重載鐵路通道車(chē)流吸引區(qū)域及始發(fā)直達(dá)重載化研究.pdf

1、隨著能源短缺現(xiàn)象的日益明顯，低能耗、大運(yùn)量的鐵路運(yùn)輸又重新受到人們的重視，尤其鐵路重載運(yùn)輸更是倍受關(guān)注。雖然重載鐵路在我國(guó)整個(gè)鐵路網(wǎng)中占的比例并不大，但其承擔(dān)的貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量仍然非常可觀，因此研究鐵路重載運(yùn)輸組織方式具有重要的實(shí)際意義。 為了充分利用重載線路的運(yùn)能，必須確定合理的重載通道車(chē)流吸引區(qū)域。一方面，過(guò)于寬泛的吸引區(qū)域會(huì)使車(chē)流經(jīng)重載通道產(chǎn)生的成本節(jié)省難于抵消由于車(chē)流繞道所增加的費(fèi)用。另一方面，如果吸引區(qū)域過(guò)于狹小的話，重載通

2、道將難于獲得足夠的車(chē)流來(lái)源，使得其能力得不到充分發(fā)揮。兩者之間如何權(quán)衡，無(wú)論在理論層面上還是在實(shí)際應(yīng)用中，都是亟待解決的問(wèn)題。再者，對(duì)于吸引區(qū)域內(nèi)大宗貨物裝車(chē)地而言，如何進(jìn)行有效地車(chē)流組織也是一個(gè)復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。若始發(fā)直達(dá)列車(chē)僅限于在重載通道范圍內(nèi)開(kāi)行，雖然避免了一部分換重作業(yè)的費(fèi)用消耗，但會(huì)切割一些長(zhǎng)程車(chē)流，從而增加了不必要的改編作業(yè)。反之，若長(zhǎng)程車(chē)流按非重載通道牽引定數(shù)編組通過(guò)重載通道，又將浪費(fèi)重載通道的運(yùn)輸能力。要兩者兼顧，則在重

3、載通道兩端的換重作業(yè)又將增加車(chē)流組織成本。綜之，如何融合上述運(yùn)輸組織模式，建立相關(guān)的優(yōu)化模型，在鐵路車(chē)流組織領(lǐng)域中具有重要的理論意義。 本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 一、提出了確定鐵路重載運(yùn)輸通道吸引區(qū)域的三種方法。（1）按照純最短徑路方法，提出了重載通道兩端一般吸引區(qū)域及核心吸引區(qū)域的確定方法；（2）從重載通道運(yùn)輸成本的角度，采用廣義最短路算法，設(shè)計(jì)了重載通道吸引區(qū)域的確定方法；（3）采用阻尼系數(shù)法，轉(zhuǎn)移部分非重載

4、通道的運(yùn)量至重載通道，研究了重載通道吸引區(qū)域的擴(kuò)展方法，使得重載通道的能力利用到達(dá)最佳化。（4）以大秦線重載通道為例，對(duì)相關(guān)吸引區(qū)域進(jìn)行了實(shí)例分析。 二、將車(chē)流走行徑路的可選擇性、線路的能力限制以及重載通道的端點(diǎn)換重情況納入優(yōu)化過(guò)程，分別構(gòu)建了徑路可選擇的裝車(chē)地直達(dá)優(yōu)化模型和限制端點(diǎn)換重的裝車(chē)地重載直達(dá)優(yōu)化模型。針對(duì)模型規(guī)模隨車(chē)流數(shù)目增加而急劇擴(kuò)大且求解困難的特點(diǎn)，本文運(yùn)用蟻群算法對(duì)模型進(jìn)行求解，并以大秦鐵路重載通道相關(guān)路網(wǎng)為背

5、景做了實(shí)例計(jì)算。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了模型的合理性和算法的有效性。 三、在裝車(chē)地直達(dá)重載化方面，分別考慮了裝車(chē)地位于重載通道和普通線路兩種情況，構(gòu)建了三種考慮換重影響的裝車(chē)地直達(dá)優(yōu)化模型。分別為：（1）裝車(chē)地位于重載通道上，而始發(fā)長(zhǎng)程車(chē)流部分經(jīng)過(guò)重載通道，存在著一次減軸作業(yè)的可能，如何優(yōu)化確定按照低牽引定數(shù)編組，還是以換重作業(yè)為代價(jià)開(kāi)行部分區(qū)段的重載列車(chē)，是該模型的主要特點(diǎn)；（2）裝車(chē)地位于非重載通道，而卸車(chē)地在重載通道上，始發(fā)長(zhǎng)程車(chē)流

6、可能進(jìn)行一次補(bǔ)軸作業(yè)，該模型主要研究列車(chē)在途中換重的合理性；（3）裝車(chē)地和卸車(chē)地均在非重載通道上，重載通道位于二者之間，長(zhǎng)程車(chē)流在途中可能進(jìn)行一次補(bǔ)軸作業(yè)，也可能同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)軸和減軸兩次作業(yè)，模型中考慮了更多的實(shí)際因素。 四、從物流成本系統(tǒng)優(yōu)化的角度研究裝車(chē)地車(chē)流組織問(wèn)題，考慮客戶的利益，在物流系統(tǒng)的思想下分析貨物收、發(fā)過(guò)程中的庫(kù)存成本及消耗，實(shí)現(xiàn)鐵路服務(wù)成本和客戶成本的有機(jī)統(tǒng)一。以發(fā)貨方生產(chǎn)、收貨方消耗均勻連續(xù)為前提，構(gòu)建了加載