编组站作业过程的点线能力协调问题研究思路
    4.3 编组站分时段能力协调评价方法
        4.3.1 基于车流平衡方程的基本时段编组站作业量计算
        4.3.2 系统能力的确定
        4.3.3 编组站能力协调的评价指标及评价标准
    4.4 编组站分时段能力协调评价方法的仿真验证
        4.4.1 计算机仿真概述
        4.4.2 基于编组站分时段能力协调评价的区间到解系统仿真模型
        4.4.3 基于编组站分时段能力协调评价的区间到解系统仿真分析
        4.4.4 基于编组站分时段能力协调评价的出发区间系统仿真模型
        4.4.5 基于编组站分时段能力协调评价的出发区间系统仿真分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 论文的研究总结
    5.2 论文的主要创新点
    5.3 对下一步研究的展望
参考文献
附录A
作者简历
学位论文数据集

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 刘霆;客运专线条件下铁路枢纽物流系统优化[D];中南大学;2012年

相关硕士学位论文 前2条

1 刘海岩;编组站点线能力协调研究[D];北京交通大学;2012年

2 翟发刚;呼和浩特铁路局能力拓展研究[D];中南大学;2012年

本文编号：2851298