[00791454]铁路运输集结与车流中转的组合优化关键技术及应用

中国铁路每年产生的中转作业车辆数以亿计，物流的中转延误达数百亿吨小时，涉及到的各种品类货流达数十万股，其对应的直达列车编组集结与车流中转滞留的组合优化问题具有超指数的复杂度，是运输与物流领域一个亟待解决的科学难题。该成果早期研究始于1991年，此后在铁道部科技研究开发计划、国家自然科学基金项目及铁路相关企业课题的支持下，从理论到应用历经二十年探索，突破了一系列关键技术，建立了覆盖国家铁路网全部编组站的车流直达与中转组合优化理论及技术体系，取得了多项技术创新成果，包括：1.建立了基于物流成本的装车地直达列车编组计划优化模型；运用分段连续函数技术解决了直达列车编组去向受调车线数量限制的非线性约束条件下的建模难题；修正了直达列车途经支点站均存在无调作业假设的缺陷，首次构建了适应机车长交路的列车编组计划通用模型，实现了车流组织理论与铁路行车组织实践的完美对接。2、首次把模拟退火方法运用于车流直达与中转模型的数值计算，解决了列车编组计划优化关键技术难题、优化范围可达200个支点站、40000股车流的规模，满足了中国当前及中长期规划铁路网规模的车流组织和编组站布局优化需求。3、在直达列车开行方案形成的墓础上，采用运行图群体协同编制技术实现了直达列车运行线在有效通行周期内的均衡分布，最大限度减少了在支点站集结完成后的直达列车因等待出发运行线造成的中转车流附加延误，使得减少车流中转滞留的优化效果在铁路行车组织的两大支柱计划中接续实现，避免了大尺度范围内行车组织技术的短板效应。该成果对加速铁路机车车辆周转、压缩全社会物流的在途时间、优化铁路网规划与编组站布局等具有重要作用，在铁路运输组织和铁道勘察设计领域得到了广泛应用，明显地提升了相关领域企业在运输与物流行业的竞争力，显著促进了该行业的关键技术进步，并取得了重大的经济和社会效益，近三年仅部分铁路局由于货车周转时间缩短所产生的货车年均使用费节支以及提高运输效率带来的新增装车收益之和就逾十亿元。该成果的学术创新受到国际权威学者的认同，总体技术处于国际先进水平、部分关健技术处于国际领先水平。2000年以来该成果获得了中国物流与采购联合会科技进步一等奖(2011 )、中国铁道学会科学技术一等奖(2011)和二等奖(2009)等，共计7项省部级奖项。依据该成果撰写的学术论文“Optimizing the freight train conncetion service network of alarge-scale rail system(大规模铁路系统货物列车连接服务网络优化，即列车编组计划优化)”已经被国际运输科学与技术领域排名第一的学术期刊Transportation Research-Part B所接收，这也是中国铁路车流组织领域被该刊物录用的首篇论文，对提升中国在该领域的国际学术地位将发挥重要的作用。