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原文传递基于拉格朗日算法的技术站单组列车编组计划优化研究

论文题名：	基于拉格朗日算法的技术站单组列车编组计划优化研究
关键词：	技术站间;单组列车;编组计划;拉格朗日算法;分支定界法
摘要：	货物列车编组计划（也称列车编组计划或者编组计划）是车流组织的技术性文件，也是铁路运输科学生产管理中的一个重要组成部分。一个合理的货物列车编组计划不仅有利于车站的工作组织，还能提高车站机车车辆的运用水平。所以，做好货物列车编组计划的编制是保证高效铁路运输的重要任务，对于做好铁路运输组织工作也有重要的意义。其中，技术站间列车编组计划是货物列车编组计划中的重要组成部分，而技术站间列车编组计划又分为技术站单组列车编组计划和技术站分组列车编组计划，本文主要的研究对象是技术站间单组列车编组计划的优化。　　本论文研究范围为我国的铁路，并且是在技术站间计划车流量、集结参数、技术站无改编节省、车流运行径路等已知的条件下进行的优化研究。本论文研究的是技术站间单组列车编组计划的优化，并借鉴、参考了之前的相关研究成果，在此基础上，通过使用系统和科学的理论分析方法，结合铁路运输组织理论、数学算法理论、最优化理论等，将技术站间单组列车编组计划的优化问题转化为数学规划的问题，然后再加以解决。　　本文的研究内容主要包括一下几个方面: 　　(1)本文首先阐述了优化技术站间单组列车编组计划背景和意义，并从模型和算法两方面分别介绍了国内和国外相关文献的研究现状。　　(2)本文在第二部分综合介绍了列车编组计划编制问题，并展开讨论了三种列车编组计划，包括装车地直达编组计划、技术站间列车编组计划和区段管内列车编组计划，重点说明和阐述了技术站单组列车编组计划的编制。　　(3)本文在第三部分阐述了技术站单组列车编组计划的优化理论，并分析了现有的三种较为成熟的模型，包括技术站单组列车编组计划线性0-1规划模型、二次0-1规划模型和线性整数规划模型进行分析。同时，本文也简单介绍了适用于求解技术站单组列车编组计划线性0-1规划模型的分支定界法，适用于求解技术站单组列车编组计划二次0-1规划模型的遗传算法，以及适用于求解线性整数规模模型的Gomory割平面法。　　(4)本文先阐述了列车编组方案的复杂度，又分析了影响列车编组计划的限制条件，接着定义模型的决策变量和各个参数，然后以集结车小时和改编车小时的最小化为目标函数，以技术站改编能力限制、调车线数量限制和车流接续条件为约束条件，建立技术站间单组列车编组计划优化模型。　　(5)本文先介绍了拉格朗日算法的概念，接着阐述拉格朗日的函数形式，在更新拉格朗日的乘子部分，本文介绍了次梯度算法，并分析本文模型在拉格朗日算法中的展开和迭代计算步骤。在算例的举例和分析部分，本文通过Matlab软件对一个有8个中间站的算例进行计算，本文分别计算了该算例在有约束条件和没有约束条件下的两种的改编方案，其中没有约束条件是指没有中间站改编能力限制和调车线条数限制。　　本论文使用拉格朗日这种新算法来分析和求解典型的技术站单组列车编组计划优化模型，并通过算例验证了拉格朗日算法在求解该问题上具有一定的有效性。本文希望可以从某种程度上为以后编组计划求解算法方面的研究提供新的角度和思路。
作者：	赵慧
专业：	交通运输规划与管理
导师：	林柏梁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文