铁路枢纽编组站作业分工整体优化的研究

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1、北方交通大学博士学位论文铁路枢纽编组站作业分工整体优化的研究姓名：牛惠民申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：胡安洲19990901*才交通_尢掌博±掌位论文擅要摘要铁路枢纽是路网上具有客流、货流、车流相互交流的三个以上铁路方向的处或铁路与港口、工矿企业专用铁道的衔接地点，由若干专用车站(编组客运站、货运站和中间站等)和连接这些车站的联络线、迂回线、进出站线路及其它分界点等技术设备所构成的综合体。世界各地绝大多数大型铁路枢纽包含两个及以上的编组站，如美国芝加哥铁路枢纽含11个编组站，俄罗斯莫斯

2、科铁路枢纽含8个编组站，法国里昂铁路枢纽含6个编组站，我国铁路枢纽内含编组站的数量尽管相对少一些，但含两个及以上的编组站(调车系统)的铁路枢纽仍多达20余个。对于这样的铁路枢纽，其内部的编组站作业分工就成为铁路枢纽运输组织的首要问题，这一问题如不能很好解决，将对铁路枢纽的正常运转产生极大的影响，集中表现为车流在铁路枢纽内的停留时间延长，并导致整个枢纽的运营费用增大。铁路枢纽编组站作业分工是铁路运输组织领域公认的难题。由于铁路枢纽结构、功能和运输组织所固有的复杂性，国内外对铁路枢纽编组站作业分工问题尚缺乏科学

3、、完整的理论体系，铁路部门在实际确定铁路枢纽编组站作业分工方案时，也大多依赖过去的运营经验并辅以简单的方案比选。为此，陲文作者对铁路枢纽编组站作业分工进行了全方位、多角度的创新性研究，主要工作包括：●在对铁路枢纽运输组织进行深刻分析的基础上，给出了铁路枢纽编组站作业分工所需的构模参数，梳理了与路网联系的车流类型及结构，并使这些参数的设置和车流的规定既符合建模的需要，又能和现有的路网车流组织理论有效衔接。一●构造了铁路枢纽编组站作业分工的O—l规划模型、分层优化f夕数规翅膈；疆hf讨论了铁路枢纽内重空车流的协

4、调优化及地方车流的优并自然展示了各模型之间的内在关系。卜一●利用计算机模拟技术研究了铁路枢纽内折角车流的变化范围合理分配铁路枢纽所能承担的解编作业任务提供了参考数值，模型和整并讨论了折角车流的优化控制，为铁路部门处理折角车流的几种常见做法提供了理论依据。1卜—一●通过所建模型解决了铁路枢纽运输组织方面两个模糊不清的问题，其一不管铁路枢纽含有多少编组站，其折角车流重复解体的次数只能为2次：其北方交通^掌博±醇m*i擒要二为折角车流的数量并非越少越好，折角车流的减少将首先导致铁路枢纽内的集结车小时增加。／因此，

5、最优的铁路枢纽编组站作业分工方案应是在满足所有约束条件的情况卞，使车流在铁路枢纽作业耗费的总费用最小。、卜．，●研究了车流波动条件下铁路枢纽编组站作业分工这一铁路现场经常遇到的问题，构造了车流波动条件下铁路枢纽编组站作业分工的随机优化模型／1夕，一一下解决了铁路运输理论中对O一1规划和整数规划模型无法进行灵敏度分析这一难，L：l、题。卜一zj。●研究了铁路枢纽实时车流的优化调整问题∥即在铁路枢纽编组站作业分工既定的情况下。实时确定到达列车的接入地点和出发列车的编组地点。)一／，——!／(查17术很难得到法应

6、用于铁文所建的模型均为大规模O—l规划和整数规划问题，传统的优化技、，——、v，——～问题的最优解，为此涔丈将非数值并行算法的前沿技术——遗传算路枢纽编组站作业分工问题的寻优过程，并根据所建模型的特点使用了多种改进措旌和基于问题特点的启发式策略。／一毛●阱对现行路网车流组织和铁路枢纽编组站作业分工之间的不合理关系，＼本文提出了一种新的耦合模式，即先确定路网车流组织方案，在此基础上／再来确定铁路枢纽编组站作业分工方案。●以我国某铁路枢纽为背景，利用上述理论和算法编制了相应的计算机程序，对论文建立的所有模型进行

7、了仿真计算，并与现行的作业方案进行了计算对比。计算结果表明，本文构造的模型和设计的算法能够有效地解决铁路枢纽编组站作业分工问题。关键词铁路枢纽，双向编组站，编组站，作业分工，车流组织，作业方案，折角车流，随机优化，实时调整，计算机仿真，优化模型，遗传算法，启发式策略2jt方交通^埠嶙±咎m*文擅薹AbstractArailwayhubiscomposedofspecialstationsandlinesthatlinkthesestations，generallywhichislocatedataplace

8、wherethreeormorethanthreemainrailwaylinesalecrossed，andpassengertraffic，freighttrafficandtraintrafficisexchangedandclassifiedinthehub．Mostofbigrailwayhubsallovertheworldincludemanymarshallingyards，suchasChica