基于调车系统的技术站编组去向方案优化

优化编组去向方案是改善技术站系统分工、合理使用调车线的重要措施。针对传统单点列车编组计划模型将车站视为一个点从而忽视折角车流的不足，将双向编组站的上下行系统分别看作不同的点，提出基于调车系统的编组去向方案优化模型。区别于既有多点列车编组计划模型，根据编组去向的车流内容引入车流折角改编概率，并将编组去向的最小流量、车站的折角改编车流比例、不同编组去向的车流共用同一调车线等纳入模型约束中。在不降低解的质量下，基于Sigmoid函数拟合得到车流折角改编概率的近似计算公式，有效提高模型的求解效率。基于实际路网的算例结果表明，本文模型所得编组去向方案相较于既有模型更加符合运输实际。     

基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型

根据铁路现场车流组织的实际特点,构建基于最远站法则的列车编组计划优化双层规划模型.上层规划模型以车流组织总成本最小为目标函数,以车流组织方案的唯一性、技术站的改编能力、调车线的数量等为约束条件,确定列车编组去向的开行方案.下层规划模型以车流改编距离最远为目标函数,以站点出入流量平衡为约束条件,按照最远站法则确定车流改编接续方案.采用模拟退火算法对双层规划模型进行求解,得到了符合最远站法则的列车编组计划优化方案.通过案例的计算结果验证了模型和算法的有效性.     

列车编组计划网络优化方法

在给定合并式车流径路的基础上，提出了合并式编组方案的概念，它不仅数据量小、信息量大、运算迅速，还可按终点分别绘制编方案的树状结构示意图，在合并式车流径路和合并式编组方案的意义下，重新描述了编组计划问题的具有固定耗费的网络流模型。所提出的优化列车编组计划的启发式算法，从沿车流径路逐站改编方案开始，交替地添加、剔除一些编组去向。给定编组去向集时的编组计划问题类似于车汉径路问题，但车流的改编中转站必须限     

具有非线性改编费用的列车编组计划优化

研究改编参数随改编负荷变化情况下的技术站直达列车编组计划优化问题。首先，分析了有调中转车辆的费用构成，探讨该参数随改编负荷变化的特征。其次，构造了在此类参数条件下的编组计划数学规划模型。此外，还研究了改编参数由非线性向线性过渡情况下模型的退化形式。文末给出了直线上五个支点站的构模实例。     

技术站单组与分组列车编组计划的协同优化

高质量的列车编组计划是铁路货物运输组织的关键。在既有研究的基础上，考虑车流随机到达的影响，分析固定车组重量和不固定车组重量分组列车的车小时消耗，构建技术站单组列车与分组列车编组计划的协同优化模型。模型旨在同步优化单组列车和分组列车，以使有调车流在途中技术站的中转改编车小时、单组列车的集结车小时以及分组列车在始发站和换挂站的总车小时之和最小。为提高模型的求解效率，运用线性化技术和目标函数有效近似处理将其转化为线性约束二次规划。实验结果表明：与单组列车编组计划和基于传统分步优化方法的综合列车编组计划相比，协同优化模型能够得到更高质量的列车编组计划，有效降低路网车流的总车小时消耗。     

多点列车编组计划优化模型研究

针对单点列车编组计划优化模型应用在含有双向编组站的铁路网上时无法细化到各直达去向在编组站的到发场,将双向编组站的到发场也视为路网中的节点站,并考虑双向编组站内不同改编路径车小时消耗的差异性,以车流的集结车小时和改编车小时消耗之和最小为目标,以编组站上下行调车系统的股道数和改编能力为约束,构建多点列车编组计划优化模型.算例计算结果表明,多点列车编组计划优化模型的优化结果不但能够确定车流在双向编组站内的改编路径及其车流构成,也能够确定直达去向的到达场和出发场.当双向编组站内不同改编路径的单位车小时消耗均相等时,多点模型与单点模型等价;当路网中双向编组站某个调车系统改编能力发生变化时,得到的优化方案也会随之变化,因此对编组站上下行系统的改编能力分别考虑,建立多点模型的约束条件,可使得到的优化方案更符合运输生产实际.     

判定技术直达去向合理性的静态条件和动态条件方法

为了判定技术直达去向的合理性,提出静态条件和动态条件2种判定方法。静态条件方法是指:根据铁路运输组织学中的必要条件生成车流强度标准的计算公式,以列车平均编组辆数作为表格的横向表头,以运行里程作为纵向表头,形成技术直达去向的车流强度标准汇总表。动态条件方法是指:根据铁路运输组织学中的充分条件生成车流强度标准的计算公式,结合现场的最远站改编法则确定技术直达去向的车流强度标准。结合实例阐述静态条件和动态条件的计算过程及使用方法。通过对比分析得知,静态条件方法适用于评价规划技术直达去向的合理性,动态条件方法适用于评价既有技术直达去向的合理性。     

铁路车流改编方案与技术站布局的综合优化

车流改编方案和技术站布局是铁路运输组织工作中重要而又紧密关联的两个基础问题。通过技术站改编能力约束和编组去向数约束,将车流改编方案和技术站布局两个问题组合并进行综合协调优化,以最小化车流走行、改编费用和技术站布局调整投资费用为目标,构建综合优化0-1整数规划模型。鉴于问题的复杂性,提出基于备选集和区域划分的思想对模型进行深化分析和拓展,以降低问题的规模。以具有10个节点的网络为例进行验证,结果表明车流改编方案和技术站布局的综合优化,有利于路网上车流组织和车站作业能力的协调,促进系统的整体优化。     

路网上车流径路与列车编组计划的整体优化

从组合优化的角度研究车流径路选择，装车地直达列车编组计划及技术站直达列车编组计划三者的统一优化问题，建立了ＴＲＭＰ的数学规划模型，并引进模拟退火算法作为寻优工具，使真实路网规模的ＴＲＭＰ优化决策成为可能。     

考虑解编调车成本的铁路技术站调车线运用优化

研究铁路技术站的调车线灵活运用问题,给定计划时段内的车流推算方案、列车解编方案和车流去向-调车线固定使用方案,该问题在于为车组指派无时空冲突的调车线。根据调车作业过程,对由调车线运用产生的解体溜放成本和编组连挂成本进行度量。以总加权解编调车成本最小为目标,将原问题先构建为0-1非线性规划模型,再进一步转化为0-1线性模型。该模型考虑车组溜放和连挂、出发列车编组顺序和调车线能力等要求,并采用基于图的极大团技术对溜放约束和能力约束的既有建模方法进行改进。最后,以切实算例验证极大团技术的有效性和模型的可行性,并分析最大连挂次数等参数对计算结果的影响。     

技术站单组列车编组方案模型与计算方法的研究

技术站列车编组计划编制问题属于超大规模的组合优化问题,求解难度较大.以往的研究在考虑技术站改编能力限制时基本上是采用取上限的计算方法,由此得到的最优方案有可能使得列车途经各技术站的改编能力利用不均衡,影响编制方案的实用性.本文在现有技术直达列车编组计划研究成果的基础上,综合考虑车站编组能力、解体能力、调车线容车数等影响因素,以技术站车辆集结消耗、改编消耗整体最小以及技术站改编能力均衡利用为目标函数,构建协同优化的多目标0-1规划模型,提出了基于分块编码的改进型遗传算法的优化方法.算例表明,该算法能有效地求解技术站单组列车编组计划方案,并能取得快速准确的良好效果,为车流组织人员提供可行的优选方案.     

技术站广义配流问题模型与算法

根据列车解编顺序是否确定,将阶段计划中的广义配流问题分为广义静态配流问题和广义动态配流问题。以阶段内发出配流车数最多和车辆在站平均停留时间最短为目标函数,以列车解体开始时刻、车流分配、车流接续和列车编组开始时刻为约束条件,建立广义动态配流问题的多目标非线性混合整数规划模型。综合考虑优先排空、优先发送较近编组去向车流,模拟车站调度员编制阶段计划时的思维过程,设计搜索算法,解决广义静态配流问题(给定列车解编顺序的广义动态配流问题)。以有7个编组去向的某技术站为例,运用该算法可以在较短时间内得到列车解编方案和配流方案,表明了该算法的实用性和可行性。     

车流径路与编组计划综合优化的网络方法

铁路车流径路与列车编且计划是紧密相关的，为了协调这种相关性，抓住“车流径路由沿途编组去向的径路组合而成”这一重要特征，从安排编组去向的径路出发，正确描述了二者的关系，给出铁路车流径路与列车编组计划综合优化的网络方法，在提高求解质量和效率方面收到明显效果。     

直线方向列车编组计划的模型与算法

基于当前路网环境参数、车流量以及车流径路，并考虑接续车流的影响，参考服务系统选址λ－增量法的思维方式，对直线方向带改编能力约束的列车编组计划问题进行分析，建立一变量数规模数（ｎ＾３－ｎ）寻找有利编组去向的数学模型，并根据模型自身的特点，设计出复杂度为Ｏ（ｎ５）的多项式算法，同时剖析了该算法的若干特性。     

列车编组计划技术(远程)直达去向的车流强度静态标准研究

车流强度是评价技术(远程)直达去向合理性的重要依据。基于经典的车流组织理论,提出了车流强度标准的概念以及基本计算公式,针对其局限性进行了延伸和拓展,形成了计算车流强度静态标准的通项公式。利用列车编成辆数及去向里程两项参数描述不同的技术(远程)直达去向,构建了适用于多去向方案的车流强度静态标准表格,通过比对车流强度评价既有或规划去向的合理性,为列车编组计划的改进和完善提供决策支持,宜于实际应用推广。最后结合实际路网案例验证了车流强度静态标准的实用性和有效性。     

考虑车流径路选择的分组-单组货物列车混合编组优化策略

统筹考虑车流径路选择与编组方案制定，研究带路网干线大运转车流径路选择的分组-单组货物列车混合编组优化问题，构建具有2阶递进结构的模型及求解策略。在构建嵌入车流径路选择的单组列车编组优化模型基础上，以分组列车开行方案替代原单组列车开行方案所带来的车小时节省最大为目标，进一步构建基于单组列车方案组合排序的分组列车编组优化模型。求解时先通过3次更新，完成单组列车开行方案优化；再通过组合排序，分别生成合并式分组列车和衔接式分组列车的开行方案；最后利用车组唯一与车小时节省原则，筛选出最优分组列车开行方案。依托我国中部路网主通道设计实验场景，验证模型及求解策略的有效性。结果表明：考虑车流径路选择后，最优单组列车开行方案共开行17列列车，产生11 560车小时消耗；进一步优化得到的分组-单组货物列车混合编组方案能够减少1列列车，节省582.5车小时消耗。该模型及求解策略能有效求解车流径路选择下的分组-单组列车混合编组优化问题。     

减少南翔站折角车流量的对策

根据南翔站设备概况和折角车流现状,分析南翔站折角车流产生的主要原因是相邻编组站未严格执行列车编组计划;枢纽小运转列车编组质量不高;调度指挥力度不足;配空车作业组织存在问题。提出严格执行列车编组计划,提高枢纽小运转列车编组质量,强化车站调度组织指挥职能,提高车站双重作业车比重,规范配空车作业组织等措施,以减少南翔站折角车流量,提高车站作业效率。     

提速干线开行货运直达列车运输组织的实践

以提速干线京沪线天津车务段管内部分车站为例,从货源结构、装车设备能力、调车设备、空车来源等方面论证得出京沪线具备开行直达列车的条件,并通过提前梳理货流、以货流定车流、组织同一编组轴向直达、以区段站为中心站组织阶梯直达、组织同一调车机作业范围内的阶梯直达、德州站补轴组织技术直达、回空集装箱架组织东北轴向直达列车等方法,探索出一套适合京沪线货源特点的货运直达列车组织方法,减少了中间站穿越正线作业次数,减轻了沿途技术站的改编作业负荷,加速车辆周转和货物送达。     

技术站广义动态配流问题的遗传算法

技术站广义动态配流问题是在综合考虑优先排空和优先发送较近编组去向车流的编组要求、欠轴列车停运要求,以及到发列车在时间和车流接续关系的基础上,将静态配流和列车解编方案调整进行协同优化。分别以阶段内出发列车数最多、出发车辆数最多、车辆在站平均中转时间最短为目标,考虑解体、编组调机能力限制,到发列车车流接续,列车编组计划和列车运行图的影响约束,建立该问题的优化模型。针对问题机理,设计求解这一问题的遗传算法:运用启发式规则生成初始群体;运用倒数算子计算适应度函数,对各目标进行无量纲化和同向化处理;采用轮赌盘选择算子、基于顺序的杂交算子、逆转变异算子和精英保护策略。通过对算例的实验分析,表明该算法的实用性和计算的高效性。     

铁路车流改编方案随机优化模型及其算法

以同一支车流不可拆散、编组去向容量、车站最大编组去向数量、车站改编能力作为约束条件,以车流走行和改编总成本最小作为目标函数,构建车流改编方案优化模型;在此基础上考虑日均车流量的波动,构造车流改编方案随机优化模型;设计基于随机模拟的混合模拟退火算法;以具有10个节点的网络为例进行验证计算.结果说明:随机优化模型可以获得鲁棒性较强的车流改编方案,该方案虽然不能保证在所有情景下都为最优,但是在绝大多数情景下都是"较优"解.此外,车流改编方案的总成本在车流量随机波动的情况下变化相对平稳,在可容忍的范围之内.可见采用给出的随机优化模型获得的车流改编方案具有更高的可靠性,对车流量变化的敏感度更低.