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基于复杂时空网络的铁路流线结合优化模型与算法研究
| 论文题名： | 基于复杂时空网络的铁路流线结合优化模型与算法研究 |
| 关键词： | 铁路货运;运输组织;编组计划;运行线;优化设计;时空网络 |
| 摘要： | 在货运市场中，铁路始终处于非常重要的地位。但我国铁路现行的货物运输组织模式为“组织型”运输组织，即首先制定列车编组计划，然后以此为基础选择列车运行图中相应的运行线来组织列车的运行，完成货物的输送，这种模式时效性差，不能有效地适应运输市场的波动。因此设计并实现“流线结合”运输组织模式具有非常重要的实际意义，它不仅可以显著地提高铁路货运服务的可靠性，还可以大幅度地降低运输成本。 “流线结合”是指将不同OD的“货流”，通过货物列车编组计划优化成“车流”，融入反映列车运行时空动态变化的货物列车运行线，因此，“流”代表货物列车编组计划，“线”代表货物列车运行图中的列车运行线。本文首先对铁路货物运输过程中“流”和“线”之间的关系进行了论述，然后基于时空网络图对流线结合问题进行分析，建立了流线结合优化模型，并设计了适合快速求解的算法。最后基于沈阳铁路局的真实路网和相关数据进行了实例研究分析。论文的主要工作和结论如下: (1)“流线结合”问题分析。在简要分析铁路货物运输作业流程的基础上，分析了“流线结合”问题的核心内容，讨论了本文研究问题的必要性、重要性和复杂性。 (2)“流线结合”优化模型的建立。结合铁路货物在运输过程中的时间和空间特性，本文应用时空网络图将“流线结合”问题分成列车层、编组去向层和货流层进行分析，建立了数学优化模型，目标是完成铁路资源的有效分配。并通过应用GAMS求解一个小案例来验证模型的有效性。 (3)模型求解算法的设计和实现。考虑到模型的复杂性和各种算法的适用条件，本文选择了基于改进的拉格朗日松弛求解算法，并在循环求解过程中对线性因子采取了扰动策略，从而快速有效地对模型进行求解。最后，运用C＃语言对上述算法进行编程实现。 (4)案例分析。本文基于沈阳铁路局的真实路网和相关数据，进行了抽象和简化，计算出了12个技术站之间的较优的货物列车运行图，该运行图实现了“流线结合”一体化优化的思想，各车流能够快速合理地进行接续，货物运输速度和质量得到明显提高，表明本文提出的模型和算法具有比较好的实际应用价值。 |
| 作者： | 郝聪丽 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 乐逸祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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