基于能力改善的鐵路貨運通道產(chǎn)品設計及集疏運組織研究.pdf

1、在我國鐵路通道的建設發(fā)展和客運專線的逐步建成的情況下，鐵路通道的運輸條件得到改善，貨物運輸能力也得到釋放，這為鐵路貨運通道改善貨運產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高運輸服務水平提供了難得的契機。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，在貨運市場中高附加值“白貨”運輸需求增長迅速，但是傳統(tǒng)鐵路運輸以運能利用最大化為目標的運輸組織模式較少考慮貨物運輸?shù)姆召|(zhì)量，導致鐵路在“白貨”市場上缺乏競爭力。這迫切需要鐵路運營部門根據(jù)貨運需求的變化，提高運輸?shù)姆账?，以提高鐵路運輸?shù)母偁幜?/p>

2、和運輸效益。鐵路貨運通道作為鐵路運輸網(wǎng)絡的骨架，運輸服務質(zhì)量的提高往往能起到事半功倍的效果。本文在鐵路貨運通道干線運能釋放和鐵路面向市場化運輸情況下，對鐵路貨運通道產(chǎn)品設計和樞紐內(nèi)集疏運組織問題展開研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)分析了鐵路貨運通道相關基礎理論。包括鐵路貨運通道的結(jié)構(gòu)、特點、分類和利用模式;鐵路貨運通道貨運需求情況和運輸特性;鐵路貨運通道吸引范圍;鐵路貨運通道產(chǎn)品設計和集疏運組織影響因素和鐵路通道運

3、輸組織的關鍵問題等。
　　(2)利用物理網(wǎng)絡設計方法研究了通道能力改善問題?？紤]到技術站銜接不同方向咽喉能力限制，根據(jù)通道內(nèi)技術站銜接方向，對通道內(nèi)技術站進行了拆分，在此基礎上構(gòu)建鐵路貨運通道物理網(wǎng)絡。在構(gòu)建的網(wǎng)絡基礎上，考慮通道能力供給情況，建立貨運通道物理網(wǎng)絡設計和流量分配優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點，采用了結(jié)合Cplex的云自適應克隆選擇算法和ILOG Cplex兩種求解方法求解。在智能算法中網(wǎng)絡設計方案由云自適應克隆選擇算法獲得

4、，而貨流的分配方案則調(diào)用Cplex進行求解。在求解時，利用經(jīng)典的Yen's算法獲取OD的k短路可行徑路集合，從而節(jié)省了求解時間。設計算例對模型和算法進行了驗證，求解結(jié)果表明，給出的求解算法能較快地獲得最優(yōu)解。
　　(3)利用服務網(wǎng)絡設計方法研究了貨運產(chǎn)品優(yōu)化問題。提出市場化背景下鐵路貨運通道中貨運產(chǎn)品備選集生成流程。通過引入貨運產(chǎn)品備選集，降低了問題的復雜度。根據(jù)通道內(nèi)貨運產(chǎn)品設計情況，構(gòu)建了貨運產(chǎn)品服務網(wǎng)絡。在此基礎上，考慮不同

5、貨運需求的運輸要求，以系統(tǒng)收益最大為目標，建立鐵路貨運通道貨運產(chǎn)品優(yōu)化模型。同樣采用Cplex和改進的云自適應克隆選擇算法進行求解。并設計算例對模型和算法進行驗證，結(jié)果證明了模型和算法的有效性。
　　(4)研究了通道內(nèi)樞紐集疏運組織優(yōu)化問題。以通道干線上開行貨運產(chǎn)品情況和樞紐中貨運需求情況為輸入條件，對樞紐集疏運組織進行優(yōu)化。將通道樞紐集疏運組織問題分為集運、疏運以及銜接兩個環(huán)節(jié)的空車調(diào)配三個子問題?？紤]到集運和疏運的作業(yè)是相反的

6、過程，其作業(yè)有一定的相似性，因此以集運系統(tǒng)優(yōu)化和空車調(diào)配優(yōu)化為例，研究了樞紐中集疏運組織優(yōu)化問題。在樞紐集結(jié)系統(tǒng)優(yōu)化中，根據(jù)貨物可能編入通道干線貨運產(chǎn)品和采用集結(jié)貨運產(chǎn)品情況，反推出貨流在貨運站的最晚作業(yè)完成時間。以貨流在樞紐停留時間最小為目標，構(gòu)建貨流集運系統(tǒng)優(yōu)化模型。對樞紐空車調(diào)配優(yōu)化，考慮樞紐內(nèi)空車需求的不確定性、時間滿意度和車種代用情況，構(gòu)建樞紐內(nèi)空車調(diào)配多目標優(yōu)化模型。針對優(yōu)化模型特點，設計了基于ILOG Cplex的求解算法