在我國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在貨運(yùn)市場(chǎng)中高附加值“白貨”運(yùn)輸需求增長(zhǎng)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)姆⻊?wù)質(zhì)量,導(dǎo)致鐵路在“白貨”市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。這迫切需要鐵路運(yùn)營(yíng)部門根據(jù)貨運(yùn)需求的變化,提高運(yùn)輸?shù)姆⻊?wù)水平,以提高鐵路運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)力和運(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(chǎng)化運(yùn)輸情況下,對(duì)鐵路貨運(yùn)通道產(chǎn)品設(shè)計(jì)和樞紐內(nèi)集疏運(yùn)組織問(wèn)題展開(kāi)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)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(jì)和集疏運(yùn)組織影響因素和鐵路通道運(yùn)輸組織的關(guān)鍵問(wèn)題等。(2)利用物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法研究了通道能力改善問(wèn)題。考慮到技術(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(duì)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(jì)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(jì)方案由云自適應(yīng)克隆選擇算法獲得,而貨流的分配方案則調(diào)用Cplex進(jìn)行求解。在求解時(shí),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(shí)間。設(shè)計(jì)算例對(duì)模型和算法進(jìn)行了驗(yàn)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(jì)方法研究了貨運(yùn)產(chǎn)品優(yōu)化問(wèn)題。提出市場(chǎng)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(guò)引入貨運(yùn)產(chǎn)品備選集,降低了問(wèn)題的復(fù)雜度。根據(jù)通道內(nèi)貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)算例對(duì)模型和算法進(jìn)行驗(yàn)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(wèn)題。以通道干線上開(kāi)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(duì)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(wèn)題分為集運(yùn)、疏運(yùn)以及銜接兩個(gè)環(huán)節(jié)的空車調(diào)配三個(gè)子問(wèn)題�？紤]到集運(yùn)和疏運(yùn)的作業(yè)是相反的過(guò)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(wèn)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(shí)間。以貨流在樞紐停留時(shí)間最小為目標(biāo),構(gòu)建貨流集運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化模型。對(duì)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(shí)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(duì)優(yōu)化模型特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于ILOG Cplex的求解算法進(jìn)行求解。最后通過(guò)算例驗(yàn)證了模型和求解方法的有效性。(5)選取滬昆貨運(yùn)通道東段和通道中杭州樞紐為案例背景,進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證,說(shuō)明了研究的實(shí)用價(jià)值和意義。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：F532;U294
【部分圖文】：

圖１－１我國(guó)典型鐵路貨物運(yùn)輸通道示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｒａｉｌｗａｙ?ｆｒｅｉｇｈｔ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?ｃｏｒｒｉｄｏｒｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??一直＾斗來(lái)，在連接我國(guó)重要城市、重點(diǎn)區(qū)域間的運(yùn)輸通道中運(yùn)輸能力供為突出，鐵路運(yùn)輸能力較為緊張。為此鐵路部口一方面Ｗ最大化利用鐵力為目標(biāo)來(lái)開(kāi)展鐵路運(yùn)輸組織，另一方面不斷加強(qiáng)鐵路路網(wǎng)的規(guī)劃和建

法不僅需要能得到最優(yōu)或較優(yōu)解，還需要將算法的求解時(shí)間控制在一定的范圍內(nèi)。??本文設(shè)計(jì)的算法能較快地求解，并且能很好地適應(yīng)不同問(wèn)題規(guī)模下的求解。??依據(jù)上述分析，本文的技術(shù)路線圖如圖１－２所示。??＾?????１??緒論?；?一－??＇ｖ??［研究背最及息義、（１＾內(nèi)外地增發(fā)惦＾＾?１３內(nèi)外１｜／１５＇￡現(xiàn)狀＇Ｉ??扼出問(wèn)唐?＾?ｒ￣?＇、?了－?＾?＾??１?＾??京支Ｋ杳Ｉ；作和巧術(shù)路７至＇??＼??、??ｙ??＊??＾?鐵路貨運(yùn)通道運(yùn)輸情況分祈?ｔ??Ｉ?Ｉ?巧逝逍?追輸山求?＇］＊??Ｉ?．地姐的村成??．，化＇＊．＊?？述進(jìn)的特點(diǎn)?Ｉ?．鐵巧巧這祐求化況?ｒ?１??援雙聲童?？迎迪的分類?？巧巧貨也Ｃ求巧化?！?＾?巧度巧巧巧巧盧品巧行化化???！??巧念體系?？巧通的側(cè)模式ｉ?．不悶巧指品求特性?！皆巧開(kāi)打化化?＾１??？巧迪吸弓?［??Ｉ?Ｊ?Ｉ?Ｉ?￣鐵路巧記產(chǎn)１［??Ｌ—巧ｉｆ而面查Ｌ?Ｊ?Ｉ?閑悼品麻＼。蟲糾Ｉ??－－?＾?Ｉ?Ｉ?．??＼?１??Ｊ＇面崗癥無(wú)達(dá)善的鐵路貨運(yùn)通遣內(nèi)－網(wǎng)絕ｉ＿?�。诿餍┙曰柽吇椋呷剑蔽ǎ欤�?Ｉ??Ｃ￣?沒(méi)計(jì)方法研究?１?＾中Ｔ出巧乂?Ｉ?＇Ｉ??ｉ畔Ｋ地迫化山曲巧Ａ讓分Ｗｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ｕ＂?？?，?＾?Ｔ－＂?＋?＇?！?’?’優(yōu)化巧平Ｊ的朵的ｎ法＇?１??化化Ａ注研《?，化化板巧構(gòu)役化拼對(duì)比，?Ｉ?Ｉ?＼??＋?一?？！?１??：：嚇淵就１＇篇一刺麵＇?！?鐵路貨運(yùn)通迫Ａ樞組集疏運(yùn)?１??店叫脇化役，＾?、—

對(duì)于通道中的終到跨線貨流和通過(guò)貨流，其起點(diǎn)不在不屬于通道吸引的貨流。本線貨流和始發(fā)跨線貨流的起終點(diǎn)鐵路通道對(duì)貨流的吸引范圍主要是指對(duì)本線貨流和跨線貨流基于最短距離的鐵路貨運(yùn)通道吸引范圍確定法??短距離，通過(guò)某一技術(shù)站到達(dá)對(duì)應(yīng)終點(diǎn)站方向的起點(diǎn)站集合，的最短距離吸引范圍。基于最短距離的運(yùn)輸徑路也符合經(jīng)濟(jì)于最短距離的鐵路貨運(yùn)通道吸引范圍示意圖。圖２－９中，通范圍內(nèi)連接有５個(gè)貨運(yùn)站或貨場(chǎng)專用線。有一條通過(guò)ａ，集結(jié)術(shù)站公的運(yùn)輸徑路。必然存在兩個(gè)相鄰的貨源點(diǎn)１和２，貨源路運(yùn)輸，而貨源點(diǎn)２的貨流不采用該徑路進(jìn)行運(yùn)輸，則貨源引范圍的一個(gè)邊界點(diǎn)。找到所有ａ，的邊界點(diǎn)，這些邊界點(diǎn)就組離吸引范圍。在獲取技術(shù)站＾連接的貨運(yùn)站吸引范圍后，共距離吸引范圍。在獲得通道中所有技術(shù)站吸引范圍后，即可。對(duì)于同時(shí)處在兩個(gè)技術(shù)站吸引范圍內(nèi)的貨源點(diǎn)（圖２－９中經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)確定該貨源點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的貨運(yùn)站。??／／、、，、＇、?廣？、＇
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