考虑非合作博弈的货运列车编组调度决策分析

针对货运列车编组调度效率影响铁路运输能力瓶颈问题,通过抽象双向三级六场编组站货运列车编组调度过程,构建货运列车编组调度单目标整数规划模型,并尝试性地将博弈理论引入编组站编组调度决策过程中。所构建的模型以列车编组始发列车需满足的满长、满轴、时限要求为约束条件,以编组车辆在编组站平均中时最小化为目标函数,并运用非合作博弈理论,分析博弈决策场景下的调度决策问题。结合所构建的单目标整数规划模型,使求解结果更合理化。结合哈密东双向三级六场编组站规划改扩建,通过简化编组调度场景,以到达解体列车为例,分析所提方法的可行性,该方法对铁路工程设计中编组站改扩建、铁路运输能力计算、列车运行图铺画具有一定参考借鉴意义。

基于交路接续的动车组运用计划优化模型与算法

针对动车组运用计划优化编制的问题,本文采用接续网络的方法,构建了动车组运用计划优化编制的0-1整数规划模型.该模型在动车组初始运用状态和历史检修数据的基础上,以动车组担当交路的接续时间总和最小化和动车组检修前累计运行里程最大化为优化目标,以动车组检修里程周期和动车组交路接续时间标准为主要约束,并充分考虑动车组与交路的匹配关系,以及客流高峰时期增加开行交路的情况.在模型的求解方面,本文基于粒子群算法设计了模型的求解策略.最后通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组运用计划的优化编制提供参考依据.

集装箱多式联运中运货排程问题的建模研究

我国集装箱运输企业间的竞争日益激烈,然而集装箱运输企业的管理水平和手段却没有得到相应地提高。在分析集装箱多式联运系统诸多限制要素的基础上,从实现运输经营者利润最大化的角度出发,构建了货物集装箱运输的日程安排优化模型,根据这种多时段货运排程问题的整数规划模型,给出了相应的算例。

公共自行车租赁站点调度需求量模型研究

为降低城市公共自行车调度过程中调度员凭经验确定各站点调度需求量的盲目性,提高调度科学性并缩减调度时间和成本,将城市公共自行车租赁站点调度需求量模型描述为最优化整数规划问题,考虑系统的稳定性和调度触发时间,以高峰时段系统的整体稳定性最强、调度启动时间最晚为目标建立公共自行车租赁站点调度需求量模型。针对该模型特点设计了十进制编码、二人竞赛选择、算术交叉、非均匀变异的遗传算法对模型进行求解。通过调度实例验证模型和算法的可行性,得到各租赁站点的最优调度需求量。结果表明,按照该模型求解出的调度需求量进行调度能够延迟高峰时段的调度启动时间至1.33h,较站点均一化存放率调度延迟0.67h,极大地延缓了调度启动时间并缩减调度工作量。

客货共运模式下高铁列车货运兼办方案优化

以当前高铁快递运输的客货共运模式为背景,研究高铁列车货运兼办方案优化问题.通过分析客货共运模式下货运办理站选择对货物运输、客运列车时刻表与停站方案的影响,以货运办理站选择、货物运输、列车时刻表与列车停站方案为主要决策变量,以极小化旅客旅行时间和未满足货物惩罚成本为目标,构建客货共运模式下基于货运办理站方案选择的货物运输与列车时刻表、列车停站方案一体化优化混合整数线性规划模型.当给定货运办理站选择方案时,本文所构建模型即可转化为传统的客货共运模式下货物运输方案优化模型.以武广高铁为例,设计数值实验,采用C++语言编写程序调用Cplex优化软件对模型进行求解,验证了模型的正确性与合理性.算例结果表明:通过对货运办理站、货物运输方案、列车时刻表和停站方案进行一体化优化,可在尽可能减小货物运输对客运影响的基础上,充分利用高铁线路列车时空上剩余能力,在旅客旅行时间仅增加0.68%、列车停站数量仅增加1.24%的情况下,运输近68%的货物需求,增加铁路部门收益.

多源单汇多批次顺序输送管道调度优化

多源单汇管道系统可用于油田烃液、成品油、原油等的多批次顺序输送,是经济有效的输送模式之一。国内外学者对该种输送模式下批次调度优化做了一些研究,但目前并无模型及算法可以有效解决水力与调度非线性耦合、多源点同时注入的批次界面跟踪等问题。针对多源单汇多批次顺序输送管道,考虑源点外输模式、批次运移、新批次注入、罐存、流量以及水力等约束条件,以运行过程中泵的运行费用、启停泵成本及掺混成本最小作为多目标函数,建立混合整数非线性规划模型(MINLP),并选用优先级算法对模型进行求解。以多源单汇多批次顺序输送油田烃液管道为算例,建立了长期规划模型并求解,计算用时4.58s,计算结果符合现场操作工艺。

考虑不确定运输时间的托盘调度模型研究

针对托盘调度中存在运输时间不确定,基于托盘调度成本最小目标,在托盘供给、运输能力和库存能力等有限条件下,建立了考虑运输时间不确定的托盘调度区间整数规划模型,并通过定义时间影响系数α对模型进行确定性转化。该模型可帮助决策者在客户运输时间不确定条件下对托盘进行科学调度,利用LINGO软件包对模型进行求解,通过算例验证了模型的可行性和有效性。

排放控制区下集装箱班轮运输船期设计与燃油补给联合优化

为解决排放控制区下集装箱班轮运输船期设计和燃油补给联合优化问题,分析了多时间窗、多起讫时间和多装卸效率等合作协议条款与船舶航行、装卸及到/离港时间之间的关联性。结合燃油补给港燃油价格差异和折扣因素,以船公司航线服务周总成本最小化为目标,构建排放控制区下船期设计和燃油补给混合整数非线性规划模型,设计线性割线近似的求解方法。以中远海运集团有限公司AWE1航线为例,数值实验验证了模型及其求解方法的适用性和有效性。结果显示:船期设计与燃油补给联合优化可使船公司航线服务周总成本降低7.41%;随着船舶到港时间窗长度的增大,船公司航线服务周总成本及船舶在排放控制区内平均航速均随之降低。研究表明,上述合作协议条款不仅有助于船公司更为灵活地调整船舶航速和船期,还有利于减少船舶在排放控制区内的温室气体排放。

考虑多重时间窗的低碳多式联运路径优化模型

多式联运具有参与对象多、运作环节复杂等特点。在经济性、时效性背景下,以中转节点硬时间窗及运输任务限制软时间窗为约束,将运输成本、碳排放成本和转运成本综合费用最小作为目标,建立带有时间惩罚约束的线性整数规划模型,并设计基于蒙特卡洛抽样自适应遗传算法,进行模型有效性的验证。结果表明:对于权重侧重点的不同,从而影响多式联运对运输路径和运输模式的决策,其中时间不确定性对总成本的影响是显著的,表现出正向作用的趋势。考虑多重时间窗更加符合实际,为制定并优化多式联运方案提供决策支持。

不确定条件下考虑横纵联盟策略的船期协调研究

为探究港口与航运公司及港口间形成横纵向联盟时,集装箱船船期计划与港航双方收益间的关系,结合船舶在港时间不确定因素,考虑某一航运公司多条航线经挂靠港的船期协调优化问题。以航运公司和港方收益最大化为双目标,构建港口横纵向联盟下集装箱船船期协调的混合整数非线性规划模型,并设计改进的带有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。以高丽海运公司多条航线挂靠上海港、舟山港和南通港为例,在不同情形下进行模拟验证。结果表明:与不考虑港口间联盟相比,港口横纵向联盟下航运公司收益增加6.2%,港方收益增加25.9%,航运公司、计划港和合作港在联盟下均获益;不同航线数或到离港时间情形下,模型仍可获得稳定的船期计划。研究表明,该模型和算法可为航运公司和港口方在不同情形下做出合理船期计划提供参考。

应急物资运输的两阶段车辆调度模型

针对大规模突发事件爆发后,应急物资运输车辆不足,需要多次、分阶段将应急物资运送到需求点的情况,本文将传统车辆调度模型中车辆在完成阶段运输任务后返回原始出发点的假设条件予以放松,以应急物资运输的全局完成时间最早为目标,建立了基于车辆紧缺假设的两阶段车辆调度模型,并根据问题的特点设计了相应的启发式算法并给出了算例,在可接受的时间内得到了较为满意的优化结果,有效提升了应急物资运输车辆的使用效率。