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大规模部队铁路输送研究

2020-11-29阅读(991)

大规模部队铁路输送研究

论文摘要

我军大规模部队机动的主要方式是铁路输送,要求在一定的路网条件下,依据一定的运输顺序,满足一定的军事和运输要求,短时间内完成分散配置的大批部队向相对集中的一个或多个方向的机动。大规模部队铁路输送运量大、时限紧、要求高,需要做到统筹规划、周密部署、精心组织,其中难点问题众多且关系复杂,急需对此进行深入研究。本文首次对大规模部队铁路输送问题进行了系统分析和理论总结,分析了大规模部队铁路输送的特点、需求与组织结构,阐述了决策优化的理论实质,研究解决了其中的难点和核心问题,提出相关模型与算法,并通过仿真进行验证。论文研究有助于相关决策的科学化与合理化,能够满足军事运输工作的要求,可为大规模部队铁路输送工作提供理论指导和方法借鉴。论文主要研究以下问题:（1）大规模部队铁路输送的基础理论研究。论文在分析输送特点、需求与运输条件的基础上,提出了包含决策层、执行层、控制层的分层组织结构,探讨了各层次的职能分工及相互关系。论文将大规模部队铁路输送的决策优化总结为两个基本问题:时间约束-最小容量输送问题（TMCTP）问题与容量约束-最短时间输送问题（CMTTP）问题,分析了两问题的优化处理流程和相互间的密切关系,为决策优化的进一步研究打下基础。（2）大规模部队铁路输送的输送序列问题。论文在分析输送序列的意义、依据与原则的基础上,提出输送序列问题本质是偏序结构的拓扑排序,设计了“决策序列树”方法求解部队的输送序列,并通过算例给予验证。（3）大规模部队铁路输送的输送径路问题。论文在分析输送径路选择的要求与原则基础上,提出知识库、案例库、模型推理机相结合的知识案例推理方法（KCBR）选择输送径路。针对多点至多点输送径路选择的不同类型问题,建立了时间-容量约束的最小费用流问题（TLMCFP）、分阶段-时间-容量约束的最小费用流问题（STLMCFP）、时间约束-最小容量费用流问题（TMCCFP）、分阶段-时间约束-最小容量费用流问题（STMCCFP）、最小时间-费用流问题（MTCFP）等模型作为推理基础,设计了“最小费用最早完成流增广”算法及相关改进算法求解上述模型。（4）大规模部队铁路输送的运行计划问题。论文通过建立数学模型描述了军列运行计划安排问题,在此基础上设计了“固定点号”方法制定并优化运行计划。并基于“固定点号”方法建立了“车站对点号模型”、“多车站对点号模型”、“单径路点号模型”、“多径路点号模型”、“运行时刻模型”等模型。论文提出了分支定界算法和“贪婪点号算法”两种算法求解上述模型并给出算例。（5）大规模部队铁路输送的仿真分析。论文提出了大规模部队铁路输送的Positivistic Petri网仿真模型,研究了列车仿真运行的模拟方法和对突发事件的处理方法,并结合算例对仿真结果进行了指标分析。（6）大规模部队铁路输送的保障研究。论文讨论了部队铁路输送与相关保障之间的关系,研究了在考虑车底循环套用情况下车站的车辆需求,并建立了单车站与多车站车辆需求模型。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 1 引言
  • 1.1 选题背景
  • 1.2 研究的意义
  • 1.3 问题的描述
  • 1.3.1 概念与定义
  • 1.3.2 研究的主要问题
  • 1.4 国内外研究现状
  • 1.4.1 中外军队的现状比较
  • 1.4.2 问题的研究现状
  • 1.5 论文的主要内容与结构
  • 2 大规模部队铁路输送概述
  • 2.1 特点分析
  • 2.2 需求分析
  • 2.2.1 运量需求
  • 2.2.2 输送期限要求
  • 2.2.3 输送序列要求
  • 2.2.4 装卸载地域要求
  • 2.2.5 输送径路要求
  • 2.2.6 国民经济必保运输要求
  • 2.3 运输能力与条件
  • 2.3.1 铁路运输能力的确定因素
  • 2.3.2 铁路运输的条件分析
  • 2.4 组织结构分析
  • 2.5 决策问题分析
  • 2.6 本章小结
  • 3 输送序列的确定
  • 3.1 确定输送序列的意义
  • 3.2 确定输送序列的依据
  • 3.3 确定输送序列的原则
  • 3.4 输送序列的确定方法
  • 3.4.1 序列决策树定义
  • 3.4.2 序列决策树算法
  • 3.4.3 序列决策树的应用
  • 3.5 算例
  • 3.5.1 问题
  • 3.5.2 求解
  • 3.6 本章小结
  • 4 输送径路的选择与优化
  • 4.1 概述
  • 4.2 输送径路选择的要求
  • 4.2.1 要满足军事要求
  • 4.2.2 要符合铁路车流径路的相关规定
  • 4.2.3 满足路网环境的约束
  • 4.3 输送径路选择的原则
  • 4.4 选择输送径路方法
  • 4.5 基本推理模型
  • 4.5.1 基本概念与定义
  • 4.5.2 最小费用流问题
  • 4.5.3 多种类最小费用流问题
  • 4.5.4 时间-容量约束的最小费用流问题
  • 4.5.5 分阶段-时间-容量约束的最小费用流问题
  • 4.5.6 时间约束-最小容量费用流问题
  • 4.5.7 分阶段-时间约束-最小容量费用流问题
  • 4.5.8 最小时间-费用流问题
  • 4.5.9 最小容量-费用流问题
  • 4.6 算例
  • 4.7 本章小结
  • 5 运行计划的制定与优化
  • 5.1 问题需求
  • 5.2 问题描述
  • 5.3 制定方法
  • 5.4 数学模型
  • 5.4.1 车站对点号模型
  • 5.4.2 多车站对点号模型
  • 5.4.3 单径路点号模型
  • 5.4.4 多径路点号模型
  • 5.4.5 运行时刻模型
  • 5.5 算法
  • 5.5.1 分支定界算法
  • 5.5.2 贪婪点号算法
  • 5.6 算例
  • 5.6.1 车站对点号模型算例
  • 5.6.2 多车站对点号模型算例
  • 5.6.3 单运输径路点号模型算例
  • 5.6.4 多运输径路点号模型算例
  • 5.6.5 运行时刻模型算例
  • 5.7 本章小结
  • 6 大规模部队铁路输送的仿真分析
  • 6.1 概述
  • 6.2 仿真模型建立
  • 6.2.1 Petri网基本模型
  • 6.2.2 Place-transition Petri网
  • 6.2.3 Positivistic Petri网模型
  • 6.2.4 大规模部队铁路输送的Positivistic Petri网模型
  • 6.3 系统仿真分析
  • 6.3.1 列车仿真运行模块
  • 6.3.2 突发事件处理模块
  • 6.3.3 事件发生模块
  • 6.3.4 界面交互模块
  • 6.3.5 监控协调模块
  • 6.4 仿真结果分析
  • 6.4.1 结果指标分析
  • 6.4.2 算例
  • 6.5 本章小结
  • 7 大规模部队铁路输送保障
  • 7.1 装卸载保障
  • 7.1.1 装卸载地域选择
  • 7.1.2 装卸载地域能力提高
  • 7.2 车辆保障
  • 7.2.1 单车站的车辆需求
  • 7.2.2 多车站的运力需求
  • 7.3 其它保障
  • 7.4 本章小结
  • 8 结论
  • 8.1 创新点
  • 8.2 展望
  • 附录A 贪婪点号算法车站数据结构
  • 参考文献
  • 发表论文情况
  • 参加项目情况
  • 作者简历
  • 学位论文数据集

    • 相关论文文献

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