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混合形专用线取送作业方案编制优化研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：丛铭宋瑞何世伟赵日鑫迟居尚赵子琪王攸妙北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室

铁路专用线是连接干线运输与大型港口、工矿企业、物流园区等“最后一公里”末端运输的关键纽带，科学合理制定专用线取送作业方案可以有效缩短货车在站停留时间和提高货物运输效率。为更好体现专用线取送作业过程中的跨放射枝走行过程... 详细信息

铁路专用线是连接干线运输与大型港口、工矿企业、物流园区等“最后一公里”末端运输的关键纽带，科学合理制定专用线取送作业方案可以有效缩短货车在站停留时间和提高货物运输效率。为更好体现专用线取送作业过程中的跨放射枝走行过程，并为跨越车站正线时机的判断提供参考，本文基于混合形专用线取送作业特点构建作业网络，并以最小化调机作业时间和货车取送影响时间为目标，综合考虑调机、专用线能力和侵正作业时间窗等约束条件，构建混合形专用线取送车优化模型以适应不同运营条件下的取送作业需求。考虑到专用线取送车问题属于NP-hard问题，本文设计了基于保留优势基因结构，具有收敛速度快特点的微进化算法进行求解，并以某铁路货运站的实际运营场景为案例，对提出的模型和算法进行验证。研究结果表明：本文设计的微进化算法相较于GUROBI求解器、遗传算法和遗传模拟退火算法分别减少了77.39%、41.75%和30.48%的求解时间，且微进化算法所得专用线取送方案的质量优于其他两种算法并接近于GUROBI求解器的结果，微进化算法所采用的优势基因结构机制可以提高混合形专用线取送作业方案的求解速度，证明了本文所构建模型和算法的有效性。研究结果可以为车站进一步实现专用线取送作业方案的高效自动编制提供参考。

关键词：铁路运输混合形专用线取送作业方案车站作业计划微进化算法

基于空间杜宾面板模型的中国港口溢出效应研究

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上海海事大学学报 2024年第3期45卷 65-74页

作者：邱一君章强上海海事大学交通运输学院上海201306

为加快港口协同发展,基于空间杜宾面板模型从沿海港口整体视角和港口群视角测度我国港口的空间溢出效应以评判港口间的竞争与合作关系,并采用空间效应分解方法分析港口间竞争与合作的潜在经济动因。对我国沿海分属五大港口群的45个港口... 详细信息

为加快港口协同发展,基于空间杜宾面板模型从沿海港口整体视角和港口群视角测度我国港口的空间溢出效应以评判港口间的竞争与合作关系,并采用空间效应分解方法分析港口间竞争与合作的潜在经济动因。对我国沿海分属五大港口群的45个港口展开实证研究,结果显示:我国沿海港口整体上呈负的空间溢出效应,港口间存在一定程度的竞争态势;从港口群视角来看,空间溢出效应在不同港口群的表现具有一定差异性。长三角港口群呈正向空间溢出效应,港际关系以合作为主导;环渤海港口群和西南沿海港口群呈负向空间溢出效应,港际关系以竞争为主导;东南沿海港口群和珠三角港口群在统计意义上并不存在空间溢出效应。总体而言,港口城市的固定资产投资、人均GDP、第三产业占GDP比重、进出口总额等是促进港口发展的重要经济要素,相关经济要素在不同区域对港口的空间效应影响也具有差异性。

关键词：港口群空间溢出效应空间杜宾面板模型

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速度350km/h高速铁路长大下坡地段闭塞分区设置方法研究

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铁道学报 2024年第1期46卷 72-80页

作者：张守帅张雨洁闫海峰田长海骆泳吉西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611576 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

通过分析长大下坡道闭塞分区长度对CTCS-3级和后备CTCS-2级列控系统的影响,指出二者对闭塞分区长度的需求完全相反,并针对CTCS-3级列控系统的行车许可回缩、速度突降等问题的产生原因进行分析。阐述坡度、闭塞分区长度与不同列控模式下... 详细信息

通过分析长大下坡道闭塞分区长度对CTCS-3级和后备CTCS-2级列控系统的影响,指出二者对闭塞分区长度的需求完全相反,并针对CTCS-3级列控系统的行车许可回缩、速度突降等问题的产生原因进行分析。阐述坡度、闭塞分区长度与不同列控模式下列车运行速度、追踪间隔时间等要素之间的关系,制定闭塞分区设置的基本原则。检算典型坡度下闭塞分区长度设置的合理区间范围及相应追踪间隔时间,指出坡度超过-30‰后将无法兼顾不同列控等级下的运行速度。设计模拟退火算法,根据闭塞分区设置原则及闭塞分区取值规律,给出压缩求解空间、提高求解效率的方法。以郑万高速铁路长大下坡地段为例,对闭塞分区设置进行优化,在不考虑其他约束的前提下,与设计院优化方案相比,本求解优化方案在确保CTCS-3级控车模式下允许速度可达350 km/h的同时,将CTCS-2级控车模式下的允许速度提高30 km/h,追踪间隔时间压缩23 s。

关键词：高速铁路长大下坡道 CTCS-3级列控系统闭塞分区行车许可

考虑均衡服务和停站协同的城际铁路周期运行图优化

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：周文梁闫璐云中南大学交通运输工程学院

城际铁路作为城市群中旅客出行的骨干，对促进城市群内城市之间人员往来和各生产要素流动具有重要意义。周期列车运行图使得列车等时间间隔运行、具有周期规律性，能够为居民提供更便捷的出行服务。为了通过均衡各OD服务列车发车和降低... 详细信息

城际铁路作为城市群中旅客出行的骨干，对促进城市群内城市之间人员往来和各生产要素流动具有重要意义。周期列车运行图使得列车等时间间隔运行、具有周期规律性，能够为居民提供更便捷的出行服务。为了通过均衡各OD服务列车发车和降低列车旅行时长来提高旅客出行效率，进而提高城际铁路旅客服务水平，在构建周期时间-空间网络的基础上，以最小化列车总旅行时间和OD列车服务均衡性为目标，考虑OD最小服务列车数量约束、列车最大旅行时长约束等，建立考虑停站的城际铁路周期列车运行图优化的多目标整数规划非线性模型，进而设计了一种基于有向图弧权优化的启发式算法对模型进行求解。算法为了体现不同列车对相同有向弧使用成本的差异性，提出了一种基于列车的差异化弧权体系，实现相同有向弧为不同列车设置不同惩罚权值，以引导不同列车选择不同运行路径。最后以京津城际铁路周期运行图编制为例，对比分析了单目标优化时间、单目标优化OD服务均衡、固定列车停站优化和考虑列车停站优化多种情形下的优化结果，相比初始运行图而言，各优化结果分别提高了列车旅行时间和OD列车服务均衡性7%、36%、32%及38%的整体效益。研究结果可为城际铁路运营管理部门进一步优化周期列车运行图和提高旅客服务质量提供参考。

关键词：城际铁路周期运行图 OD服务均衡停站协同启发式算法

考虑晚点传播的重载铁路列车运行仿真与调整研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：彭浩宇何世伟蔡近近郑以宁北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室

为提高重载铁路列车运行质量，降低晚点传播对列车运行的干扰，准确掌握列车晚点状态，快速恢复列车运行秩序，开展考虑晚点传播的重载铁路列车运行仿真与调整研究。通过充分考虑晚点传播规律，引入时间步长的概念，构建一种改进的时间... 详细信息

为提高重载铁路列车运行质量，降低晚点传播对列车运行的干扰，准确掌握列车晚点状态，快速恢复列车运行秩序，开展考虑晚点传播的重载铁路列车运行仿真与调整研究。通过充分考虑晚点传播规律，引入时间步长的概念，构建一种改进的时间离散化的连续型元胞自动机仿真模型，选取某重载铁路两个区段2022年计划运行图中的上行列车为案例，其中，区段A共设有11个车站，上行列车90列，区段B共设有23个车站，上行列车111列。首先对正常运行情况下模型的准确性进行验证，以此为基础设计了两种贴合实际的晚点情况，对区间限速、列车出发晚点进行仿真与运行调整，并详细记录列车运行全过程的运行速度、距离始发站距离、工况信息等指标。通过绘制列车运行图、计算运行图缓冲时间，详细分析了列车在晚点状况下的运行规律。案例结果表明，在正常运行情况下，模型仿真结果与计划运行时间误差在4min以内，模型准确性较高，参数设置较为合理。在晚点情况下，选择区段A中的61210次列车与区段B的61102次列车，分别进行区间限速晚点仿真与列车出发晚点仿真。当晚点程度相同时，区段A中所受影响的列车数小于区段B内所影响的列车数，且区段A内的列车需要花费更少时间以恢复行车秩序。研究结果能为调度人员在晚点情况下进行调度指挥提供参考。

关键词：重载铁路晚点传播元胞自动机列车运行仿真列车运行调整

基于柔性生产机制的“前港后厂”港口取料机应急调度优化

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中国管理科学 2024年第3期32卷 210-217页

作者：黄肖玲李壮壮大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

港口“多品种,小批量”的原料取配送服务助力钢厂实现JIT生产,但取料机故障等作业突发事件也成为制约“港-钢”连续作业与生产的重要因素。因此,本文基于柔性生产机制提出精细化取料工艺,并以作业完成时间最小化为目标建立取料机应急调... 详细信息

港口“多品种,小批量”的原料取配送服务助力钢厂实现JIT生产,但取料机故障等作业突发事件也成为制约“港-钢”连续作业与生产的重要因素。因此,本文基于柔性生产机制提出精细化取料工艺,并以作业完成时间最小化为目标建立取料机应急调度模型,设计IBFA算法进行求解。最后,结合故障事件进行仿真实验,得出并分析了取料机应急调度方案。结果表明,应急调度可有效降低突发事件带来的影响,提高港口作业的柔性和效率,为实现港口物流链与钢厂生产链的无缝衔接提供科学的理论与方法。

关键词：前港后厂应急调度柔性生产取料机 JIT

中小无车承运人集中化运输合作——基于时间策略的视角

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中国管理科学 2024年

作者：刘舰方希荣张双枣兰州交通大学交通运输学院兰州交通大学高原铁路运输智慧管控铁路行业重点实验室

本文运用合作博弈理论研究了独立的无车承运人间通过集中化运输的合作问题。综合考虑了运能限制，运力现货市场价格，能力浪费惩罚等复杂情境，构建了基于时间策略的无车承运人联合集结成本分摊合作博弈模型。同现有的研究不同，该模型... 详细信息

本文运用合作博弈理论研究了独立的无车承运人间通过集中化运输的合作问题。综合考虑了运能限制，运力现货市场价格，能力浪费惩罚等复杂情境，构建了基于时间策略的无车承运人联合集结成本分摊合作博弈模型。同现有的研究不同，该模型的特征函数是基于联盟规模变化而建立的多值函数。研究显示，基于时间策略的最优决策在不同条件的触发下，将进一步分化为四种基本的集结发车策略，并形成相应的四类联盟。进一步研究了运力现货市场价格和能力浪费惩罚的变化对形成最终联盟的影响和适应范围。发现了随着联盟规模的扩大，大联盟形成的规律。并由此预测了大联盟形成的可能类型和可能路径。最后，从近视和远视的视角，分别运用核心和远视稳定集研究了比例分配方案对于形成稳定大联盟的促进激励作用。

关键词：集中化运输时间策略合作博弈分配大联盟稳定性

弱透水层瞬态水力参数的地质统计反演识别研究

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地质学报 2024年第1期98卷 324-331页

作者：庄超余文平严龙张健翼窦智杨蕴周志芳王锦国河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院江苏南京210029

弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间... 详细信息

弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间域上模型参数的动态变化可与空间域上模型参数的一维非均质性等价,因而可用地质统计反演方法可用于识别弱透水层瞬态K和Ss的新思路,实现了该方法在水文地质领域的创新性应用。以上海越流含水层系统为例,运用似线性地质统计反演算法,高精度地拟合了F16分层标处的长观变形数据,获取了原位透镜体状弱透水层K和Ss的瞬态特征。反演结果显示,观测时段内K的变幅为1.02×10^(-5)~5.89×10^(-4)m/a,平均值为1.38×10^(-4)m/a,Ss的变幅为4.34×10^(-4)~6.02×10^(-3)m^(-1),平均值为2.65×10^(-3)m^(-1)。基于反演所得参数瞬态特征,分析原位弱透水层在1994年前后分别以弹性和塑性变形为主,弱透水层K呈现与含水层水位相反的季节性变化特征,该现象可能与渗流力作用下细粒物质在含水层与弱透水层透镜体交界面附近的对孔隙的阻塞和疏通作用有关。该方法可获取完整观测时段内水文地质参数的动态变化轨迹,在计算评价地表水-地下水交互领域的河床渗透性、原位修复领域的渗透反应墙渗透性等的动态演化特征方面具有潜在的应用价值,并可作为构建水文地质领域、岩土工程等领域有关本构模型的有效辅助手段。

关键词：弱透水层瞬态水力参数地质统计反演时空等价性

速度时变下多越库中心协同的库门分配及车辆路径优化

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中国管理科学 2024年第4期32卷 108-119页

作者：范厚明白雪田攀俊张跃光大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

针对速度时变下多越库中心协同的库门分配及车辆路径优化问题,综合考虑多越库中心共同配送、车辆行驶速度时变、客户服务时间窗等因素,以集配货及仓库间转运的车辆派遣成本、车辆能耗成本、库内运输成本以及客户惩罚成本之和最小化为目... 详细信息

针对速度时变下多越库中心协同的库门分配及车辆路径优化问题,综合考虑多越库中心共同配送、车辆行驶速度时变、客户服务时间窗等因素,以集配货及仓库间转运的车辆派遣成本、车辆能耗成本、库内运输成本以及客户惩罚成本之和最小化为目标,建立优化模型。根据问题特征设计变邻域搜索算法求解,在集货、配货、库门分配阶段进行区间内的邻域搜索,通过插入、交换、2-opt等邻域结构寻优,以提高算法搜索速度、改善求解质量。通过多组算例验证了算法的有效性,并针对越库中心数量、多越库配送模式、车辆行驶速度、车辆类型进行相应的敏感性分析,研究结果表明:(1)考虑多越库中心协同配送得出的车辆调度及库门分配方案能有效降低越库中心运营成本,提高物流配送效率;(2)本文设计的变邻域搜索算法通过区间内邻域搜索增强了算法的寻优能力,提高了求解质量;(3)采用电动车配送比燃油车或混合车队配送节约运输成本,各物流企业应加大对电动车辆的使用,优先考虑派遣电动车进行配送服务。本文的研究结果不仅丰富了越库配送模式下的车辆路径问题研究,也为物流企业科学制订配送方案提供理论依据。

关键词：多越库中心库门分配速度时变库间转运变邻域搜索算法