铁路网车流分配问题研究综述

铁路网车流分配是铁路运输组织中的热点研究问题,也是铁路运营管理层面的重要研究内容。本文分析了铁路网车流分配优化问题的内涵及特点,并从模型构建及算法设计两个方面对国内外相关研究现状及研究特点进行了综述。在模型构建方面,按照决策变量、优化目标和约束条件三个角度对既有研究进行分类,并指出决策变量主要依据点-弧模型和弧-路模型两种基本车流分配模型设置,其中弧-路模型的决策变量相对更少,在大规模车流分配模型中更为适用;优化目标通常选择广义费用中的一种或多种,并兼顾运输效益与点线能力协调进行设置;在约束条件的考虑上,大部分模型以传统约束条件为主,根据不同运输需求设置约束条件。在算法设计方面,分析发现启发式算法成为求解大规模路网问题的主要手段,而基于模型松弛和模型分解的精确算法以及基于模型修改的算法也逐步得到了广泛应用。在归纳分析既有研究特点的基础上,结合铁路货物运输内外部发展环境的变化,进一步展望了车流分配在模型建立、算法求解和创新方面的研究趋势,可为铁路车流分配研究提供一定参考。

基于集装箱运输的200 km/h客货共线铁路货运功能实现研究

我国有一批以200 km/h标准设计的客货共线铁路,但在实际运营中存在货运设施闲置、货运功能发挥不充分的情况,在铁路高质量发展要求下,亟需推动其货运功能的实现。近年来,随着高附加值白货运输需求的增长和“一带一路”倡议的实施,铁路集装箱运输迎来良好的发展机遇。从普通货物列车与动车组共线运行存在的问题出发,结合集装箱运输载重低、密闭性好、速度快、装卸标准化、运输直达化等特点及最新管理规定,分析上线运行集装箱班列对客货共线问题的优化,并从路网层面分析200 km/h客货共线铁路在集装箱运输通道中的比例,最后提出推动200 km/h客货共线铁路实现货运功能的相关建议。研究表明,200 km/h客货共线铁路上线集装箱班列具备可行性和客观条件,能有效推动其货运功能的实现。

货物列车编组计划可视化应用研究

文章介绍现有铁路路网数字模型和可视化平台,基于货物列车编组计划表的构成,围绕到域、发域和途径站点等3类可视化元素,探究货物列车编组计划可视化应用场景,实现在线录入、平行作业和直观分析的编组计划可视化操作,为货物列车编组计划的自动化编制奠定技术基础。

煤运干线非煤货物班列开行方案优化研究

国家能源集团铁路运输长期以煤炭外运业务为主,其煤炭运输具有单向性,使得煤运干线上列车重去轻回,大量铁路运输资源被浪费。为充分利用剩余运能开展非煤货物运输、增强企业竞争力,分析了煤炭运输干线中非煤货物可行的班列开行方式,基于此设计运输服务网络,以国家能源集团铁路部门收益最大为目标建立煤运干线非煤货物班列开行方案优化模型。选取实际案例进行求解验证,并对重要参数进行灵敏度分析。结果表明,提出的模型可根据货源特点和实际情况对开行方案进行优化调整以提升铁路收益,能够为国家能源集团非煤货物的运输组织工作提供一定的理论指导。

基于免疫-蚁群算法的铁路危货运输径路优化

为保证铁路危险品运输安全,优化危险品运输径路,在深入分析运输整体流程的基础上提出危险品运输特定运行径路。在考虑运输径路长度、时间、人口密度等基本因素的基础上,加入列车对数、客车扣除系数、线路坡度等适应度较高的自变量,创建以安全风险、运输时间和运输收益为3个子目标的0-1整数多目标规划模型。根据子目标函数涉及的准则层指标,使用层次分析法(AHP)确认子目标函数的权重值,将多目标模型线性转化为单目标模型。利用各技术站到达其他车站的独立车流组号,确定网络中各点相互连接情况,构建带权邻接矩阵,选择免疫-蚁群混合算法对模型进行求解,并利用沈阳和哈尔滨铁路局集团公司管内复杂跨环进行验证。结果表明:锦州站-佳木斯站危险品运输的特定径路对比最短径路安全性提升了84.59%。混合算法在20代以内快速收敛,对比免疫算法与蚁群算法径路最优值分别减少了0.09%和2.30%。

结点站间集装箱班列开行方案的优化模型及算法

基于一定的边际假定、定义及其定理,将铁路结点站间集装箱班列开行方案(BCTFP)箱小时消耗最少的优化目标描述为线性阶跃函数,得到BCTFP的优化模型。在模型中,每支非零箱流均对应1个线性等式约束,且每个约束条件之间没有任何交叉。将该模型改造为不含约束条件的0-1二层线性规划模型:上层规划的目标为箱小时节省最大,下层规划的目标为在给定决策变量条件下的沿途改编箱小时消耗最小。按照适应性遗传算法的思想确定遗传策略,采用协同多群体遗传算法,以有效地克服由于问题本身具有强基因关联和超多峰性质而带来的模式欺骗问题,设计相应的遗传算法。通过对算法每个环节计算复杂度的分析,得到该算法的整体复杂度为O(αn3lnβn2),说明该算法是收敛于全局最优的有效算法。

基于知识约束的空车调整优化方法研究

铁路空车调整是一个集空车O D量(调配方案)生成与车流径路分配于一体的复杂的铁路网流量分配问题。由于实际的空车调整计划将受到许多模糊或不确定因素的影响,需要凭借专家知识或经验来确定,所以如何基于知识建立空车调整问题的优化模型及算法是一个重要的研究课题。本文基于空车调配满足最小费用和路网中流量合理分布的综合评价原则,通过引入知识约束的概念,构造了一个带混合约束(数学约束+知识约束)的优化模型,并结合铁路空车调整计划的实际,采用模糊定量化指标的方法,对模型的求解提出一个应用算法。

直达输送货物的送达速度和准时性的调查研究

通过对两个列车到达站的直达货物运输的送达速度和准时性情况的调查 ,用事实说明了直达运输的优势 ,同时 。

车站信号联锁系统故障诊断系统的研究与实现

采用人工智能的方法,对车站信号联锁系统故障诊断系统的开发与实现方法进行分析和探讨。根据车站信号设备复杂的结构特点,建立一种分层多级信息融合的故障诊断方法。首先针对来自各子系统的状态信息,应用故障树系统进行分层分级判断;然后,将子系统诊断结果应用D—S证据理论加以综合,给出信号设备的故障诊断决策。通过评估证据的可靠性,降低识别的整体误差,提高诊断的准确性。

基于滞留费用的空车调配优化方法

在分析当前空车调配过程中存在的问题,以及强调可靠的空车分配计划对于加速货车周转和最大限度地满足客户需求重要性的基础上,研究了铁路空车调配问题。构建了基于货物滞留费用的铁路空车调配多品类整数规划模型,并以空车在分配过程中发生的总走行成本、车种代用成本和客户需求未满足的货物滞留费用之和为目标函数。在空车总体上需求大于供给的情况下,模型充分考虑了车种代用和满足重点货物、重点客户对空车需求的条件,从而能够更好地反映铁路空车运用的实际。通过车种代用和空车源选择,所获得的分配方案能够满足更多客户的装车需求。算例的空车分配结果显示,所构建模型可以用于编制高质量的空车调配计划,这对于缓解当前我国铁路货车总体不足、加速车辆周转、提高货运服务质量等有重要意义。

车站信号控制设备故障诊断专家系统的研究与实现

采用人工智能和专家系统的方法,对车站信号控制设备故障诊断专家系统的开发与实现方法进行分析和探讨。主要包括:基于我国车站信号微机监测系统的实际,提出由知识获取子系统、设备状态监测数据导入、知识库子系统、推理机子系统、综合数据库子系统和人机交互界面子系统等功能模块构成的系统总体开发结构。根据故障类型和特征,建立基于电路原理逻辑的故障机理分析诊断模型、基于实际专家经验知识的故障分析诊断模型、基于设备寿命机理的故障诊断及趋势预测分析模型,以及基于决策树学习算法的复杂故障诊断分析模型等。采用面向对象的结构化知识表示方法和单元分类开发技术,实现了原型系统的开发,为实际应用系统的研制奠定了基础。

我国铁路双层集装箱列车运输组织研究

分析了国外铁路双层集装箱运输的组织方法,研究了我国铁路双层集装箱列车的种类、编成辆数、开行条件、组织原则和车底需要数量。

铁路集装箱旅客化快捷运输系统运输组织研究

为解决铁路集装箱运输时效性差等问题,建立铁路集装箱旅客化快捷运输系统,明确该系统"客运化组织、独立班列运输"的设计思想,分析系统的三级站点运输网络,并确定三级站点间集装箱集疏运基本架构,提出定期直达集装箱班列、专运直达集装箱班列、直通集装箱班列、沿途装卸集装箱班列和小运转集装箱列车等5种适合我国铁路集装箱旅客化快捷运输系统的班列运输组织方式,并分析各种集装箱班列的运输组织条件。

铁路集装箱客车化开行停站方案与箱位预分综合优化模型研究

近年来,业内提出了货物运输客运化的运输组织模式思想,通过使用旅客列车的按图行车模式提高货运时效性,增强铁路货运产品市场竞争力。在集装箱班列客车化开行的情况下,停站和箱位预分方案是否合理直接关系到列车的满载率和收益。因此,以列车收益最大化为目标,构建集装箱班列客车化开行停站方案与箱位预分综合优化模型,提出列车沿途停站和各站的箱位预分方案。在建模过程中,通过引入虚拟弧和虚拟点构造停站方案决策变量,进而基于包含虚拟弧和虚拟点的广义网络构造目标函数和约束条件。针对模型中存在阶跃函数的问题,通过引入差异化惩罚参数和辅助变量,采用构造辅助约束条件的手段将模型转化为线性模型。最后通过算例验证了模型的可行性和求解效果。

铁路直通货物列车技术站接续方案优化研究

在研究铁路货物列车技术站接续特点的基础上,对直通货物列车接续方案选择方法进行了相关扩展并建立了相应的优化模型,通过分析得出各模型均可以采用最小费用流算法进行求解。设计算例的结果表明,各种扩展方法对于优化技术站直通货物列车的接续是有效的。

青藏铁路格拉段货运车流组织及货物列车开行方案

根据铁道第一勘察设计院在青藏铁路格拉段设计可行性研究报告中对各站货物到发量预测,分析了格拉段的货流特点,提出了适应高原特点的车流组织原则,设计确定了青藏铁路格拉段的货物列车开行方案。

弹性需求下铁路快运班列开行方案优化研究

为吸引尽可能多的运输需求,增加铁路运输收益,对弹性需求下铁路快运班列开行方案的优化方法进行研究。在广义费用的基础上构建弹性需求函数,建立基于弹性需求的快运班列开行方案优化模型,设计粒子群优化算法求解,最后以某地区为例进行求解验证。结果表明,在弹性需求条件下通过优化快运班列的起讫点、运行径路、开行频率和途中停站,可以有效降低广义费用,实现来自航空运输和公路运输的运量转移,提高铁路运输收益。

铁路参与国际集装箱多式联运的问题及其对策

分析了我国铁路参与国际集装箱多式联运存在的问题，包括管理体制的不适应、运行机制的不适应、集装箱运价政策的不适应、集装箱运输设施的不适应等，并提出了相应的对策与措施，包括：改进铁路集装箱运输管理体制和经营体制；加强专业机构建设和人才培训，提高服务水平；对集装箱多式联运给予政策优惠；增加投资，完善配套设施；采用先进的科学技术，推进铁路集装箱运输规范化、现代化等。

铁路零散货物快运营销策略的几点建议

随着我国经济的快速发展和产业结构的调整,运输市场的需求结构也发生了明显变化,小件零散货物的运输需求持续增温。当前,铁路零散货物快运业务正处于与公路物流的激烈竞争中,做好铁路零散货物快运业务的营销就显的尤为重要,文章通过五个方面对铁路零散货物快运的营销提出几点建议,旨在促进铁路零散快运业务的良好发展。

青藏铁路格拉段货物列车开行方案

根据青藏铁路格拉段特殊的自然、经济条件和铁道第一勘察设计院提供的车流量预测资料,结合实际运营经验,编制出区段重空车流斜表,再根据列车牵引重量和各区间的车流量,确定管内列车的行车量,从而编制格拉段的货物列车开行方案。