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铁路货运编组中的车流推算及阶段计划鲁棒优化
| 论文题名： | 铁路货运编组中的车流推算及阶段计划鲁棒优化 |
| 关键词： | 铁路货运;车流推算;阶段计划;鲁棒优化;数据结构;搜索策略 |
| 摘要： | 据统计数据表明，中国铁路仅仅利用6％的运能资源完成了占全球24％的运输任务。介于整个中国铁路运输行业运能少，运输任务繁重这一特点，如何从各个视角提高整个铁路运输业的运输效率与效益，是现阶段亟待解决的难题。从宏观的角度来看，车流推算在铁路战略层调度指挥工作中起着重要的作用，是编制运输计划、制定编组站内阶段计划和进行车流调整的依据和前提。长期以来车流推算一直沿用手工操作完成，车流信息在公开性、完备性和实时性方面存在很多不足，从而影响了运输通畅并造成了铁路运力的紧张局势。从微观角度来看，路网上每个列车都需要在经由的编组站中完成解体与编组操作，如何安排编组站内调度作业计划（即阶段计划），直接决定着各个列车在站的停留时间，从而间接影响着整个路网的运输效率。由于大多数编组站都是凭借调度员人工制定阶段计划，仅仅凭借个人经验很难制定出最优调度作业。再加上各类不确定因素的干扰，经常导致编组站内车辆积压，引起不必要的经济损失。 基于以上需求，本文分别研究了车流推算问题以及基于不确定性到达车流信息下的阶段计划编制问题。对于车流推算问题，根据现有货运调度信息集成平台上的各类报文数据，设计了一套实时车流推算系统。该系统旨在预测未来某个时间段或者时间点的车流分布状况。由于本系统实现难点在于如何高效处理全路大量的车流数据，因此设计前期着重设计了数据库中各类数据表的数据结构。利用现有的径路计算程序，提出了基于局内平均旅速的推算算法。最后设计了自动处理逻辑使得整个系统的各个子模块能够按照一定顺序在后台定期触发执行，并将结果统计数据实时展示到调度信息集成平台上。 对于阶段计划编制问题，首先分析了到达车流信息不确定性对计划编制的影响，由于很难掌握信息偏差的概率分布，因此文章提出了鲁棒优化方法来解决此问题。首先，根据已有的描述阶段内各个操作的原始混合整数规划模型，提出了对应的鲁棒优化模型。然后基于目前流行的数学规划优化器CPLEX提出了该模型的求解算法，最后，利用从石家庄南编组站获取的现场数据设计了一组算例实验，检验了模型的鲁棒性，并且通过调整CPLEX中各类求解参数大大提高了求解效率。 |
| 作者： | 姜善成 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 唐加福 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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