本文關(guān)鍵詞： 鐵路貨物運輸 闊大貨物 裝載加固方案 多目標(biāo)優(yōu)化 決策支持系統(tǒng)　出處：《西南交通大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：貨物裝載加固工作在保障鐵路運輸安全中起著非常重要的作用,是運輸組織的重要組成部分,其主要作用是保證貨物、車輛及行車安全,尤其是隨著目前鐵路物流的迅猛發(fā)展,個性化客戶需求的涌現(xiàn),對如何更好的利用鐵路貨車的載重力和體積,快速提供更加安全、合理、經(jīng)濟、便捷的裝載加固方案是目前亟待解決的問題。鐵路運輸與公路運輸間的競爭日漸激烈,公路運輸工具迅猛發(fā)展,運輸技術(shù)也得到空前的提高,而且公路運輸有著鐵路運輸做不到的優(yōu)勢,比如：靈活性和便利性等,鐵路運輸面臨著極大的挑戰(zhàn),以往“鐵老大”的壟斷狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生很大的改變,因此必須提高鐵路在闊大貨物運輸中各方面的競爭力,才能得到更好的發(fā)展。闊大貨物由鐵路運輸時對運輸條件要求高,同時隨著鐵路高速化進程地不斷深入,貨物列車的安全要求更上一個新的臺階。在大型貨物的品類不斷出新的情況下,為了減少闊大貨物在運輸途中由于裝載加固的原因而帶來的隱患,避免發(fā)生安全事故,對于運輸?shù)拈熦浳锉仨毥o出針對性的裝載加固方案,保證貨物運輸安全,避免引起行車事故。闊大貨物的裝載加固方案制定時需要考慮若干因素的影響,工作量巨大,由人工測量裝載加固所需參數(shù)并且計算方案需要時間長,而且容易存在誤差,而且同種貨物存在多個可行方案,從若干可行方案中確定最優(yōu)方案又增加了大量的額外工作。闊大貨物裝載加固方案傳統(tǒng)制定方式已經(jīng)不再適合運輸發(fā)展的需求,尤其是隨著鐵路信息化環(huán)境的日益成熟,人們越來越重視闊大貨物裝載加固信息化系統(tǒng)的研究與開發(fā),期望使用計算機輔助手段快速、準(zhǔn)確的確定裝載加固方案。同時可以利用決策支持科學(xué)輔助工作人員科學(xué)、快速的判斷最優(yōu)或者條件最優(yōu)方案,保障運輸安全,提高運輸效率,降低運輸成本,提高客戶的滿意度,適應(yīng)鐵路物流發(fā)展的大趨勢,因此開展闊大貨物裝載加固優(yōu)化及決策支持研究是具有非常重要的理論意義及應(yīng)用價值。闊大貨物裝載加固方案制定是一項非常復(fù)雜、計算量大的工作,必須嚴(yán)格遵守鐵路有關(guān)規(guī)章的規(guī)定和車輛的技術(shù)要求。最優(yōu)或者條件最優(yōu)的闊大貨物裝載加固方案應(yīng)該是可行方案中最經(jīng)濟合理的方案,滿足《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》要求,能夠保證運輸安全,又具備較好的經(jīng)濟指標(biāo),例如充分利用、匹配車輛載重、載容能力,貨物裝載后超限等級最低,減少游車使用數(shù)量,加固方法簡便,易于實施,降低加固材料的使用費用等等,同時考慮客戶的個性化需求,提高服務(wù)質(zhì)量。鐵路闊大貨物裝載加固方案決策是典型的半結(jié)構(gòu)化問題,影響方案確定的因素非常多,在制定過程中,需要工作人員的參與才能完成。論文采用決策支持系統(tǒng)的方法,通過人機交互友好界面,充分結(jié)合闊大貨物裝載加固算法和使用者的選擇,快速準(zhǔn)確得到一個條件最優(yōu)的闊大貨物裝載加固方案。論文從分析闊大貨物裝載加固技術(shù)要素開始,結(jié)合空間幾何理論,進一步的建立了基于貨物輪廓的貨物超限等級計算機判定方法；分析了列車運行速度對貨物橫向加速度的影響,為提速后貨物裝載加固方案的研究提供了基礎(chǔ)；首次將客戶滿意度引入到闊大貨物裝載加固方案的評價算法中,對闊大貨物裝載加固方案進行了優(yōu)化,給方案的使用者、運輸企業(yè)提供了決策依據(jù)；研發(fā)設(shè)計了鐵路闊大貨物裝載加固系統(tǒng)。論文重點建立了貨物外形及其他參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,并且設(shè)計了超限等級的計算機判定算法,分析了列車運行速度對貨物橫向加速度的影響,基于層次分析法建立了闊大貨物裝載加固方案多目標(biāo)評價模型,系統(tǒng)的建立了貨物裝載的優(yōu)化算法,完成了闊大貨物裝載加固方案輔助決策系統(tǒng)。主要研究成果如下：(1)針對闊大貨物裝載加固的技術(shù)要素及國內(nèi)外貨物裝載加固相關(guān)研究成果進行分析和總結(jié)。分析了闊大貨物的特點,從貨物的基礎(chǔ)參數(shù)、貨物裝載位置、貨物的受力三個方面對裝載加固的技術(shù)要素進行了分析,總結(jié)了各技術(shù)要素對裝載加固技術(shù)方案制定的影響。(2) 量化闊大貨物外形,建立貨物外形輪廓的數(shù)學(xué)模型,通過貨物外形的精確量化,建立超限等級計算機判定算法,降低人工測量計算帶來的誤差。很多闊大貨物的外形復(fù)雜不規(guī)則,這給檢定斷面以及計算點的判斷帶來很多麻煩,檢定斷面和計算點的判斷不準(zhǔn)確有可能使得貨物是否超限或超限等級判斷失誤。利用精確量化闊大貨物外形,可以更加準(zhǔn)確的判斷貨物的檢定斷面以及計算點,并且鐵路界限、機車界限及超限判斷等級等都是有規(guī)律可循的,可以建立其數(shù)學(xué)模型,這樣可以充分利用計算機軟件的優(yōu)勢進行超限等級判斷,大大減少判斷誤差,降低工作量。(3) 建立闊大貨物裝載加固優(yōu)化算法。利用貨物參數(shù)將運輸車輛自動排序,便于制定方案時選擇最合適或者最便于得到的車輛；通過貨物參數(shù)自動計算選擇一車負重或者跨裝；通過人機交互選擇是否選用特種車裝載；選擇合適的重心位置,通過貨物重心的縱向偏移,減少游車使用數(shù)量,通過貨物重心的橫向偏移,降低超限等級,得到條件最優(yōu)裝載加固方案。(4) 列車運行速度對貨物橫向加速度的影響分析,利用simpack軟件對運動狀態(tài)下的貨物橫向加速度進行仿真,車體和貨物所產(chǎn)生的加速度,主要決定于走行部分的結(jié)構(gòu)(首先是車輛的彈簧懸掛裝置)以及線路質(zhì)量和列車走行速度,所以在列車運行中,列車的運行速度對慣性力的影響非常大,通過仿真得到運行速度對橫向加速度的影響,為貨車提速情況下貨物橫向慣性力的計算建立基礎(chǔ)。(5) 基于層次分析法建立闊大貨物裝載加固方案的多目標(biāo)評價模型。隨著各種交通方式的快速發(fā)展,鐵路運輸面臨的競爭壓力越來越大,如何全方位的提高鐵路運輸?shù)姆⻊?wù)質(zhì)量是亟需鐵路企業(yè)解決的問題。本文首次將客戶滿意度加入到闊大貨物裝載加固方案評價目標(biāo)之中,在滿足運輸安全的前提下,給提高闊大貨物裝載加固方案的客戶滿意度提供了理論支持,符合目前鐵路物流發(fā)展以及提高鐵路運輸服務(wù)質(zhì)量的趨勢。(6) 設(shè)計完成闊大貨物裝載加固力‘案輔助決策系統(tǒng)。貨物的裝載加固方案的確定除了受貨物各種參數(shù)、貨車本身技術(shù)參數(shù)、列車運行速度、加固材料性能等必要的限制之外,還會受到一些客觀條件的限制,比如目前能夠調(diào)用的車輛,裝車所在地現(xiàn)有的加固材料等,在實際應(yīng)用中需要得到某些限制條件下最優(yōu)的裝載加固方案,而不是得到所有裝載加固方案中的最優(yōu)方案,充分考慮在確定裝載加固現(xiàn)場各個方面的因素,在輔助決策系統(tǒng)中加以考慮,設(shè)計人性化的軟件界面,增加人機互動,通過輔助決策支持系統(tǒng)中的友好人機交互界面選擇某些條件來調(diào)整輸出方案,完成闊大貨物裝載加固方案的制定,得到一定條件下的最優(yōu)方案。
[Abstract]:With the rapid development of railway logistics and the rapid development of railway transportation , it is necessary to take into account the influence of railway transportation , to improve the transportation efficiency , to reduce the transportation cost , to improve the customer satisfaction and to adapt to the large trend of railway logistics development . The paper analyzes the influence of train operation speed on transverse acceleration of goods , and analyzes the influence of train running speed on the transverse acceleration of goods . ( 2 ) To quantify the shape of large goods , establish a mathematical model of the contour of the cargo , establish an over - limit level computer decision algorithm by means of precise quantification of the contour of the goods , and reduce the error caused by manual measurement . ( 6 ) The auxiliary decision system is designed to complete the loading and strengthening of the large goods . The determination of the loading and strengthening scheme of the cargo can be restricted by some objective conditions besides the parameters of the goods , the technical parameters of the truck itself , the running speed of the train , the performance of the reinforcing material and so on .

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U294.25

【參考文獻】

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本文編號：1509161