【摘要】：隨著大氣污染問題的日益嚴(yán)峻,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已得到國際社會(huì)的普遍重視。對我國而言,為響應(yīng)國際社會(huì)的號(hào)召,并推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,國家對治理大氣污染、降低碳排放也給予了高度重視。在眾多的碳排放來源中,交通運(yùn)輸行業(yè)是比重相對較大的一個(gè)。因此發(fā)展低碳運(yùn)輸是促進(jìn)節(jié)能減排的重要手段。與公路相比,鐵路具有運(yùn)量大、排放少的優(yōu)點(diǎn)。因此,提高整個(gè)運(yùn)輸行業(yè)中鐵路的運(yùn)量比重將是優(yōu)化交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳運(yùn)輸?shù)挠行Т胧�。但�?在實(shí)踐層面,由于相關(guān)政策措施及運(yùn)力資源配置優(yōu)化不到位,目前仍有大量適用于鐵路運(yùn)輸?shù)闹虚L距離貨流選擇了公路運(yùn)輸,使得部分公路路段的負(fù)荷高于預(yù)期,導(dǎo)致公鐵兩網(wǎng)的貨流負(fù)荷情況偏離了理想的比例,增加了交通運(yùn)輸系統(tǒng)的碳排放。因此,設(shè)計(jì)合理的調(diào)控手段,使部分公路貨流轉(zhuǎn)移至鐵路以降低碳排放,成為交通運(yùn)輸領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)重要問題。然而在理論層面,這方面的研究還相對欠缺。為此,本文在借鑒一些既有研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國公路和鐵路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),對低碳運(yùn)輸背景下的公鐵兩網(wǎng)貨流轉(zhuǎn)移調(diào)控理論與方法做了深入的研究和探討,以期為我國低碳運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展提供理論參考。論文的主要工作如下:1)首先基于我國公路和鐵路貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀和運(yùn)輸組織特點(diǎn)對比了二者的主要差異。然后根據(jù)貨物運(yùn)輸涉及到的相關(guān)市場主體及交易過程分析了公鐵兩網(wǎng)貨流負(fù)荷的形成機(jī)理。進(jìn)而分析了我國當(dāng)前公鐵兩網(wǎng)貨流不合理分布的形成原因,并據(jù)此提出了從誘導(dǎo)貨主運(yùn)輸方式選擇行為和優(yōu)化運(yùn)力資源配置兩方面入手的基本調(diào)控思路。2)根據(jù)公鐵兩網(wǎng)貨流負(fù)荷的形成機(jī)理,設(shè)計(jì)了基于數(shù)學(xué)規(guī)劃手段的計(jì)算特定情形下公鐵兩網(wǎng)貨流負(fù)荷的方法,包括基于貨主運(yùn)輸方式選擇行為的公鐵兩網(wǎng)貨運(yùn)需求OD計(jì)算,鐵路網(wǎng)流量負(fù)荷計(jì)算,鐵路不可行流計(jì)算,公路網(wǎng)貨運(yùn)OD修正,公路網(wǎng)流量分配等步驟。并針對公路網(wǎng)流量分配模型高階非線性的問題給出了相應(yīng)的線性化方法。3)根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的外部性及外部性內(nèi)在化理論,設(shè)計(jì)了以征收碳稅為主要措施的公鐵兩網(wǎng)貨運(yùn)需求調(diào)控方法,從而將碳排放造成的環(huán)境成本與貨主的利益建立相關(guān)關(guān)系,進(jìn)而影響貨主的運(yùn)輸方式選擇行為。然后基于該調(diào)控措施對公鐵兩網(wǎng)貨流負(fù)荷計(jì)算模型進(jìn)行了修正,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合算例對調(diào)控措施的效果進(jìn)行了靈敏度分析。4)針對鐵路網(wǎng)上的瓶頸區(qū)段制約公鐵貨流轉(zhuǎn)移的問題,提出了采用公鐵聯(lián)運(yùn)的形式將公路長程貨流部分運(yùn)程轉(zhuǎn)移至鐵路以充分利用鐵路空閑能力并降低碳排放的策略。然后基于綜合體現(xiàn)公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、貨物裝卸和中轉(zhuǎn)過程的廣義網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建了公鐵聯(lián)運(yùn)方案優(yōu)化模型。模型在考慮基本的時(shí)間、費(fèi)用因素的同時(shí)還引入了碳稅、公路擁堵成本等因素。針對模型非線性的問題,采用線性化手段將其轉(zhuǎn)化為線性模型,進(jìn)而完成了算例求解,并定量分析了實(shí)施公鐵聯(lián)運(yùn)方案對公鐵兩網(wǎng)碳排放總量的影響。5)為降低鐵路瓶頸區(qū)段對公鐵貨流轉(zhuǎn)移的影響,研究了部分鐵路貨流轉(zhuǎn)移至次短路以騰出鐵路繁忙區(qū)段能力以吸引公路貨流的方法,并為此構(gòu)建了考慮不可行流的鐵路網(wǎng)貨流分配混合整數(shù)規(guī)劃模型。為協(xié)調(diào)公鐵貨流轉(zhuǎn)移量最大和鐵路運(yùn)輸總成本最小兩個(gè)目標(biāo),模型以包含碳稅成本在內(nèi)的鐵路總效益最大為目標(biāo),并綜合考慮了貨流不可拆分、繞行率限制等約束。針對模型中存在的非線性項(xiàng),提出了通過構(gòu)造輔助決策變量和約束條件的方法將其線性化。最后根據(jù)模型求解結(jié)果定量分析了鐵路貨流調(diào)整對促進(jìn)公鐵貨流轉(zhuǎn)移的作用。6)針對優(yōu)化運(yùn)輸組織方案后鐵路網(wǎng)仍存在制約公鐵貨流轉(zhuǎn)移的瓶頸區(qū)段的問題,研究了公鐵貨流轉(zhuǎn)移背景下的鐵路網(wǎng)規(guī)劃模型。為體現(xiàn)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化對貨主運(yùn)輸方式選擇行為的影響,模型采用雙層規(guī)劃的結(jié)構(gòu),上層用于改擴(kuò)建決策及流量分配,下層用于計(jì)算路網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化后任意兩點(diǎn)間的最短路,從而可以據(jù)此修正運(yùn)輸方式劃分結(jié)果并帶入上層規(guī)劃模型。然后根據(jù)模型的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于兩階段策略的求解方法。在模型求解結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用引入碳排放相關(guān)參數(shù)構(gòu)建綜合效益評價(jià)指標(biāo)的方法分析了考慮碳排放因素對決策結(jié)果的影響。本文從多個(gè)方面研究了公鐵兩網(wǎng)貨流轉(zhuǎn)移調(diào)控的基本原理和調(diào)控措施的設(shè)計(jì)思路,針對涉及到的優(yōu)化問題構(gòu)建了對應(yīng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,并結(jié)合算例提出了對調(diào)控措施的效果進(jìn)行量化分析的方法。上述研究成果將為我國相關(guān)決策層的政策研究工作提供理論參考。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U116
【圖文】：

圖２－３我國２００８－２０１?

從２００８年到２０１６年，鐵路貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量占全國貨運(yùn)總周轉(zhuǎn)量的比重從逡逑２２．７６％下降到了邋１２．７５％，降幅達(dá)４３．９８％。從上述數(shù)據(jù)可以看出，雖然鐵路運(yùn)輸在逡逑節(jié)能減排方面有明顯的優(yōu)勢，但是由于鐵路貨運(yùn)的發(fā)展己明顯落后于公路貨運(yùn)，逡逑大量客戶選擇了公路運(yùn)輸，使得陸路運(yùn)輸?shù)奶寂欧派�。因此，為�?yōu)化我國陸路逡逑貨物運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，降低碳排放，當(dāng)前迫切的需要通過相關(guān)措施引導(dǎo)部分公路貨流轉(zhuǎn)逡逑移至鐵路。逡逑２．２公路及鐵路貨物運(yùn)輸主要過程分析逡逑通常情況下，公路運(yùn)輸可以實(shí)現(xiàn)門到門運(yùn)輸，其運(yùn)輸過程比較簡單。而鐵路逡逑運(yùn)輸?shù)倪^程則相對復(fù)雜。由于有鐵路專用線的企業(yè)一般都會(huì)選擇使用鐵路進(jìn)行貨逡逑物運(yùn)輸，不存在公鐵運(yùn)輸方式選擇的問題，因此該類企業(yè)的貨流不在公鐵貨流轉(zhuǎn)逡逑移的研究范圍之列。此外，對于貨流足夠大能夠開行直達(dá)列車的貨流，由于其必逡逑然選擇鐵路運(yùn)輸，本研宄也不考慮。因此，本部分將著重分析沒有鐵路專用線的逡逑貨主使用鐵路整車運(yùn)輸?shù)倪^程。以下將結(jié)合圖２－５［１（）２］對該過程進(jìn)行說明。逡逑、５■裝卸站逡逑

表３－２公路網(wǎng)路段數(shù)據(jù)逡逑邐Ｔａｂｌｅ邋３－２邋Ｔｈｅ邋ｄａｔａ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｅｇｍｅｎｔｓ邋ｉｎ邋ｈｉｇｈｗａｙ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邐逡逑序口邋嚴(yán)占，占邋里程邐設(shè)計(jì)能力其他車輛占用能力折算（萬ｐｃｕ／年）逡逑５邋＿“、、邋輛…、邋（千米）（萬ｐｃｕ／年）端點(diǎn)１—＞端點(diǎn)２邋端點(diǎn)２—？端點(diǎn)１逡逑１邐１邐２邐３２４邐２８００邐１１５８邐１４８９逡逑２邐１邐５邐２５０邐２８００邐１１８１邐１８４９逡逑３邐２邐３邐１５７邐２８００邐１９２０邐１６９３逡逑４邐２邐６邐１３１邐２８００邐１８３２邐１６８１逡逑５邐３邐．４邐１８９邐２８００邐１４１２邐１８０３逡逑６邐３邐６邐２０６邐２８００邐１２３６邐１１８１逡逑７邐４邐８邐４４８邐２８００邐１２３３邐１１１６逡逑８邐４邐９邐１５３邐２８００邐１２５５邐１０５４逡逑９邐４邐１６邐２６９邐２８００邐１６１６邐１４６４逡逑３９逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2792532