鐵路貨運通道布局優(yōu)化的模型和方法研究.pdf

1、鐵路規(guī)劃是鐵路科學建設與發(fā)展的首要環(huán)節(jié)和根本前提，而鐵路網布局優(yōu)化又是落實鐵路科學規(guī)劃的重要內容和手段。隨著鐵路大規(guī)模建設的展開，作為單位能耗小、污染少的鐵路運輸，正面臨著發(fā)展的黃金機遇期。如何科學地規(guī)劃鐵路發(fā)展和有效的控制建設成本，是擺在我們面前亟待解決且關乎鐵路行業(yè)發(fā)展乃至整個民生的重要課題。 鐵路網總規(guī)模界定是鐵路通道布局方案優(yōu)選的基礎，它對鐵路通道的布局優(yōu)化具有控制和引導作用。本論文主要從鐵路網規(guī)模測算和鐵路通道布局優(yōu)化

2、兩個層面對與之相關的理論和方法進行了深入研究，其主要研究工作和創(chuàng)新點包括： 1.在鐵路網規(guī)?？偭繙y算方面，提出了基于旅客周轉量換算系數的運輸負荷法、基于相似地區(qū)分塊類比的路網密度比較法以及基于工業(yè)發(fā)展與鐵路建設間聯動耦合關系的工業(yè)化進程比較法三種測算方法，通過實例分析得出了比較一致的測算結果。在可預見的鐵路客運專線和貨運專線建設的背景下，細致分析了各自在未來可達到的規(guī)?？偭?，通過扣除法和運輸負荷法嘗試性地預測了客貨混線的規(guī)模，研

3、究了不同旅客換算系數下的路網規(guī)?？偭啃枨?，并進一步探討了其中的貨運能力分擔率及其當量里程。 2.在鐵路貨運通道布局優(yōu)化方法方面，首次從宏觀層面提出并闡述了運用四階段法來設計鐵路貨運通道布局的原理和方法。所提出的基于離散運輸網絡設計的鐵路通道布局優(yōu)化思想在一定程度上能很好取代以往以定性分析為主而忽視網絡效應的鐵路單項目規(guī)劃法。 3.在鐵路貨運通道網絡設計理論方面，比較完整地論述了鐵路貨運通道的概念、形態(tài)及其特點，提出了在不

4、同鐵路通道建設項目選擇下，其通過能力是呈現離散性變化的。考慮到既有一體化鐵路網絡設計模型難以實際求解的不足，論文提出了基于離散通道投資決策變量的雙層鐵路貨運通道網絡設計模型(BR_NDP)，在上層規(guī)劃中，把規(guī)劃通道的吸引流量和既有路網弧段流量變化有機地融和在目標函數中，并把投資額度、運輸需求滿足程度和不同布局樣式下的運營成本等因素一并體現在上層規(guī)劃模型中。在下層規(guī)劃方面，分別研究了一般的弧-路配流和點-弧配流模型，在此基礎上，考慮到鐵路

5、車流不同于道路車流的特點，又分別研究了車流不可拆散下的配流模型和更為嚴格樹形車流徑路配流模型。綜合兩類配流方法的優(yōu)缺點，既要保持OD的不拆散，又要保證大規(guī)模路網配流計算可實現，故文中提出了基于阻尼系數法的廣義最短路配流算法。 4.在多階段鐵路貨運通道布局優(yōu)化模型方面，考慮鐵路五年一規(guī)劃的滾動規(guī)劃機制，分析了鐵路投資建設在建設成本和運營成本上的規(guī)模經濟效應，通過一組通道項目狀態(tài)選擇變量將多階段項目投資費用和建設規(guī)模進行了有機結合，