铁路超限超重货物运输优化研究

摘要

铁路超限超重货物多数是工农业生产或军用的大型设备，对国民经济的发展，尤其是对国家基础建设和国防建设具有特别重大的意义。铁路超限超重货物运输是高风险、高成本、组织上高度复杂和技术性强的运输，涉及调度、车辆、机务、工务、电务等几乎所有铁路运输部门，是一个极其复杂的系统工程。近年来，铁路所运输的超限超重货物呈现外形尺寸不断扩大和重量日益加重的趋势，进一步加剧超限超重货物的运输难度。亟需综合考虑超限超重货物运输作业过程，对货物轮廓计算、径路优化、系统支持、通道规划等超限超重货物运输优化的关键科学问题展开系统研究和深入探索。论文选题有利于提高铁路超限超重货物运输效率，充分挖掘铁路运输能力，完善铁路超限超重货物运输优化理论体系，具有理论价值和现实指导意义。论文所做的工作如下:
　　 (1)刻画超限超重货物运输特性，提出货物实体的数学描述方法，设计基于纵横交替扫描方法的投影处理、基于内外边的投影综合算法，提出面向对象的超限超重货物轮廓计算方法，并将其推广应用于计算铁路综合最小建筑限界。
　　 (2)深入分析超限超重货物运输径路影响因素，将超限超重货物运输径路决策抽象为多约束、多目标径路优化的数学问题，构建超限超重货物运输径路优化模型，定量表达运输径路决策的目标函数，给出模型的一致性证明，设计基于不断修正规范化目标函数权重的实例匹配策略，构造启发式径路搜索算法求解模型。
　　 (3)提出超限超重货物运输决策支持系统设计原则和设计目标，全面分析系统的组织结构、功能模块和设计重点，明确系统开发和运行环境，设计人机交互式操作界面，开发出铁路超限超重货物运输决策支持系统。
　　 (4)深入探索超限超重货物运输通道形成机理，明确超限超重货物运输通道规划流程，设计基于关联规则和对象属性分布特征向量的方法，挖掘超限超重货物运输历史数据，构造超限超重货物运输通道初始骨架和全路的超限超重货物运输通道布局。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 主要研究内容

第二章 超限超重货物运输分析

2．1 超限超重货物运输过程

2．1．1 超限超重货物运输过程

2．1．2 超限超重货物运输作业

2．2 超限超重货物运输影响因素

2．2．1 超限超重货物自身属性影响因素

2．2．2 超限超重货物运输组织影响因素

2．2．3 超限超重货物运输管理影响因素

2．3 超限超重货物运输总体现状

2．4 本章小结

第三章 超限超重货物轮廓计算

3．1 超限超重货物特征分析

3．2 超限超重货物轮廓计算问题分析

3．2．1 超限超重货物运输轮廓图

3．2．2 面向对象的计算方法分析

3．3 面向对象的超限超重货物轮廓计算方法

3．3．1 货物实体数学描述

3．3．2 纵横交替扫描算法

3．3．3 内外边综合算法

3．4 本章小结

第四章 超限超重货物运输径路优化

4．1 超限超重货物运输径路优化问题

4．1．1 超限超重货物运输径路影响因素

4．1．2 超限超重货物运输径路优化问题

4．2 超限超重货物运输径路优化模型

4．2．1 原始优化模型

4．2．2 扩展优化模型

4．3 模型进一步处理

4．3．1 目标函数定量表达

4．3．2 模型的一致性证明

4．4 模型求解方法

4．4．1 实例匹配决策

4．4．2 径路搜索算法

4．5 本章小结

第五章 超限超重货物运输决策支持系统设计

5．1 系统设计原则与目标

5．1．1 系统设计原则

5．1．2 系统设计目标

5．2 系统结构与功能

5．2．1 系统组织结构

5．2．2 系统功能模块

5．3 系统设计重点

5．3．1 高程的选择

5．3．2 线间距的处理

5．3．3 限界比对

5．4 系统实现方法

5．4．1 开发平台与运行环境

5．4．2 人机交互操作界面

5．4．3 系统支持决策流程

5．5 本章小结

第六章 超限超重货物运输通道规划

6．1 超限超重货物运输通道

6．1．1 超限超重货物运输通道形成机理

6．1．2 超限超重货物运输通道规划流程

6．2 超限超重货物历史运输数据挖掘

6．2．1 基于关联规则的集散点数据挖掘

6．2．2 基于属性分布特征向量径路聚类

6．3 超限超重货物运输通道骨架构造

6．3．1 东北区至西南区运输通道

6．3．2 东部南方区至西北区运输通道

6．3．3 东部南方区至西南区运输通道

6．4 超限超重货物运输通道调整完善

6．4．1 超限超重货物运输通道补充完善

6．4．2 客专运营后超限超重货物运输通道调整

6．4．3 超限超重货物运输通道全路布局

6．5 本章小结

第七章 实例

7．1 变压器运输方案

7．1．1 变压器运输背景

7．1．2 变压器装后轮廓

7．1．3 变压器运输径路

7．2 非正常情况下专列运输应急预案

7．2．1 专列运输条件及相关安全措施

7．2．2 非正常情况下专列运输应应急预案

7．3 本章小结

第八章 结论与展望

8．1 主要研究工作与创新点

8．2 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果