鐵路運(yùn)輸服務(wù)時(shí)空網(wǎng)絡(luò)模型與算法結(jié)題摘要

鐵路運(yùn)輸業(yè)是社會(huì)的基礎(chǔ)性行業(yè)之一，它在社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中占有極其重要的地位。本項(xiàng)目結(jié)合鐵路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際特點(diǎn)，從研究運(yùn)輸服務(wù)的時(shí)空特性和處理運(yùn)輸過程中不確定因素的角度出發(fā)，探討鐵路運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)和列車群控制問題建模和求解的新方法。主要做了如下三方面的研究工作： (1) 研究了帶不確定信息的列車運(yùn)行時(shí)空?qǐng)D優(yōu)化設(shè)計(jì)及調(diào)整問題。具體來說，針對(duì)運(yùn)行時(shí)空?qǐng)D設(shè)計(jì)中的隨機(jī)信息，構(gòu)建了該問題的期望值模型及關(guān)鍵值模型，并設(shè)計(jì)了基于分枝定界算法的啟發(fā)式搜索算法。針對(duì)列車運(yùn)行中由于事故導(dǎo)致不能按圖運(yùn)行的情況，將發(fā)生的事故時(shí)間處理為模糊變量，在利用時(shí)空網(wǎng)絡(luò)描述列車運(yùn)行軌跡的基礎(chǔ)上，為列車運(yùn)行調(diào)整問題構(gòu)建兩階段期望值模糊規(guī)劃模型和基于時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的兩階段最小風(fēng)險(xiǎn)模型，為模型設(shè)計(jì)GAMS代碼搜索近似最優(yōu)解。 (2) 應(yīng)用不確定優(yōu)化技術(shù)研究鐵路運(yùn)輸服務(wù)最小風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)問題。將列車貨運(yùn)方案編制過程中的不確定信息處理為不確定變量并提出平均機(jī)會(huì)測度以度量不確定事件發(fā)生的機(jī)會(huì)?；诖?為列車貨運(yùn)方案的優(yōu)化建立不同準(zhǔn)則下的決策模型。設(shè)計(jì)了基于可行路搜索、隨機(jī)模糊模擬和遺傳算法的混合算法求解模型。進(jìn)一步，利用可信性測度，為該問題建立了可信性約束下的最小風(fēng)險(xiǎn)模型，探討了了模型的數(shù)學(xué)性質(zhì)及等價(jià)類。為求解復(fù)雜模型，進(jìn)一步研究數(shù)學(xué)模型的近似化方法,并設(shè)計(jì)了禁忌搜索算法求解模型的近似最優(yōu)解。 (3)從惰行控制的角度，以極小化能耗和運(yùn)行時(shí)間為目標(biāo)，構(gòu)建鐵路網(wǎng)上列車群控制與組織一體化模型并設(shè)計(jì)高效求解算法，為完善實(shí)際環(huán)境下列車群的優(yōu)化控制方案提供重要的指導(dǎo)。此外，首次提出了能耗約束下最小化旅行時(shí)間的列車群最優(yōu)控制問題，在一般條件下分析了最優(yōu)解的工況類型及其轉(zhuǎn)換策略。通過研究能耗與旅行時(shí)間之間的解析函數(shù)關(guān)系，基于二分法思想設(shè)計(jì)了求解列車節(jié)能操縱問題的快速有效算法。 上述研究對(duì)鐵路運(yùn)輸服務(wù)的完善與發(fā)展具有重要意義。 2100433B

傳統(tǒng)的鐵路運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)僅考慮了運(yùn)輸服務(wù)集合及貨物的運(yùn)送路徑，沒有考慮運(yùn)輸服務(wù)具體的時(shí)間安排，故后續(xù)的服務(wù)中還需要確定額外的列車服務(wù)時(shí)間表。實(shí)際上，通過這種方法找到既滿足前階段已確定的運(yùn)輸任務(wù)，又符合各線路和場站能力限制的運(yùn)行時(shí)間表往往比較困難。因此，構(gòu)建同時(shí)考慮運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)問題和時(shí)間表問題的綜合模型并能夠有效求解將有助于提高運(yùn)輸服務(wù)的可靠性和可實(shí)施性。本項(xiàng)目將針對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究結(jié)果較難直接指導(dǎo)實(shí)際作業(yè)的弊端，探討鐵路貨運(yùn)服務(wù)設(shè)計(jì)問題建模和求解的新方法。首先，在研究能合理描述鐵路運(yùn)輸特征的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)要素的基礎(chǔ)上，建立偏向操作層面的運(yùn)輸服務(wù)時(shí)空網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，討論模型的數(shù)學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)基于啟發(fā)式算法的高效求解算法。同時(shí)考慮軌道交通系統(tǒng)中存在的不確定性對(duì)時(shí)空服務(wù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響，建立運(yùn)輸時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的最小風(fēng)險(xiǎn)模型，最大限度降低不確定性導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目的研究對(duì)鐵路運(yùn)輸服務(wù)的完善與發(fā)展具有重要意義。

《貨物裝載布局模型與算法》將貨物重量在容器中的均衡分布作為裝載優(yōu)化布局的前提，以裝載空間與能力大化為優(yōu)化目標(biāo)，建立平衡裝載布局問題的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)相應(yīng)的布局方法。重點(diǎn)探討一車多件貨物平衡裝載、多車多件貨物平衡裝載、帶軸重約束平衡裝載、帶集重約束平衡裝載和多階段帶時(shí)間約束裝載布局問題。

鐵路超限超重貨物運(yùn)輸優(yōu)化模型與算法內(nèi)容簡介

雷定猷編著的《鐵路超限超重貨物運(yùn)輸優(yōu)化模型與算法》從信息化角度來論述超限超重運(yùn)輸優(yōu)化問題，提出了一系列超限超重運(yùn)輸優(yōu)化模型與算法，探索更好地解決超限超重貨物運(yùn)輸組織和運(yùn)輸安全問題的途徑。全書共七章節(jié)，內(nèi)容包括鐵路超限超重貨物運(yùn)輸評(píng)價(jià)、鐵路建筑限界綜合、鐵路超限超重貨物裝載決策、鐵路超限超重貨物運(yùn)輸徑路優(yōu)化等。

鐵路超限超重貨物運(yùn)輸優(yōu)化模型與算法作者簡介

中南大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院教授，博士，博士生導(dǎo)師，中南大學(xué)綜合交通系統(tǒng)研究所所長。從1993年開始一直從事交通運(yùn)輸組織的教學(xué)和科研工作。國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，國際三大檢索論文40余篇。主持了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鐵路超限超重貨物運(yùn)輸組織理論研究”和系列“超限超重貨物運(yùn)輸和貨物裝載布局”的鐵道部重點(diǎn)課題；開發(fā)了C/S和B/S兩種模式的站段級(jí)、鐵路局級(jí)和鐵道部級(jí)三個(gè)層次的超限超重貨物運(yùn)輸決策軟件，軟件目前全路使用，并獲得了廣鐵集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，鐵道部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

《GIS與地圖信息綜合基本模型與算法》是作者毋河海完成的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家測繪局科研項(xiàng)目和教育部高校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)基金項(xiàng)目等地圖綜合問題研究成果的集成，書中研究的僅是在地圖數(shù)據(jù)庫或GIS空間數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的地圖空間信息。