列车径路、编组计划与运行图复合优化的动态服务网络设计模型

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1、北方交通大学博士学位论文列车径路、编组计划与运行图复合优化的动态服务网络设计模型姓名：马苏德·雅基尼申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：杨浩;何世伟20030301摘要现有的列车径路与编组计划模型可以生成一个描述货车径路、开行各种列车及其发车频率的运输计划。然而，由于该模型未能考虑到列车运行的时间安排，难以获得一个可以包括所有计划列车而且满足线路与车站能力要求的时刻表。因此，设计并实现一个货车径路与列车运行图的复合模型具有非常重要的实际意义，它不但可以显著地提高服务的可靠性，还可以大幅度地降低成本。本文的研究目标是提出一个复合优化模型以同时编制列车径路、编组计划与列车运行图。论

2、文从不同的角度出发，提出了基于弧的确定性动态服务网络设计结构与基于径路的确定性动态服务网络设计结构的两个不同但等价的列车径路、编组计划与列车运行图的复合优化模型。虽然这两个模型包含不同的约束条件与决策变量，但可以得到相同的优化结果。构造复合模型的目的是为了解决下列几个重要的铁路运营问题：(1)列车运行径路的选择；(2)列车运行速度与开行频率的优化；(3)直达列车开行方案：(4)对应不同货运需求的列车发车顺序；(5)货车在途中车站的作业内容；(6)货物列车的编组方案：(7)列车时刻表。模型的目标函数为：在对货物提前或推迟送达施加一定惩罚费用的条件下，使列车固定成本、车站成本、货车时间成本以及特定

3、需求成本的总和最小化。模型的约束条件包括列车编组辆数限制、需求满足以及线路与车站能力等。针对上述模型，本文提出了一个基于径路的、组合了精确算法与禁忌搜索算法的启发式算法，并运用两个铁路网络的案例、分别使用OsLMIPsolution3．0软件包的精确算法与该算法进行对比验证。计算结果表明，该算法与OSL之间的误差均小于5％。本文的研究表明，列车径路、编组计划与运行图三者的复合优化闯题可以用基于径路的动态服务网络设计来表述，而且，实验结果说明，采用禁忌搜索算法寻优是非常有效的。关键词：铁路运输；货运径路：列车运行图；复合模型；优化；禁忌搜索p^o“tyandatwhatfkquencies?Wh

4、ichpaIrsofterminaIsaretobeprovidedwithdirecttrainconnections?Foreachfieightclass，whattrainsequenceshouldbeusedandwhatopemtionsshouIdbepe—’onTIedonthecafSateachinterrne出arystop?Howcarsarephysjcallygrouped“thintmins?whatt油e订ainsnm?TheobJectiVeofthemodelsaretomjnimjzetotaIfixedcostoftr撕ns，yardcosts，car

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6、hemodelwasappliedtotwomilroadnetworksToshowtheaccumcvofour协busearchmetllod、vehaveusedOSLMIPSoIutjon3O．TheresuItssho、vedthatthegapbetweenourmethodandOSLisIessthanfivepercentThedeVeIopmentofthemodelinthjsstudyhasdemonstratedthatcompoundtrainrouting，makeup，andscheduIingproblemcanbefb皿ulatedinapath．base

7、ddynamicservlcene铆orkdesjgnandatabusearchmethodisaveryemcientmethodtosoJveltI(eywords：Ra订roadTransportation，FreightRouting，TrainSchedulingCompo明dModeIs，Optimization，TabuSearchDEDICATIoNInthenameofGod，