鐵路貨運編組中的車流推算及階段計劃魯棒優(yōu)化.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，中國鐵路僅僅利用6％的運能資源完成了占全球24％的運輸任務(wù)。介于整個中國鐵路運輸行業(yè)運能少，運輸任務(wù)繁重這一特點，如何從各個視角提高整個鐵路運輸業(yè)的運輸效率與效益，是現(xiàn)階段亟待解決的難題。從宏觀的角度來看，車流推算在鐵路戰(zhàn)略層調(diào)度指揮工作中起著重要的作用，是編制運輸計劃、制定編組站內(nèi)階段計劃和進(jìn)行車流調(diào)整的依據(jù)和前提。長期以來車流推算一直沿用手工操作完成，車流信息在公開性、完備性和實時性方面存在很多不足，從而影響了運輸通

2、暢并造成了鐵路運力的緊張局勢。從微觀角度來看，路網(wǎng)上每個列車都需要在經(jīng)由的編組站中完成解體與編組操作，如何安排編組站內(nèi)調(diào)度作業(yè)計劃（即階段計劃），直接決定著各個列車在站的停留時間，從而間接影響著整個路網(wǎng)的運輸效率。由于大多數(shù)編組站都是憑借調(diào)度員人工制定階段計劃，僅僅憑借個人經(jīng)驗很難制定出最優(yōu)調(diào)度作業(yè)。再加上各類不確定因素的干擾，經(jīng)常導(dǎo)致編組站內(nèi)車輛積壓，引起不必要的經(jīng)濟損失。
　　基于以上需求，本文分別研究了車流推算問題以及基于不

3、確定性到達(dá)車流信息下的階段計劃編制問題。對于車流推算問題，根據(jù)現(xiàn)有貨運調(diào)度信息集成平臺上的各類報文數(shù)據(jù)，設(shè)計了一套實時車流推算系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在預(yù)測未來某個時間段或者時間點的車流分布狀況。由于本系統(tǒng)實現(xiàn)難點在于如何高效處理全路大量的車流數(shù)據(jù)，因此設(shè)計前期著重設(shè)計了數(shù)據(jù)庫中各類數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。利用現(xiàn)有的徑路計算程序，提出了基于局內(nèi)平均旅速的推算算法。最后設(shè)計了自動處理邏輯使得整個系統(tǒng)的各個子模塊能夠按照一定順序在后臺定期觸發(fā)執(zhí)行，并將結(jié)果

4、統(tǒng)計數(shù)據(jù)實時展示到調(diào)度信息集成平臺上。
　　對于階段計劃編制問題，首先分析了到達(dá)車流信息不確定性對計劃編制的影響，由于很難掌握信息偏差的概率分布，因此文章提出了魯棒優(yōu)化方法來解決此問題。首先，根據(jù)已有的描述階段內(nèi)各個操作的原始混合整數(shù)規(guī)劃模型，提出了對應(yīng)的魯棒優(yōu)化模型。然后基于目前流行的數(shù)學(xué)規(guī)劃優(yōu)化器CPLEX提出了該模型的求解算法，最后，利用從石家莊南編組站獲取的現(xiàn)場數(shù)據(jù)設(shè)計了一組算例實驗，檢驗了模型的魯棒性，并且通過調(diào)整CPL