铁路空车动态调配的模型和方法研究

论文摘要

空车调配是铁路运输技术计划和运输日常调整的重要组成部分。美国全国铁路空车车辆的走行公里约占总车辆走行公里的45%。我国铁路拥有运用货车近50余万辆,全路平均空车走行率约为30%左右,空车走行率最高的铁路局(公司)甚至可达60%左右。空车调配的好坏直接影响到车辆的利用效率、市场需求的满足程度以及运输组织的现代化水平。空车调配在技术上是一个车辆合理运用的优化问题,对其模型和算法的研究,在理论和实际工作中都具有重要的意义。论文以理论研究为主,充分借鉴和参考以往的研究成果,密切结合我国铁路运输组织管理特点,采用系统科学的观点和方法、类比法及数理模型的研究方法,同时结合离散数学、最优化理论、计算机数学等相关学科的理论知识,以提供一种新的建模思路和求解算法为目的,对铁路节点间空车调配优化问题进行深入的研究与分析。本文主要研究内容和结论包括:(1)对空车的产生和调整原则、方法与基本模式等内容进行了详细的叙述与分析。(2)通过对空车调配问题的特点分析,明确了空车数量调配和时空网络配流是空车调配的两个核心问题。(3)在铁路局(公司)层面,创建了局(公司)管内的离散时段的空车服务时空网络。OD时空网络只考虑车辆在空车流OD点的进出状态,而不涉及途中运输过程,它是对静态OD配流网络的一种动态处理,有利于优化建模。(4)模型选择空车费用最小化为目标。分析了空车在时空网络中的运送路径和运输过程中的费用。将空车调配过程中发生的作业费用和时间延迟费用作为影响问题决策的两项主要费用。为了减小建模及求解得复杂性,把作业费用和延迟时间费用换算为统一的费用单位。(5)空车运输服务网络设计问题的研究。空车运输服务网络设计问题是本文的研究重点,讨论了空车流问题的两种模型表达。对空车流问题基于路径的模型加以扩展,建立空车服务网络设计问题的动态模型,通过借助LINGO工具,以期找到问题的较好可行解。期望论文的研究工作和取得的结论,对我国铁路空车调配优化问题的进一步研究和解决,能起到积极的促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内空车调配问题研究现状
• 1.2.2 空车调配优化模型
• 1.3 动态空车调配问题的难点
• 1.4 本论文的主要研究内容，结构
• 1.4.1 论文内容，结构
• 2 我国铁路目前空车调配的运作模式
• 2.1 空车的来源
• 2.1.1 空车与卸车的关系
• 2.1.2 备用空车
• 2.2 空车调配的重要性
• 2.3 空车调配的基本原则和方法
• 2.3.1 空车调配的基本原则
• 2.3.2 空车调配的基本方法
• 2.3.3 空车调配的基本模式
• 2.4 空车宏观调控
• 2.4.1 空车调整计划
• 2.4.2 综合调整计划
• 2.5 日常空车微观调配
• 2.5.1 空车编组计划
• 2.5.2 空车日常调配计划
• 2.6 小结
• 3 空车调配的空车服务时空网络
• 3.1 路局（公司）日常空车调配方法的不足
• 3.1.1 路局（公司）日常空车调配方法
• 3.1.2 方法的不足之处分析
• 3.2 空车的运送路径分析
• 3.3 空车服务时空网络的构建
• 3.3.1 我国铁路日常空重车流组织特点
• 3.3.2 时空网络方法的提出
• 3.3.3 时空网络的构建
• 3.4 网络相关要素说明
• 3.5 小结
• 4 空车运输的相关费用
• 4.1 目标规划
• 4.2 费用分析
• 4.2.1 费用的划分
• 4.2.2 费用的统一
• 4.3 小结
• 5 空车流问题
• 5.1 多商品网络流问题建模方法
• 5.1.1 多商品网络流
• 5.1.2 两种研究多商品网络流的方法
• 5.2 空车流问题建模
• 5.2.1 基于弧段的空车流模型表达
• 5.2.2 基于路径的空车流模型表达
• 5.3 小结
• 6 应用示例分析
• 6.1 节点网络图
• 6.2 空车调配时空网络结构
• 6.3 数据准备
• 6.4 求解计算
• 7 结论
• 7.1 论文的主要研究结论
• 7.2 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果