鐵路貨運通道布局優(yōu)化的模型和方法研究.pdf

1、鐵路規(guī)劃是鐵路科學(xué)建設(shè)與發(fā)展的首要環(huán)節(jié)和根本前提，而鐵路網(wǎng)布局優(yōu)化又是落實鐵路科學(xué)規(guī)劃的重要內(nèi)容和手段。隨著鐵路大規(guī)模建設(shè)的展開，作為單位能耗小、污染少的鐵路運輸，正面臨著發(fā)展的黃金機遇期。如何科學(xué)地規(guī)劃鐵路發(fā)展和有效的控制建設(shè)成本，是擺在我們面前亟待解決且關(guān)乎鐵路行業(yè)發(fā)展乃至整個民生的重要課題。 鐵路網(wǎng)總規(guī)模界定是鐵路通道布局方案優(yōu)選的基礎(chǔ)，它對鐵路通道的布局優(yōu)化具有控制和引導(dǎo)作用。本論文主要從鐵路網(wǎng)規(guī)模測算和鐵路通道布局優(yōu)化

2、兩個層面對與之相關(guān)的理論和方法進(jìn)行了深入研究，其主要研究工作和創(chuàng)新點包括： 1.在鐵路網(wǎng)規(guī)?？偭繙y算方面，提出了基于旅客周轉(zhuǎn)量換算系數(shù)的運輸負(fù)荷法、基于相似地區(qū)分塊類比的路網(wǎng)密度比較法以及基于工業(yè)發(fā)展與鐵路建設(shè)間聯(lián)動耦合關(guān)系的工業(yè)化進(jìn)程比較法三種測算方法，通過實例分析得出了比較一致的測算結(jié)果。在可預(yù)見的鐵路客運專線和貨運專線建設(shè)的背景下，細(xì)致分析了各自在未來可達(dá)到的規(guī)?？偭?，通過扣除法和運輸負(fù)荷法嘗試性地預(yù)測了客貨混線的規(guī)模，研

3、究了不同旅客換算系數(shù)下的路網(wǎng)規(guī)模總量需求，并進(jìn)一步探討了其中的貨運能力分擔(dān)率及其當(dāng)量里程。 2.在鐵路貨運通道布局優(yōu)化方法方面，首次從宏觀層面提出并闡述了運用四階段法來設(shè)計鐵路貨運通道布局的原理和方法。所提出的基于離散運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的鐵路通道布局優(yōu)化思想在一定程度上能很好取代以往以定性分析為主而忽視網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的鐵路單項目規(guī)劃法。 3.在鐵路貨運通道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理論方面，比較完整地論述了鐵路貨運通道的概念、形態(tài)及其特點，提出了在不

4、同鐵路通道建設(shè)項目選擇下，其通過能力是呈現(xiàn)離散性變化的。考慮到既有一體化鐵路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型難以實際求解的不足，論文提出了基于離散通道投資決策變量的雙層鐵路貨運通道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型(BR_NDP)，在上層規(guī)劃中，把規(guī)劃通道的吸引流量和既有路網(wǎng)弧段流量變化有機地融和在目標(biāo)函數(shù)中，并把投資額度、運輸需求滿足程度和不同布局樣式下的運營成本等因素一并體現(xiàn)在上層規(guī)劃模型中。在下層規(guī)劃方面，分別研究了一般的弧-路配流和點-弧配流模型，在此基礎(chǔ)上，考慮到鐵路

5、車流不同于道路車流的特點，又分別研究了車流不可拆散下的配流模型和更為嚴(yán)格樹形車流徑路配流模型。綜合兩類配流方法的優(yōu)缺點，既要保持OD的不拆散，又要保證大規(guī)模路網(wǎng)配流計算可實現(xiàn)，故文中提出了基于阻尼系數(shù)法的廣義最短路配流算法。 4.在多階段鐵路貨運通道布局優(yōu)化模型方面，考慮鐵路五年一規(guī)劃的滾動規(guī)劃機制，分析了鐵路投資建設(shè)在建設(shè)成本和運營成本上的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，通過一組通道項目狀態(tài)選擇變量將多階段項目投資費用和建設(shè)規(guī)模進(jìn)行了有機結(jié)合，