铁路空车调整协同优化模型的改进研究

摘要

空车调整作为铁路运输技术计划的重要组成部分，对全路的车辆分布、服务质量、运输工作的均衡性等都具有重要的影响。而“实货制”的提出，对现有的运输组织带来了强烈的冲击和影响，也为铁路空车的优化配置提供了重要的契机。
　　鉴于目前对于铁路空车调整问题的研究已经进入一个瓶颈期，形成了一套较为完整的理论体系，本文希望从空车调整的本质问题出发，对空车调整模型进行适当的改进，完善和丰富车流组织和车流调整理论，简化模型结构，提出更便捷的求解方法。
　　本文在借鉴国内外已有研究成果的基础上，运用最优化理论、铁路运输组织等相关理论，对铁路空车调整协同优化模型进行了改进研究，主要内容如下:
　　(1)通过对国内外铁路空车调整模型的整理与归类，结合空车调整的核心、原则与方法，对比分析每一类空车调整模型的优缺点，确定本文希望改进的对象为铁路空车调整协同优化模型。
　　(2)详细介绍空车调整协同优化模型，以及前人对该模型已经进行过的改进，分析该改进的不足与可取之处，从造成模型复杂的原因出发，整理出一般模型在进行改进时采取的方法与途经，从而确定本文改进的目标是协同优化模型的约束条件。
　　(3)针对协同优化模型的约束条件逐条进行分析，得出结论:节点不对流约束与模型前提条件重复，对模型最优解不起约束作用，可以直接删去。结合实际路网现状，说明模型所针对的路网一般为能力过剩网络，可以不考虑通过能力约束。分析各约束间的联系，发现路段不对流约束与共同径路约束间可能存在矛盾，必须协同考虑进行改进。
　　(4)提出对共同径路约束与路段不对流约束的改进思路，即证明删去某约束后的模型最优解仍然满足该约束。从最简单的路段对流情况开始分析，推广出路段对流的通用形式，对路段不对流约束与共同径路约束进行了改进的证明，最终将模型改进成一个典型的弧路关系模型。
　　(5)继续简化改进后的弧-路关系模型，最终将路网能力过剩情况下的铁路空车调整协同优化模型简化为以最短路费用为价格系数的平衡运输问题。
　　(6)以简化的南宁铁路局路网结构为例，对改进后的模型进行验证，从而表明模型改进的有效性与可取性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 铁路空车调整问题研究现状概述

1．2．1 国外研究现状分析

1．2．2 国内研究现状分析

1．3 研究方案

1．3．1 研究目标及方法

1．3．2 主要研究内容及技术路线

第2章 空车调整协同优化模型概述

2．1 空车调整相关问题

2．1．1 空车调整的核心

2．1．2 铁路空车调整的原则

2．1．3 铁路空车调整的方法

2．2 各类空车调整模型对比分析

2．3 空车调整协同优化模型介绍

2．3．1 模型假设

2．3．2 路网的构成

2．3．3 相关参数定义

2．3．4 协同优化模型

2．4 模型改进的概述

2．5 本章小结

第3章 空车调整协同优化模型分析

3．1 节点不对流约束分析

3．2 共同径路约束分析

3．3 路段不对流约束分析

3．3．1 路段对流的含义

3．3．2 路段对流情况分类

3．4 各约束间关系分析

3．5 本章小结

第4章 空车调整协同优化模型的改进

4．1 路段对流与共同径路约束间的矛盾

4．2 路段对流的通用形式

4．3 路段对流通用形式的分析

4．4 模型的改进

4．5 本章小结

第5章 模型的算法及算例

5．1 网络流算法及表上作业法

5．2 算例求解分析

5．2．1 路网的归并

5．2．2 计算求解

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果