基于能力改善的鐵路貨運(yùn)通道產(chǎn)品設(shè)計及集疏運(yùn)組織研究.pdf

1、在我國鐵路通道的建設(shè)發(fā)展和客運(yùn)專線的逐步建成的情況下，鐵路通道的運(yùn)輸條件得到改善，貨物運(yùn)輸能力也得到釋放，這為鐵路貨運(yùn)通道改善貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)輸服務(wù)水平提供了難得的契機(jī)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在貨運(yùn)市場中高附加值“白貨”運(yùn)輸需求增長迅速，但是傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸以運(yùn)能利用最大化為目標(biāo)的運(yùn)輸組織模式較少考慮貨物運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量，導(dǎo)致鐵路在“白貨”市場上缺乏競爭力。這迫切需要鐵路運(yùn)營部門根據(jù)貨運(yùn)需求的變化，提高運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平，以提高鐵路運(yùn)輸?shù)母偁幜?/p>

2、和運(yùn)輸效益。鐵路貨運(yùn)通道作為鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的骨架，運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量的提高往往能起到事半功倍的效果。本文在鐵路貨運(yùn)通道干線運(yùn)能釋放和鐵路面向市場化運(yùn)輸情況下，對鐵路貨運(yùn)通道產(chǎn)品設(shè)計和樞紐內(nèi)集疏運(yùn)組織問題展開研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)分析了鐵路貨運(yùn)通道相關(guān)基礎(chǔ)理論。包括鐵路貨運(yùn)通道的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、分類和利用模式;鐵路貨運(yùn)通道貨運(yùn)需求情況和運(yùn)輸特性;鐵路貨運(yùn)通道吸引范圍;鐵路貨運(yùn)通道產(chǎn)品設(shè)計和集疏運(yùn)組織影響因素和鐵路通道運(yùn)

3、輸組織的關(guān)鍵問題等。
　　(2)利用物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法研究了通道能力改善問題?？紤]到技術(shù)站銜接不同方向咽喉能力限制，根據(jù)通道內(nèi)技術(shù)站銜接方向，對通道內(nèi)技術(shù)站進(jìn)行了拆分，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建鐵路貨運(yùn)通道物理網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，考慮通道能力供給情況，建立貨運(yùn)通道物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和流量分配優(yōu)化模型。根據(jù)模型特點(diǎn)，采用了結(jié)合Cplex的云自適應(yīng)克隆選擇算法和ILOG Cplex兩種求解方法求解。在智能算法中網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案由云自適應(yīng)克隆選擇算法獲得

4、，而貨流的分配方案則調(diào)用Cplex進(jìn)行求解。在求解時，利用經(jīng)典的Yen's算法獲取OD的k短路可行徑路集合，從而節(jié)省了求解時間。設(shè)計算例對模型和算法進(jìn)行了驗證，求解結(jié)果表明，給出的求解算法能較快地獲得最優(yōu)解。
　　(3)利用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法研究了貨運(yùn)產(chǎn)品優(yōu)化問題。提出市場化背景下鐵路貨運(yùn)通道中貨運(yùn)產(chǎn)品備選集生成流程。通過引入貨運(yùn)產(chǎn)品備選集，降低了問題的復(fù)雜度。根據(jù)通道內(nèi)貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計情況，構(gòu)建了貨運(yùn)產(chǎn)品服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，考慮不同

5、貨運(yùn)需求的運(yùn)輸要求，以系統(tǒng)收益最大為目標(biāo)，建立鐵路貨運(yùn)通道貨運(yùn)產(chǎn)品優(yōu)化模型。同樣采用Cplex和改進(jìn)的云自適應(yīng)克隆選擇算法進(jìn)行求解。并設(shè)計算例對模型和算法進(jìn)行驗證，結(jié)果證明了模型和算法的有效性。
　　(4)研究了通道內(nèi)樞紐集疏運(yùn)組織優(yōu)化問題。以通道干線上開行貨運(yùn)產(chǎn)品情況和樞紐中貨運(yùn)需求情況為輸入條件，對樞紐集疏運(yùn)組織進(jìn)行優(yōu)化。將通道樞紐集疏運(yùn)組織問題分為集運(yùn)、疏運(yùn)以及銜接兩個環(huán)節(jié)的空車調(diào)配三個子問題。考慮到集運(yùn)和疏運(yùn)的作業(yè)是相反的

6、過程，其作業(yè)有一定的相似性，因此以集運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化和空車調(diào)配優(yōu)化為例，研究了樞紐中集疏運(yùn)組織優(yōu)化問題。在樞紐集結(jié)系統(tǒng)優(yōu)化中，根據(jù)貨物可能編入通道干線貨運(yùn)產(chǎn)品和采用集結(jié)貨運(yùn)產(chǎn)品情況，反推出貨流在貨運(yùn)站的最晚作業(yè)完成時間。以貨流在樞紐停留時間最小為目標(biāo)，構(gòu)建貨流集運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化模型。對樞紐空車調(diào)配優(yōu)化，考慮樞紐內(nèi)空車需求的不確定性、時間滿意度和車種代用情況，構(gòu)建樞紐內(nèi)空車調(diào)配多目標(biāo)優(yōu)化模型。針對優(yōu)化模型特點(diǎn)，設(shè)計了基于ILOG Cplex的求解算法