铁路空车动态调配的模型和方法研究.doc

硕 士 学 位 论 文 铁路空车动态调配的模型和方法研究 Study on Models and Methods for Dynamic Railway Empty Wagon Distribution  作 者 姓 名： 学科、专业 ：  丁庭金 交通运输规划与管理 学 号 ： 0205540 指 导 教 师： 完 成 日 期： 宋建业 2008 年 3 月  兰  州  交 通  大 学 Lanzhou Jiaotong University 万方数据 兰州交通大学硕士学位论文  摘  要  空车调配是铁路运输技术计划和运输日常调整的重要组成部分。美国全国铁路空车 车辆的走行公里约占总车辆走行公里的 45%。我国铁路拥有运用货车近 50 余万辆，全 路平均空车走行率约为 30%左右，空车走行率最高的铁路局（公司）甚至可达 60%左右。 空车调配的好坏直接影响到车辆的利用效率、市场需求的满足程度以及运输组织的现代 化水平。空车调配在技术上是一个车辆合理运用的优化问题，对其模型和算法的研究， 在理论和实际工作中都具有重要的意义。 论文以理论研究为主，充分借鉴和参考以往的研究成果，密切结合我国铁路运输组 织管理特点，采用系统科学的观点和方法、类比法及数理模型的研究方法，同时结合离 散数学、最优化理论、计算机数学等相关学科的理论知识，以提供一种新的建模思路和 求解算法为目的，对铁路节点间空车调配优化问题进行深入的研究与分析。 本文主要研究内容和结论包括: （1）对空车的产生和调整原则、方法与基本模式等内容进行了详细的叙述与分析。 （2）通过对空车调配问题的特点分析，明确了空车数量调配和时空网络配流是空 车调配的两个核心问题。 （3）在铁路局（公司）层面，创建了局（公司）管内的离散时段的空车服务时空 网络。OD 时空网络只考虑车辆在空车流 OD 点的进出状态，而不涉及途中运输过程， 它是对静态 OD 配流网络的一种动态处理，有利于优化建模。 （4）模型选择空车费用最小化为目标。分析了空车在时空网络中的运送路径和运 输过程中的费用。将空车调配过程中发生的作业费用和时间延迟费用作为影响问题决策 的两项主要费用。为了减小建模及求解得复杂性，把作业费用和延迟时间费用换算为统 一的费用单位。 （5）空车运输服务网络设计问题的研究。空车运输服务网络设计问题是本文的研 究重点，讨论了空车流问题的两种模型表达。对空车流问题基于路径的模型加以扩展， 建立空车服务网络设计问题的动态模型，通过借助 LINGO 工具，以期找到问题的较好 可行解。 期望论文的研究工作和取得的结论，对我国铁路空车调配优化问题的进一步研究和 解决，能起到积极的促进作用。 关键词：铁路运输；动态空车调配；优化模型；车流调整；时空网络 - I - 万方数据 铁路空车动态调配的模型和方法研究 论文类型：应用研究 - II - 万方数据 兰州交通大学硕士学位论文 Abstract The distribution of empty wagon is one of the cardinal elements of railway transportation technical program and the daily adjustment of railway transportation. In America, the percent of empty of total wagon kilometers is up to 45%. In China, there are approximately 500,000 freight wagons, and the average ratio of empty wagon kilometers to loaded car kilometers is about 30%, and the max ratio even perhaps reaches 60%. Obviously, empty wagon distribution plays an important role in the efficiency of railcar utilization, the