南北通道区域路网扩能改造投资方向研究

随着国家经济持续发展,铁路货运运输需求总量将进一步增加,在既有线标准下,南北货运通道存在部分区段、站点能力不足的问题,无法满足未来运输需求。京广、焦柳、益湛线作为南北通道区域路网的主干线,亟须研究其扩能改造方案。基于区域路网现状及规划,结合运输生产需要,参考各线扩能改造的预可行性研究成果,通过按照最短路径原则对区域路网南下货流进行合理分配,根据现状线路通过能力找出区域路网能力瓶颈,研究提出瓶颈区段扩能改造方案及扩能投资方向。采用综合比选方式对京广、焦柳、益湛线等多个扩能改造投资方向进行分析,选择合理投资方向,确定线路、车站扩能改造规模,提高资金投资效益。

需求不确定的铁路车流径路优化模型

引入不确定理论中的鲁棒优化描述铁路货运日常运输组织工作中的车流量波动,提出需求不确定的铁路车流径路优化模型。首先,考虑线路通过能力和网络流量守衡约束,以绕道率阈值参数控制车流径路里程的合理性,以走行成本最小化为优化目标,建立需求确定的车流径路优化模型;然后,引入盒式不确定集描述车流量的波动性,设计鲁棒代价调节模型的保守程度,基于鲁棒对等理论建立需求不确定的车流径路优化模型;最后,通过小型算例验证模型的正确性,并基于沈阳铁路局集团有限公司所辖路网的实际算例验证模型的实用性。结果表明:部分车流量发生波动时,对应的最优径路方案随之发生变化;鲁棒代价能够权衡最优方案的成本和违反通过能力约束的概率,小型算例和实际算例中鲁棒代价分别取5和11时,得到的车流径路方案处于系统成本与运输需求满足的平衡点。该模型及鲁棒优化理论可为管理者制定车流径路方案提供决策参考。

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。

供应链管理前沿理论中的几个关键问题探讨(上)

综合探讨2023年供应链管理的五个关键领域:供应链风险流的数智化管理、平台供应链的发展、全球网络视角下的供应链韧性、航空货运的优化问题,以及最后一公里配送的挑战。强调在面对全球化挑战和技术革新的背景下,如何利用数据驱动和智能化技术来提升供应链的效率与韧性,降低运营成本,并提高客户满意度。同时,讨论鲁棒优化在处理供应链中的不确定性和复杂性中的应用与挑战,为供应链管理领域的未来发展提供前瞻性的见解。

上游水库溃坝对铁路货场的影响分析

新建咸宁货场综合物流基地工程选址于王家祠水库下游,一旦水库发生溃坝,将对铁路货场的运营安全构成极大威胁。铁路勘测阶段通过详细调查水库情况,结合铁路工程水文勘测设计规范,研究了上游水库对新建货场选址处流量的影响,为货场的选址和设计提供了重要参考,相关研究思路可为类似铁路工程的勘察设计提供借鉴。

福建沿海港口群内贸集装箱运输时空分异及其与地方经济的交互响应

基于内贸集装箱航线货流和GDP等数据,运用桑基图、VAR模型等方法分析2002—2019年福建沿海港口群内贸集装箱运输的发展态势、时空格局及其与地方经济发展的交互响应关系。研究发现:福建沿海港口群内贸集装箱运输规模呈快速增长趋势,现已成为港口集装箱运输业务的重要构成;各港内贸集装箱运输业务发展态势存在明显差异,形成以厦门港为主、泉州港和福州港为辅的内贸集装箱运输空间结构;港口内贸集装箱货流具有明显的时空分异特征,除莆田港外,其余港口的内贸集装箱航线数量与空间覆盖范围持续增加;港口内贸集装箱运输与地方经济发展存在长期均衡关系,二者具有明显的正向交互响应关系,且最后都趋于平稳;港口内贸集装箱运输与地方经济发展对彼此方差分解的贡献率呈现增长态势,说明二者相互影响明显且趋于增强。

客货混运下的城轨时刻表与流量控制协同优化研究

利用城市轨道交通平峰期冗余运力进行客货混合运输是缓解地面交通拥堵和节能环保的重要手段。本文在客货混合运输模式下,研究城市轨道交通列车时刻表和流量控制问题。首先,以列车发车时间、列车车厢布置和客货需求分配给列车车厢的数量为主要决策变量,以最小化乘客和货物的等待时间以及列车车厢能耗为目标,考虑流平衡、列车容量限制及时刻表等约束,构建城市轨道交通客货混合优化模型。其次,为验证模型的有效性,以上海地铁17号线为例进行实证研究,借助优化求解器Gurobi求解模型。结果表明:本文所提协同优化方法具有良好的优化效果和计算效率,与逐一求解法对比,乘客和货物延误数量可显著降低;协同优化可减少乘客延误人数21.92%,货物延误数量9.73%,乘客和货物的平均等待时间减少35.88%和25.56%,碳排放量减少1.7%。该方法可以提高地铁满载率,减少地铁平峰时期的运力浪费,同时提高轨道交通运营安全性和运输效率。

广东省客货流网络空间结构特征及经济外部性

在网络研究由结构描述转向绩效评价背景下,基于网络外部性理论探索区域城市的空间互动关系及经济溢出效应成为当前城市网络研究关注的重点。以广东省为研究区域,基于车流、人流、快递流构建城际客货流网络,利用社会网络分析方法探讨网络的空间结构特征,并采用空间杜宾模型测度网络的经济溢出效应。研究发现:1)车流和人流网络核心层均由广佛组成;快递流网络核心层由广莞深构成。一级优势流在车流网络中呈佛―广―莞―深的廊道式分布;在人流网络中呈广―佛、深―莞的双通道模式;在快递流网络中集聚于广―莞―深之间。2)广州在客货流网络中核心地位显著;城市节点在快递流网络有明显职能分异。3)广东省客货流网络的经济外部效应呈显著负向溢出,现阶段广东省域尚未形成协同互补的发展格局。4)城市节点功能关联的提升有利于促进区域经济协同增长。城际要素流动可降低消费市场的进入壁垒和交易成本,使区域内城市享受市场规模借用带来的发展好处;而营商基础配套条件的改善将加速资源虹吸,进一步加剧集聚阴影的形成。

考虑碳税成本的综合运输网络货流分配优化

为推进煤炭等大宗货物运输“公转铁”,从运输参与方(托运人、承运人和政府)角度出发,研究综合运输网络下货流分配的优化问题。综合考虑运输费用、运输效率、碳排放量3方面因素,建立综合运输网络货流分配的线性优化模型,研究公铁运量目标比值和碳排放空间目标值等政策引导约束对货流分配的影响。算例结果表明:公铁运量目标比值变化能直接影响各路径货流分配量,同时显著影响碳排放量;碳排放空间目标值降低到82.152万t以下可提高铁路运输占比,但由于运输效率成本增加较快导致运输总成本增加,为保证运输总成本较低并尽可能减少碳排放量,需对二者进行权衡。

面向局站一体的铁路动态车流组织优化研究

针对局站一体的铁路网动态车流组织问题,基于基本运行图和编组计划,综合考虑运输企业效益和服务质量,构建基于连续型时空网络的重空车流协同优化混合整数线性规划模型。为适应车流波动,引入备选改编方案增加车流的可行时空路径,从而灵活调整开行列车的车流内容,以期实现动态车流在运行线上的合理分配。为解决大规模时空网络模型求解困难的问题,在协同优化模型的基础上进一步提出分阶段优化方法。基于路局级规模路网的案例结果表明,两种方法均能有效加速车流输送,提高运输服务质量,但分阶段优化方法的求解效率显著高于协同优化方法。

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。

铁路局集团公司局间车流交接组织评价考核与优化方法

在铁路固定设施和机辆装备现代化水平大幅度提升的情况下,传统的铁路局集团公司局间车流交接管理方式,与市场化法制化国际化经营以及干线和装备能力释放的矛盾日益突出,局间分界口车流交接不畅成为路网畅通的梗阻,既干扰正常的运输秩序,也影响路网整体能力的发挥。通过对局间分界口车流交接有关的清算考核指标的梳理,分析局间车流交接不畅的原因,以问题和目标为导向,建立以区段货车平均旅行速度量化局间分界口畅通水平的方法,以此为基础研究提出以统一区域铁路运输市场为目标,探索运用大数据、信息化等技术手段,建立数字化路网和虚拟化分界口,以期解决现有局间分界口车流交接管理方式存在的问题,避免局间分界口成为保畅通、增运量的障碍,助力实现路网效益最大化。

铁路货车车流径路、货物计费径路联合优化模型

车流径路与计费径路既有差异又存在联动关系,而车流径路是否经过合资(地方)铁路是影响该联动关系的关键因素。基于上述特点,提出车流径路、计费径路联合优化模型。模型以车流总周转量最小化和货流总成本最小化设定双目标函数,并采用双层规划结构。上层用来求解车流径路,考虑单股车流不拆分、“树形径路”和区段负荷限制等因素;下层在车流径路的基础上求解计费径路,通过构造逻辑约束,实现对车流径路是否经过合资(地方)铁路的识别,并根据不同情况分别求解,从而将车流径路与计费径路的联动规则数字化、模型化。针对模型双目标的特点,设计基于归一化思想的理想点方法对模型进行预处理。最后通过算例验证模型的可行性和有效性。

基于运到期限的技术站动态配流优化研究

技术站配流作为货物运输的重要环节,影响着货物运输的时间和效率。为实现运到期限的兑现,以考虑运到期限的技术站动态配流为研究对象,将运到期限利用蒙特卡洛法分配到技术站转化为最大在站停留时间约束,引入优先级来评价货物的紧急程度,以优先级加权的货物总在站停留时间最小和发出总车辆数最多为双目标,为避免列车不合理停运,考虑不同满轴约束条件及摘挂、小运转列车可欠轴发出等车站实际,构建了混合整数规划模型,设计遗传模拟退火算法并采用软件求解。算例表明:与既有方法相比,研究的模型与算法能充分配流使得所有出发列车正点发出,优先处理优先级高的货物以减少其在站停留时间,且能保障所有货物不同运到期限的要求。

南通港小庙洪航道船舶流量预测与通过能力研究

通过预测南通港小庙洪航道未来货运量和船舶流量,利用理论公式对各时段、进出港方向的通过能力进行计算,根据乘潮历时计算各吨级船舶的时间窗口以实现航道最大通过能力,结合计算结果对小庙洪航道在夜航管控条件下的通航适应性进行分析,得出科学结论及提升航道通过能力措施,为小庙洪航道后期扩展或优化提供技术支撑。

考虑车流径路选择的分组-单组货物列车混合编组优化策略

统筹考虑车流径路选择与编组方案制定,研究带路网干线大运转车流径路选择的分组-单组货物列车混合编组优化问题,构建具有2阶递进结构的模型及求解策略。在构建嵌入车流径路选择的单组列车编组优化模型基础上,以分组列车开行方案替代原单组列车开行方案所带来的车小时节省最大为目标,进一步构建基于单组列车方案组合排序的分组列车编组优化模型。求解时先通过3次更新,完成单组列车开行方案优化;再通过组合排序,分别生成合并式分组列车和衔接式分组列车的开行方案;最后利用车组唯一与车小时节省原则,筛选出最优分组列车开行方案。依托我国中部路网主通道设计实验场景,验证模型及求解策略的有效性。结果表明:考虑车流径路选择后,最优单组列车开行方案共开行17列列车,产生11 560车小时消耗;进一步优化得到的分组-单组货物列车混合编组方案能够减少1列列车,节省582.5车小时消耗。该模型及求解策略能有效求解车流径路选择下的分组-单组列车混合编组优化问题。

货运生产信息集成系统的设计

为整合现有货运生产数据,优化数据采集方式,强化货运生产监控手段,提高货运生产管理决策的科学性,设计了货运生产信息集成系统。对货票系统、箱管系统、货运站系统、运输集成平台等生产系统数据采集和汇总,自动分析并预警,同时对货运作业、装车兑现及落空、待装待卸、货运产品及车辆运用效率进行分析评价,实现对货运生产信息的全面监控,为货运营销、运力保障、科学决策等工作提供技术支持,提高了货运生产管理的工作效率。

低碳运输下陆路运输系统货流转移及流量分配综合优化

基于公路网和铁路网在货物运输过程中的不同特点,研究了可以实现低碳交通运输目标的陆路运输系统货流转移及流量分配的综合优化问题,并构建了相应的0-1规划模型.该模型以包含碳排放成本在内的陆路运输总成本最小化为目标函数,约束条件设置为节点的转移能力限制、公路运输弧段和铁路运输弧段的通过能力限制以及铁路网流量分配的树形径路特点等.通过算例对该模型进行验证.结果表明:鉴于铁路运输在成本和碳排放方面的优势,公路网货流转移至铁路后,可使包含碳排放成本在内的陆路运输系统总成本大大降低;通过对铁路网货流进行重新分配,优化了铁路货流的运输路径,提高了铁路运输能力的利用率.

九十年代我国区际货流联系的变动趋势

我国的货流联系与对外开放的进程息息相关。随着对外开放从沿海向沿边和内地扩展， 90年代的货运联系继承了开放前十年的变动趋势，各省区运输联系的开放性在不断增强；内陆省区到沿海发达省区的货运比重和沿海发达省区到内陆省区的货运比重都在增长；国外运输与国内区际运输在海港城市之间是高度同构的；海港腹地与口岸对内联系腹地在空间上是高度同构的。

考虑碳排放的公铁两网之间货流转移

研究了可以实现低碳交通运输目标的公铁两网之间货流转移问题.综合考虑公铁两网的货流特点,构建了考虑碳排放的公铁两网之间货流转移的0-1规划模型.模型中以碳税描述碳排放成本,以货物运输和转移成本以及在运输和转运过程中产生的碳排放成本最小化为目标函数,考虑节点的转运能力、单股公路货流转移特性以及铁路网弧段的输送能力等为约束条件.最后,详细叙述了求解模型的粒子群算法,并设计了算例进行求解.计算结果表明,货流由公路网转移至铁路网后,不仅提高了铁路网运能的利用率,也使得包含碳排放成本在内的总运输成本降低,验证了所构建模型的合理性.