基于列车群组运行的重载铁路运输组织研究综述

列车群组运行模式为重载铁路通过加大行车密度解决运能紧张问题提供了新途径。该模式可突破车站接发车、集解编运输组织模式、快捷货运三大瓶颈,实现运输效能、运输组织灵活性及快捷货运时效性的提升。在分析虚拟编组技术的发展历程及技术特征、重载铁路群组运输控制和运输组织研究现状的基础上,从重载铁路群组列车控制理论与方法、列车群组运行条件下运输组织模式适应性、列车群组运行条件下运输组织方法3个方面,系统总结了既有研究存在的问题,提出了该模式从理论走向应用需要进一步研究的关键问题,包括适应复杂运营条件的重载铁路列车群组运行协同控制方法、列车群组运行下高效运输组织模式、列车群组计划与运行图编制智能化理论与技术、列车群组运行智能调整优化理论与技术研究等。

高速铁路列车乘客上下车策略分析及仿真模拟

为获得高速铁路列车乘客最优的上下车策略,选取CRH380AL型高速列车二等座车厢,构建乘客上下车策略仿真模型。针对不同的上下车策略,分析人员携带行李比例、上车人数的落座时间和过道密度,量化乘客上下车的效率和舒适度。结果表明:低密度时,乘客落座时间在双车门行策略和双车门倒金字塔策略下变化差异不明显。随着乘客人数和携带行李比例的增加,双车门倒金字塔策略的乘客落座时间最短。30人上车场景时,双车门倒金字塔策略车厢过道区域的最大密度和平均密度均为最低。在上下车人数为50人、携带行李比例为40%时,双车门倒金字塔策略的过道密度相较于双车门行策略和双车门斯蒂芬法策略较低,此时乘客舒适度较好。

高速公路-航空多层复杂货运网络拓扑性质研究

为提高我国交通运输系统运行的效率,应用复杂网络理论,选取2021年货邮吞吐量排名前30的机场所在城市与38个地级市的高速公路数据为研究对象,构建了高速公路-航空多层复杂货运网络。针对高速公路-航空多层复杂货运网络的拓扑性质进行研究。研究结果表明:高速公路-航空多层货运网络具有小世界特性,不具备无标度特性;多层网络中心性分布不均衡,大多城市节点更倾向于连接发达城市;多层网络整体呈现同配程度较低的同配网络,加强区域性联运建设有利于提高联运效率。

考虑随机需求的高铁快递运输计划优化方法

为了充分利用高速铁路非高峰期的列车运输能力,提升高速铁路运营的经济效益,研究载客动车组客货共运模式下的高铁快递运输计划优化问题。首先,考虑高铁快递运输需求的时效性与随机性,以最大化高铁快递运营企业期望总利润为优化目标,同时满足列车运输能力、车站装卸效率、标准箱到发量守恒等约束,构建高速铁路快递运输计划优化的2阶段随机规划模型。在第1阶段,以最大化高铁快运期望总利润为目标,确定各列车的运输能力分配计划;在第2阶段,根据第1阶段获得的列车运输能力分配计划,确定随机需求场景下的高铁快递实际装运方案,使该场景下的运营收益达到最大。其次,基于蒙特卡洛模拟随机生成需求场景,采用反向消减算法(BRA)将2阶段随机规划模型转化为包含有限场景数的确定性整数线性规划模型,从而调用商业求解器GUROBI进行求解。最后,以宁杭高速铁路为背景进行算例分析,验证模型和算法的有效性。结果表明,相较于基于确定性需求得到的运输计划,利用随机规划方法得到的方案更能适应需求的随机性,从而达到更好的盈利效果,同时可以兼顾服务水平与企业收益,适用于实际运营中高铁快递运输计划的设计与优化。

基于云模型的“一带一路”沿线省份国际冷链物流发展水平评价研究

在全球消费需求日益扩大的背景下,冷链产品进出口量剧增,为冷链物流提供新的发展机遇。为研究区域间国际冷链物流发展水平差异,考虑营商环境和地理因素,构建国际冷链物流发展水平评价指标体系,运用熵权-云模型对国际冷链物流发展水平进行评价,以“一带一路”沿线省份为例进行实证分析。结果表明:71%的省份国际冷链物流发展水平处于中上水平。在营商环境、基础设施和地理环境方面存在发展差异,其中进出口总额、冷藏车数、国际联系强度和对外开放水平是影响发展的主要因素。空间上,沿海省份国际冷链物流发展水平高于内陆省份,北部地区呈现“一核一副,周边聚集”的特征,东南沿海地区呈带状分布,西北地区呈现“中部低,两端高”的特征。

融合麻雀搜索与长短时记忆的疆煤铁路外运量预测

为准确预测新疆煤炭铁路外运量,本文提出一种融合麻雀搜索算法与长短时记忆网络的(SSA-LSTM)预测模型,模型引入麻雀搜索算法对长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型的超参数进行优化,以提高模型预测性能。以2015—2022年新疆煤炭铁路外运量数据为基础,综合考虑经济、运输等多种因素,对各影响因素的灰色关联度进行计算,验证所选因素与预测指标具有较强的关联度。对影响因素中的GDP数据进行消费者价格指数(Consumer Price Index, CPI)处理,并将处理后的数据输入模型进行预测,最后应用该模型对未来新疆煤炭初、近、远期铁路外运量进行预测。研究结果表明,SSA-LSTM模型的预测效果显著优于BP(Back Propagation)神经网络和传统LSTM模型,平均绝对百分比误差(MAPE)为0.88%,均方根误差(RMSE)为49.9。同时,与未经CPI处理的预测相比,经过CPI处理后预测误差更小,MAPE和RMSE分别降低了75.8%和56.2%。本文为新疆煤炭铁路外运量预测提供了一种有效方法,为疆煤外运通道设计提供了重要数据支撑。

高速铁路智能运营业务提升需求与实现关键技术

高速铁路智能运营是现代技术在高速铁路领域的综合运用,是高速铁路发展的必然方向。在对高速铁路旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理4方面业务进行梳理分析的基础上,总结出高铁智能运营发展目标,并从旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理出发,提出涵盖智能票务、智能服务、智能车站、智能监测、智能运维等的高铁智能运营业务提升需求体系。以“模数一体,轴面协同”为核心理念,提出包括人工智能、大数据处理、虚拟现实与增强、信息物理系统、云/雾/边缘计算以及数字孪生等在内的智能高铁运营实现关键技术,可为未来智能高铁的规划、实施及落地应用提供依据。

基于SARIMA-SVR模型的铁路货运量预测方法

鉴于铁路货运量受多种外部因素影响呈现显著的随机波动特征而难以准确预测,提出了SARIMA-SVR预测模型。首先,对全国铁路月度货运量序列进行季节时间序列(SARIMA)建模,得到模型的初始预测值及预测残差。其次,构建支持向量机(SVR)回归预测模型,将影响铁路货运量的外部因素作为模型输入项,SARIMA模型预测残差序列、月度货运量序列分别作为模型输出项,由此分别获得SARIMA模型预测残差的优化值以及SVR模型的货运量预测值。三是将优化后的SARIMA模型预测残差与其初始预测值相加,得到优化后的SARIMA模型预测值。四是再对优化后的SARIMA模型预测值和SVR模型预测值进行加权求和,得到SARIMA-SVR模型的预测结果。最后,对SARIMA-SVR模型进行消融实验验证模型有效性,并将该模型与经典预测模型进行测算精度对比。结果表明,SARIMA-SVR模型的预测精度优于单一模型和经典预测模型,在货运量预测方面具有良好的适用性。

基于GWR的中国省域尺度铁路货运供需协调度时空演化规律

为探究铁路货运供需耦合协调发展的影响因素及其时空演化规律,基于2010年、2015年和2020年31个省份铁路货运相关统计数据,构建了包含19项需求侧和17项供给侧影响因素的供需协调度指标库.在结合相关系数法和变异系数法对指标库中的影响因素进行筛选后,利用熵权法确定权重并计算省域耦合协调度.基于地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)构建铁路货运供需协调时空分析模型,以解释我国铁路货运供需耦合协调度的省级区域差异及其时空演化规律,并提出障碍度模型分析制约铁路货运供需协调发展的主要因素.研究结果表明:在样本考察期内铁路货运供需耦合协调度空间分布具有集聚性,影响因素对铁路货运供需耦合协调度的影响程度具有空间非稳态特征,且发生重心的空间转移和分化现象,其中东北、华北地区供需耦合度较高,西部地区供需耦合度低;铁路货物周转量和货运量为影响供需协调发展的关键障碍因素.研究结果可为优化我国铁路货运网络、促进货运协调发展提供理论依据.

基于出行链的城际旅客多模式出行选择研究

随着我国各种交通方式的快速发展,我国城际旅客的出行方式也变得愈加多样化,同时,由于人民生活水平的不断提升,城际旅客出行更加注重出行的过程,对运输服务质量的要求较高。为了更好地满足城际旅客的出行需求,对城际旅客出行方式选择的影响因素进行调查分析。首先,详细分析城际旅客的出行链构成、分类及城际旅客出行主要交通方式;其次,综合考虑城际旅客自身属性、出行属性及交通运输方式属性等因素,构建基于城际出行链的SEM-Logit选择模型;最后,利用算例分析模型的有效性,结果表明所构建的模型可以真实反映城际旅客出行选择行为。基于出行链的旅客多模式出行选择模型可以方便旅客出行路径的规划,为不同旅客群体提供决策支持。

高速列车运行图节能优化研究现状及展望

为理清高速列车运行图节能优化的研究脉络,主要从高速列车节能运行方式、节能运行图模型构建、算法设计等方面对国内外相关研究进行综述。结果表明:高速列车节能运行具有多种节能方式并存、不同学科交叉等特点,其研究内容从单区间内列车操纵策略优化,发展到列车运行图优化;模型约束从简单的速度、时间上限,变为考虑列车安全时距、复杂线路条件、电分相区等多种因素;算法思想也从基础的庞特里亚金原理,逐渐扩展到运用各类启发式算法帮助快速求解,以及使用精确算法进行预处理,提高求解精度。未来可以针对高速列车在复杂运行区间的驾驶策略、开行方案对能耗的影响、高速列车再生制动能的储能装置等方向继续深入研究。

基于票据电子化的铁路货运组织考核方法改进探讨

由于运输作业管理的需要,在铁路货运领域票据电子化工程建设时,同步构建了货运票据电子化运输组织考核方法。经过货运组织多年的发展,考核方法制定时的情况与现状有了一定的变化,多年的考核积累了一些问题,迫切需要研究改进货运组织考核方法。在介绍现有考核方法主要框架、现状和考核处理流程的基础上,对考核积累的问题进行了整理分析。进而,针对误考核、国境站等主要的考核问题提出了解决方法。最后,提出了货运组织考核的几点改进方法,包括加强变化后的货运作业流程考核方法构建、添加特殊货运作业流程考核、考核处理流程优化等。希望通过对货运组织考核方法查漏补缺,实现运输作业考核方法改进。

优化开行全程快速直达中欧班列的探讨

近年来中欧班列规模及开行质量稳步提升,品牌效益不断彰显,但是随着运量大幅增长,各口岸及通道能力趋于饱和,班列口岸停留时间增加、全程运输时效增长,运输时间不稳定,市场竞争力面临严峻的挑战。通过剖析中欧班列发展现状、中欧班列运营面临的问题,研讨中欧班列谱系化产品设计策略,提出中欧班列全程快速直达化运输组织建议。结合实践案例分析表明,优化开行全程快速直达中欧班列,有利于进一步提升中欧班列运输时效稳定性,丰富中欧班列运输产品结构,提高市场竞争能力。

铁路口岸站作业系统能力研究

为研究铁路口岸站作业系统能力,通过分析既有口岸站的作业特点,建立口岸站作业系统的通用模型;在作业系统中引入排队论理论,设置一条反向虚拟车流,将作业系统模拟为闭环排队网络;使用排队论工具建立作业系统能力的计算模型,并以阿拉山口站为实例,使用Matlab工具计算子系统的作业能力,结合车站的实际作业情况,得出限制作业能力的主要因素。研究表明:设备数量是限制作业系统能力的最主要原因,其次是通关作业时间、人员业务素质、作业衔接等因素。可根据铁路口岸站的作业特点,针对性制定提高措施,为铁路口岸站运输组织优化、站场扩能改造等提供理论参考。

基于动态多源数据采集的铁路车辆装载状况检测和智能分析系统

通过分析目前铁路车辆装载人工检测方式与相关现有系统的不足,设计了一套具有动态多源数据采集的铁路车辆装载状况检测和智能分析系统。该系统通过构建多模态传感器和RS485传输及NB-IOT传输技术,对车辆装载状况进行多源数据采集、分析和处理,选用多模态传感器与边缘计算机融合,设计实现手动、自动、远程和自动故障恢复等控制方式,涵盖基础信息管理模块、检测门系统模块、警报系统模块、应用维护模块共4个功能模块。根据国内外铁路货物运输实际情况,对比分析现有的铁路货运安全检测监控技术设备等,该系统具备技术优势与应用效果,可有效指导装载优化和效率提升,在铁路货物运输领域中具有重要应用价值。

中铁集装箱公司国内多式联运班列提质升级策略研究

中铁集装箱公司作为国有大型集装箱运输企业,扎实推进集装箱国际、国内货运代理、接取送达、堆存保管等现代物流服务产品,以“公转铁、散改集”作为重要突破口,大力发展铁路集装箱多式联运,全面深度融入我国多式联运体系,整体发展成效显著、增长动力持续显现。通过分析中铁集装箱公司国内多式联运班列发展情况、目前多式联运班列开行存在的问题与短板,提出以加快国内班列运输组织、物流产品、箱型装备、数字平台、内部协同、经营模式等“六个升级”为主线,推动中铁集装箱公司国内多式联运班列实现“质的有效提升”和“量的持续增长”的策略。

晋煤外运铁路运输增量对策探讨

山西省煤炭资源丰富,一直以来都是国家能源中心,其外运煤炭有力地保障了华北、东北、华东、华中等地区的能源需求,但目前受制于铁路运输能力的限制,晋煤外运能力还有待进一步提高。通过阐述晋煤外运现状和铁路外运北部、中部、南部3大通道,提出目前晋煤外运铁路运输过程中存在的空敞车运用紧张、分界口利用率不高、主要通道能力饱和、南北车流交换不畅、点线能力不匹配等运输瓶颈,并针对性地提出通过强化外铁路局集团公司排空力度、提高分界口利用率、优化车流组织结构、加强南北车流组织、提高编组站作业能力等优化对策,以提升铁路外运能力,实现山西地区煤炭外运目标,满足外运市场煤炭需求。

提高临哈铁路货运能力对策研究

临哈铁路作为疆煤外运的北翼通道,提高其货运能力,为国家能源安全稳定供应提供运力支撑,对进一步服务国家能源保供大局具有十分重要的意义。在阐述临哈铁路基本情况及货运需求能力分析的基础上,针对临哈铁路运输组织过程中存在的单线区段限制能力提升、大区间列车运行调整困难、点线能力不协调不匹配、衔接线路通道能力紧张、分界口利用率不高、机车运用紧张、机班投入不足等问题分析原因,有针对性地提出新增二线及电化工程改造、开通部分车站侧线、修建车站增加会车能力、优化临河节点运输组织、加强外排车流输送、组织均衡运输及优化机车机班运用等建议,以期达到提高临哈铁路货运能力的目的。

基于铁路货物列车节能开行方案的优化研究

为了更好地发挥铁路绿色运营的优势,本文提出面向节能的铁路货物列车开行方案的优化方法。通过对铁路货运线路上的列车运行能耗进行仿真分析,发现不同区间内的运行能耗、不同车站的起停附加能耗差异较大,因此可以通过合理的车流组织来降低能耗。据此,结合铁路实际运输情况,综合考虑铁路运营效益、铁路运输效率、货主时间利益和铁路节能需求,建立铁路货物列车节能开行方案优化模型。选取某铁路线路作为算例验证模型,并对算例结果进行对比分析,结果表明,所构建的优化模型相比其他方案具有更好的优化效果,能够有效降低列车运行能耗并提升运输效率。

开行3万吨重载列车运输组织方案研究

紧跟世界重载铁路先进技术水平,提高运输能力,我国有必要发展3万吨重载列车。以大秦线为例,借鉴2万吨重载列车开行经验,探讨开行3万吨重载列车的运输组织方案,采用组合站始发—直达终到站分解卸车—空车返回的循环运输模式,从列车始发作业站、编组方式、列车检查、司机换班、终到分解、回空运行等方面,阐述运输组织方案的合理性。考虑运输能力受始发作业站能力、牵引供电能力、区间通过能力的限制,检算始发组合站到发线能力及重车方向运输能力,结果表明,在现有列车开行方案基础上,开行6列3万吨重载列车,平均通过能力利用率达到93.1%,输送能力可提升0.49亿t,运输能力提高11.5%,扩能效果良好;也可以选择采用3万吨重载列车1∶1替换2万吨重载列车的组织方式,输送能力可提升0.17亿t。