车流径路优化及信息系统的研究与开发

论文摘要

车流径路的选择是路网规划及铁路货物运输组织的一项重要工作,它是车流组织工作的重要内容。所以,车流径路的选择和车流径路的管理一直是铁路部门十分重视的研究问题,而车流径路的优化是我国铁路目前运输组织工作中的一大难题。建立基于GIS的车流径路信息系统,能有效地利用地理信息系统可视化的特点,准确直观地反映铁路路网以及铁路车站的分布情况,实现车流径路的优化,有利于铁路生产布局的调整,提高铁路运输的效率和效益。本文在深入研究铁路网车流径路优化方法以及GIS应用系统开发技术的基础上,结合我国铁路运输组织特点,主要做了以下几点工作：首先,把目前的车流径路优化模型分为弧路关系模型和点弧关系模型两类,并对其使用环境以及其优劣进行了分析。建立了考虑车流分配率的0-1混合整数规划模型,和以往模型不同的是该模型采用了车流的权重系数调节不同车流对车流径路选择的优先性,同时考虑了车流的分配率和铁路的能力扣除,并基于蚁群算法给出了模型的求解思路。然后,构建了系统的空间数据库,对数据进行了分类和编码,分别构建了框架数据库、专题数据库、设计图纸数据库、车站图像数据库的相关数据库表,进行了数据访问设计,保证数据库与TMIS等系统的访问。最后,以广州铁路（集团）公司管内主要干线为背景,使用MapXtreme2008和Visual Studio2008（C#）开发系统,实现了管界图查询、列车运行状态的发布与查询、车流径路优化的相关功能。最后使用系统的车流径路功能求解了实际应用案例,证明本文模型、算法以及系统功能实现的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 车流径路优化的研究现状
• 1.2.2 地理信息系统在铁路上的应用现状
• 1.3 主要研究方法
• 1.4 论文主要内容
• 第2章 车流径路优化模型和算法的研究
• 2.1 车流径路及相关理论
• 2.1.1 车流径路的基本理论
• 2.1.2 我国车流径路的管理办法
• 2.2 车流径路优化研究的一般方法
• 2.2.1 按最短路确定车流径路
• 2.2.2 构造数学模型确定车流径路方案
• 2.2.3 车流径路的联合优化
• 2.3 考虑车流分配率的车流径路优化模型
• 2.3.1 边界条件与假设
• 2.3.2 路网的描述与相关参数的表示
• 2.3.3 模型的建立
• 2.4 模型的求解
• 2.4.1 模型计算复杂性以及蚁群算法
• 2.4.2 基于蚁群算法的车流径路优化模型求解过程
• 第3章 基于GIS的车流径路信息系统分析
• 3.1 GIS集成技术分析
• 3.1.1 GIS技术及其应用
• 3.1.2 系统GIS实现方式分析
• 3.1.3 MapXtreme应用技术
• 3.2 车流径路信息系统的作用
• 3.3 系统需求分析
• 3.3.1 数据需求分析
• 3.3.2 功能需求分析
• 3.4 系统子模块划分
• 第4章 基于GIS的车流径路信息系统设计
• 4.1 系统开发平台
• 4.1.1 系统组网方案
• 4.1.2 硬件配置
• 4.1.3 软件配置
• 4.2 空间数据库设计
• 4.2.1 元数据内容
• 4.2.2 框架数据库的设计
• 4.2.3 专题数据库设计
• 4.2.4 设计图纸数据库
• 4.2.5 车站图像数据库
• 4.2.6 数据访问设计
• 4.3 系统功能及流程设计
• 4.3.1 管界图的查询与发布
• 4.3.2 显示照片
• 4.3.3 显示设计资料
• 4.3.4 列车运行状态查询及发布
• 4.3.5 OD车流信息查询及发布
• 4.3.6 车流径路优化
• 第5章 车流径路信息系统的实现及应用案例
• 5.1 广铁技术站分布情况
• 5.2 车流径路信息系统的实现
• 5.2.1 管界图查询主要功能
• 5.2.2 列车运行状态的发布及查询功能
• 5.2.3 车流径路优化功能
• 5.3 车流径路优化应用案例
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文