编组站货物列车发车模式分析及策略优化研究

摘要

我国经济发展的巨大成就为铁路运输的发展提供了强大的动力。在经济发展的拉动下，我国铁路通过扩大路网规模、修建客运专线、更新技术设备、发展重载运输以及提速等手段，极大地缓解了供需矛盾。为了适应新时期货主对运输质量的新要求，铁路又通过推出“五定”班列、行邮行包专列等货运新品种，压缩编组站数量，增加直达货物列车的开行比例，加快发展铁路集装箱运输等方式，一定程度上提高了货物运输的质量。
　　 但由于通过编组站改编的货物列车，仍是铁路货物运输的主要部分。目前除了铁路运输供给能力仍不能满足货物运输的需求外，铁路货物运输的时效性差是一个突出的问题。我国目前实行的仍是组织型的行车组织体制，要全面提高我国铁路货物运输的服务质量，改善货物运输的时效性，单靠增加运输能力是不够的，还必须对我国的现有铁路行车组织方式进行改革。而编组站的工作组织优化是铁路行车组织改革的关键所在。
　　 编组站发车模式优化问题的研究，对于指导我国编组站工作组织改革，全面提高货物运输服务质量，有着重要的意义。论文以理论研究为主，并充分借鉴和参考以往的研究成果，采用系统的观点，运用运输组织、最优化理论、数理统计、系统科学等学科的理论，对发车模式优化中的有关参数和规律进行了深入的研究。本文的研究内容主要包括以下几个方面。
　　 (1)对发车模式的优化问题进行了系统分析，根据在编组站编组列车时满轴、正点、不违编这3个基本原则，对发车模式进行了分类，并把发车模式的优化问题转变成为寻找最优的最小编成辆数的问题。
　　 (2)通过数理统计方法分析了车流的到达统计规律，并指出了车流规律拟合过程中，数据的分时段统计特性，使拟合的统计规律更符合客观实际情况；对于车流到达规律发生变化的情况，给出了样本容量不足条件下车流到达规律的贝叶斯估计方法。
　　 (3)为了准确测度发车模式不同产生的运输成本的变化，对发车模式给编组站工作组织产生的影响进行了综合分析，指出了因最小编成辆数的改变在编发系统和到解系统内产生的影响，并通过仿真的方法，研究了最小编成辆数变化对列车出发秩序和出发均衡性的影响。
　　 (4)把编组站车辆的集结和编发过程看作一个系统，根据发车模式对编组站工作组织的综合影响分析，选用适当的指标和运输成本计算方法，根据车流到达规律和车辆集结编发过程以及相关约束，对选择不同发车模式给编组站带来的运输成本的改变进行了测度。
　　 (5)在分析和借鉴已有的关于编组站货物列车发车策略的基础上，系统描述了发车模式问题的优化模型。根据期望最优的准则，给出了最优最小编成辆数的计算公式，并据此进一步分析了最小编成辆数的性质。由于公式中具体的参数难以确定，论文给出了通过仿真确定最优最小编成辆数的方法，并提出了与确定最优最小编成辆数相关的几个概念。
　　 (6)在分析了欠轴发车有利的条件后，对编组站出发的欠轴货物列车的补轴问题进行了研究，给出了在编组站加挂去向不符合列车编组计划的车组和中途补轴两种利用欠轴列车能力的方法。
　　 (7)通过一个实例，给出了确定最优最小编成辆数的具体步骤，并验证了车流到达规律分时段统计的思想。
　　 论文的研究涵盖了发车模式优化的主要相关内容，以期成为一个相对完整的理论体系，使之能为编组站工作组织改革提供一定的参考，以及铁路行车组织体制的改革起到一定的促进作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究的背景及意义

1.1.1规划型和组织型行车组织体制概况

1.1.2我国的铁路货物运输现状及存在的问题

1.1.3论文研究的意义

1.2国内外编组站作业优化及货物列车发车模式研究概况

1.2.1国外有关铁路编组站作业优化的研究

1.2.2对两种发车模式的研究

1.2.3既有研究存在的问题

1.3论文的研究方案

1.3.1研究目标

1.3.2研究方法及技术路线

1.3.3研究内容及论文结构

第2章编组站始发货物列车发车模式分析与车流到达规律研究

2.1发车模式与集结方式

2.1.1编组站的功能与编组列车的三个原则

2.1.2发车模式与集结方式

2.1.3半定编发车模式

2.2发车模式优化问题中车流到达规律的统计分析

2.2.1车流到达分布的拟合

2.2.2按去向别车流到达分布规律的分时段统计特性

2.2.3车流分布的贝叶斯估计

本章结论

第3章发车模式对编组站运输组织的综合影响分析

3.1研究发车模式对编组站运输组织综合影响的必要性

3.2发车模式对发车均衡性及秩序性的影响

3.2.1分析发车模式对发车均衡性及秩序性影响的仿真设计

3.2.2研究发车模式对发车均衡性及秩序性影响的仿真过程及分析

3.3列车编成辆数的波动影响分析

3.3.1列车编成辆数的波动对驼峰作业的影响分析

3.3.2列车编成辆数的波动对编组站编发系统的影响分析

3.3.3列车编成辆数的波动对编组站到达系统的影响分析

本章结论

第4章半定编发车模式中的最小编成辆数研究

4.1发车模式优化问题及描述

4.1.1发车模式优化问题的产生

4.1.2发车模式优化问题的系统描述

4.2半定编发车模式与定编发车模式的运输成本比较

4.3编组站货物列车半定编发车模式中最小编成辆数的理论分析

4.3.1半定编发车模式中最优最小编成辆数的计算

4.3.2最小编成辆数的性质

4.4编组站货物列车发车模式的仿真计算

4.4.1仿真方法

4.4.2最小编成辆数的效率和能力约束

4.4.3确定编组站货物列车半定编发车模式最小编成辆数的仿真方法

4.4.4最小编成辆数的性质

本章结论

第5章编组站始发欠轴货物列车的补轴

5.1编组站始发欠轴货物列车在途中补轴的有利性研究

5.1.1编组站货物列车欠轴发车的概率分析

5.1.2欠轴列车中途站补轴的成本收益分析

5.1.3中途站补轴的必要条件

5.1.4中途站补轴的充分条件

5.1.5补轴中途站的选择

5.2编组站加挂与编组去向不符车组的有利性分析

5.2.1编组站加挂与编组去向不符车组的两种情况

5.2.2编组站加挂与编组去向不符车组的有利条件分析

本章结论

第6章编组站发车模式的确定及应用实例分析

6.1贵阳南编组站概况

6.2南宫山及六盘水南去向发车模式分析

6.2.1南宫山及六盘水南去向车次及发车时刻特点分析

6.2.2南宫山及六盘水南去向车流到达规律特点分析

6.3两个去向发车模式分析

本章结论

结 论

致 谢

参考参考文献

附录

攻读博士学位期间发表的论文及科研成果