基于能力改善的铁路货运通道产品设计及集疏运组织研究

发布时间：2020-11-11 04:15

　　 在我国铁路通道的建设发展和客运专线的逐步建成的情况下,铁路通道的运输条件得到改善,货物运输能力也得到释放,这为铁路货运通道改善货运产品结构,提高运输服务水平提供了难得的契机。随着社会经济的发展,在货运市场中高附加值“白货”运输需求增长迅速,但是传统铁路运输以运能利用最大化为目标的运输组织模式较少考虑货物运输的服务质量,导致铁路在“白货”市场上缺乏竞争力。这迫切需要铁路运营部门根据货运需求的变化,提高运输的服务水平,以提高铁路运输的竞争力和运输效益。铁路货运通道作为铁路运输网络的骨架,运输服务质量的提高往往能起到事半功倍的效果。本文在铁路货运通道干线运能释放和铁路面向市场化运输情况下,对铁路货运通道产品设计和枢纽内集疏运组织问题展开研究,主要研究内容包括以下几个方面：(1)分析了铁路货运通道相关基础理论。包括铁路货运通道的结构、特点、分类和利用模式；铁路货运通道货运需求情况和运输特性；铁路货运通道吸引范围;铁路货运通道产品设计和集疏运组织影响因素和铁路通道运输组织的关键问题等。(2)利用物理网络设计方法研究了通道能力改善问题。考虑到技术站衔接不同方向咽喉能力限制,根据通道内技术站衔接方向,对通道内技术站进行了拆分,在此基础上构建铁路货运通道物理网络。在构建的网络基础上,考虑通道能力供给情况,建立货运通道物理网络设计和流量分配优化模型。根据模型特点,采用了结合Cplex的云自适应克隆选择算法和ILOG Cplex两种求解方法求解。在智能算法中网络设计方案由云自适应克隆选择算法获得,而货流的分配方案则调用Cplex进行求解。在求解时,利用经典的Yen's算法获取OD的k短路可行径路集合,从而节省了求解时间。设计算例对模型和算法进行了验证,求解结果表明,给出的求解算法能较快地获得最优解。(3)利用服务网络设计方法研究了货运产品优化问题。提出市场化背景下铁路货运通道中货运产品备选集生成流程。通过引入货运产品备选集,降低了问题的复杂度。根据通道内货运产品设计情况,构建了货运产品服务网络。在此基础上,考虑不同货运需求的运输要求,以系统收益最大为目标,建立铁路货运通道货运产品优化模型。同样采用Cplex和改进的云自适应克隆选择算法进行求解。并设计算例对模型和算法进行验证,结果证明了模型和算法的有效性。(4)研究了通道内枢纽集疏运组织优化问题。以通道干线上开行货运产品情况和枢纽中货运需求情况为输入条件,对枢纽集疏运组织进行优化。将通道枢纽集疏运组织问题分为集运、疏运以及衔接两个环节的空车调配三个子问题。考虑到集运和疏运的作业是相反的过程,其作业有一定的相似性,因此以集运系统优化和空车调配优化为例,研究了枢纽中集疏运组织优化问题。在枢纽集结系统优化中,根据货物可能编入通道干线货运产品和采用集结货运产品情况,反推出货流在货运站的最晚作业完成时间。以货流在枢纽停留时间最小为目标,构建货流集运系统优化模型。对枢纽空车调配优化,考虑枢纽内空车需求的不确定性、时间满意度和车种代用情况,构建枢纽内空车调配多目标优化模型。针对优化模型特点,设计了基于ILOG Cplex的求解算法进行求解。最后通过算例验证了模型和求解方法的有效性。(5)选取沪昆货运通道东段和通道中杭州枢纽为案例背景,进行了实例验证,说明了研究的实用价值和意义。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：F532;U294
【部分图文】：

图１－１我国典型铁路货物运输通道示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｒａｉｌｗａｙ?ｆｒｅｉｇｈｔ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?ｃｏｒｒｉｄｏｒｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??一直＾斗来，在连接我国重要城市、重点区域间的运输通道中运输能力供为突出，铁路运输能力较为紧张。为此铁路部口一方面Ｗ最大化利用铁力为目标来开展铁路运输组织，另一方面不断加强铁路路网的规划和建

法不仅需要能得到最优或较优解，还需要将算法的求解时间控制在一定的范围内。??本文设计的算法能较快地求解，并且能很好地适应不同问题规模下的求解。??依据上述分析，本文的技术路线图如图１－２所示。??＾?????１??绪论?；?一－??＇ｖ??［研究背最及息义、（１＾内外地增发惦＾＾?１３内外１｜／１５＇￡现状＇Ｉ??扼出问唐?＾?ｒ￣?＇、?了－?＾?＾??１?＾??京支Ｋ杳Ｉ；作和巧术路７至＇??＼??、??ｙ??＊??＾?铁路货运通道运输情况分祈?ｔ??Ｉ?Ｉ?巧逝逍?追输山求?＇］＊??Ｉ?．地姐的村成??．，化＇＊．＊?？述进的特点?Ｉ?．铁巧巧這祐求化况?ｒ?１??援雙聲童?？迎迪的分类?？巧巧货也Ｃ求巧化?！?＾?巧度巧巧巧巧卢品巧行化化???！??巧念体系?？巧通的侧模式ｉ?．不闷巧指品求特性?！皆巧开打化化?＾１??？巧迪吸弓?［??Ｉ?Ｊ?Ｉ?Ｉ?￣铁路巧记产１［??Ｌ—巧ｉｆ而面查Ｌ?Ｊ?Ｉ?闲悼品麻＼。虫糾Ｉ??－－?＾?Ｉ?Ｉ?．??＼?１??Ｊ＇面岗症无达善的铁路货运通遣内－网绝ｉ＿?！．泌明些皆化予边化介＿冉＊１唯ｌＪ?Ｉ??Ｃ￣?没计方法研究?１?＾中Ｔ出巧乂?Ｉ?＇Ｉ??ｉ畔Ｋ地迫化山曲巧Ａ让分Ｗｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ｕ＂?？?，?＾?Ｔ－＂?＋?＇?！?’?’优化巧平Ｊ的朵的ｎ法＇?１??化化Ａ注研《?，化化板巧构役化拼对比，?Ｉ?Ｉ?＼??＋?一?？！?１??：：嚇淵就１＇篇一刺麵＇?！?铁路货运通迫Ａ枢组集疏运?１??店叫脇化役，＾?、—

对于通道中的终到跨线货流和通过货流，其起点不在不属于通道吸引的货流。本线货流和始发跨线货流的起终点铁路通道对货流的吸引范围主要是指对本线货流和跨线货流基于最短距离的铁路货运通道吸引范围确定法??短距离，通过某一技术站到达对应终点站方向的起点站集合，的最短距离吸引范围。基于最短距离的运输径路也符合经济于最短距离的铁路货运通道吸引范围示意图。图２－９中，通范围内连接有５个货运站或货场专用线。有一条通过ａ，集结术站公的运输径路。必然存在两个相邻的货源点１和２，货源路运输，而货源点２的货流不采用该径路进行运输，则货源引范围的一个边界点。找到所有ａ，的边界点，这些边界点就组离吸引范围。在获取技术站＾连接的货运站吸引范围后，共距离吸引范围。在获得通道中所有技术站吸引范围后，即可。对于同时处在两个技术站吸引范围内的货源点（图２－９中经验和历史数据确定该货源点所对应的货运站。??／／、、，、＇、?广？、＇
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本文编号：2878729