原文传递
实用型路网列车编组计划优化模型与算法的研究与实现
| 论文题名： | 实用型路网列车编组计划优化模型与算法的研究与实现 |
| 关键词： | 铁路运输;列车编组;管理系统;优化设计 |
| 摘要： | 当前货物运输市场竞争激烈，公路、航空等时效性高的交通方式在货运市场中逐渐占据有利地位，加之煤炭等大宗货物运量下滑，铁路货运市场份额不断下降。因此，优化铁路货物运输组织，增强其市场竞争力，使铁路货运摆脱困境成为当务之急。 作为铁路运输组织工作的重要组成部分，货物列车编组计划统一安排全路的车流组织方案，保证货物能以最合理的方式送达目的地，其优劣直接影响货物运输成本、运输时效性以及设施设备的使用效率。 本文针对实用型路网列车编组计划的优化问题进行研究。首先构建了适用于实用型路网列车编组计划优化的0-1线性规划模型，然后设计了快速求解的粒子群和拉格朗日松弛组合优化算法，最后基于该理论方法设计开发了编组站编组计划管理系统，为编组站编组计划的验证和优化提供平台。论文具体工作和结论如下: (1)列车编组计划优化问题分析。基于列车编组计划的基本概念和影响因素，分析了编组计划编制的优化目标和约束。 (2)列车编组计划优化模型的建立。充分考虑大规模路网下编组计划优化问题的复杂性，以货物在途运输时间成本、货车在车站的改编时间成本以及车站开行方向别列车的集结时间成本之和最小为目标构建了适用于实用型路网列车编组计划优化的0-1线性规划模型。 (3)模型求解算法的设计。通过分析不同算法对本模型的适用性，结合粒子群算法和拉格朗日松弛算法的基本思想，设计了改进的组合优化算法。算法中，每步迭代利用粒子的搜索能力解决编组方案构建子问题，在此基础上利用拉格朗日松弛算法实现车流的最优分配，并引入了变异算子的概念，避免算法陷入局部最优，从而快速、有效地获得高质量的编组计划。 (4)案例分析。对全国货运路网和真实数据进行抽象和简化，构建了15个大型编组站的简化路网，并求解了这15个编组站间的列车编组计划。通过分析算法的迭代过程，对论文所述模型和算法的可行性和优化效果进行验证，并指出该方法对中国铁路货物列车编组计划的优化具有较好的实际应用价值。 (5)编组计划优化方法的系统实现。基于提出的编组计划优化理论方法，设计开发了编组站编组计划管理系统，为编组站编组计划的验证和优化提供平台。系统实现了路网结构管理、编组计划编制、编组计划管理、违编车流查询以及车流统计分析等功能，对编组计划的编制有较好的指导性。 |
| 作者： | 马宏朋 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
