煤运通道能力释放条件下非煤品列车运输组织方案研究

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国家经济转型、新能源技术发展以及经济增长速度减缓等诸多变化致使煤炭需求量后劲不足,以煤炭为主要运输对象的包神铁路集团为发挥线路运能和减少运营损失,必须将目光投向非煤品货物。对非煤品货物的铁路运输一方面可补充铁路货运收入,另一方面对提升铁路物流市场竞争力具有重要意义。本研究在分析国内外相关研究基础上,开展非煤品运输业务的现场调研,提出煤运通道运能释放条件下非煤品列车组织方案的基本思路、技术与方法,对于我国传统铁路煤运企业开拓非煤品运输业务具有一定的现实意义。本论文主要研究内容有如下几个部分:首先,明确煤运通道能力释放概念,确定非煤品运输组织为研究对象,分析非煤品货物特点及运输组织特点,再基于市场化及物流化思想研究非煤品列车的组织模式。其次,在宏观层面,利用SWOT方法对传统煤运铁路企业开展非煤品运输业务的可行性进行分析,从内部优势、内部劣势、外部机遇、外部威胁四个层面进行剖析,并进行交叉比对,提出改进措施;在区域层面,利用调研及统计数据对包神铁路周边开展非煤品运输业务的可行性进行分析,综合地区产业结构和竞争格局两个层面进行剖析。接着,结合煤运通道能力释放条件下非煤品运输组织的特点,考虑铁路自身资源分配情况、通道能力限制、车站装卸能力及站点服务时间窗、货物运输准时性等重要约束,基于离散时空网络方法及带时间窗的车辆路径模型理论(VRPTW,Vehicle Routing Problem With Time Windows)构建了非煤品列车组织方案模型。进一步地,分析非煤品列车组织方案模型的特点及求解难点,设计基于遗传算法的模型求解步骤和实现流程。最后,利用商业求解软件Lingo在小案例上对模型进行求解,验证模型的有效性;基于包神铁路实际路网以及大规模实验货流数据,在MATLAB平台设计遗传算法进行求解,验证了算法的有效性和模型的实用性。
致谢第5-6页
摘要第6-7页
ABSTRACT第7-8页
1 绪论第13-25页
    1.1 论文研究背景及意义第13-15页
        1.1.1 研究背景第13-14页
        1.1.2 研究意义第14-15页
    1.2 文献综述第15-20页
        1.2.1 文献检索与趋势分析第15-16页
        1.2.2 国外研究现状第16-17页
        1.2.3 国内研究现状第17-19页
        1.2.4 研究现状分析第19-20页
    1.3 研究内容与框架第20-25页
        1.3.1 研究内容第20-21页
        1.3.2 技术路线第21-23页
        1.3.3 论文结构第23-25页
2 煤运通道非煤品运输理论基础与研究界定第25-41页
    2.1 煤运通道概念内涵第25-29页
        2.1.1 运输通道涵义第25-26页
        2.1.2 煤运通道概念第26-28页
        2.1.3 通道运能释放的前提条件第28-29页
    2.2 非煤品货物运输研究界定第29-37页
        2.2.1 非煤品货物内涵第29-31页
        2.2.2 非煤品运输组织要求第31-32页
        2.2.3 非煤品运输组织特点第32-33页
        2.2.4 非煤品运输组织模式变化第33-34页
        2.2.5 非煤品运输组织影响因素第34-35页
        2.2.6 非煤品运输组织流程第35-37页
    2.3 研究范围与重点问题突破第37-41页
        2.3.1 非煤品运输组织关键问题第37-38页
        2.3.2 非煤品运输组织解决方案第38-41页
3 既有煤运通道拓展非煤品运输业务的经济分析第41-55页
    3.1 非煤品运输业务可行性宏观分析第41-47页
        3.1.1 非煤品运输业务可行性内部优势(Strengths)第41-43页
        3.1.2 非煤品运输业务可行性内部劣势(Weaknesses)第43-44页
        3.1.3 非煤品运输业务可行性外部机遇(Opportunity)第44-45页
        3.1.4 非煤品运输业务可行性外部威胁(Threats)第45-46页
        3.1.5 可行性SWOT矩阵分析小结第46-47页
    3.2 包神铁路周边区域非煤品运输市场分析第47-55页
        3.2.1 区域市场分析流程第47-48页
        3.2.2 区域市场产业结构分析第48-51页
        3.2.3 区域货流市场竞争格局第51-53页
        3.2.4 区域目标市场分析小结第53-55页
4 煤运通道能力释放条件下非煤品列车组织方案的模型构建第55-71页
    4.1 非煤品列车组织方案基本理论第55-58页
        4.1.1 非煤品列车组织方案编制流程第55-56页
        4.1.2 非煤品列车组织方案编制原则第56页
        4.1.3 非煤品列车组织方案编制内容第56-57页
        4.1.4 考虑时间窗限制的非煤品列车组织方案编制第57-58页
    4.2 基于时空网络方法的非煤品运输建模思路第58-63页
        4.2.1 离散时空网络方法第59-60页
        4.2.2 离散时空网络分析第60-61页
        4.2.3 非煤品运输时空网络模型构建思路第61-63页
    4.3 非煤品列车组织方案模型构建第63-71页
        4.3.1 模型预分析第63-64页
        4.3.2 模型假设第64页
        4.3.3 模型参数设置第64-66页
        4.3.4 模型目标函数第66-67页
        4.3.5 模型相关约束第67-69页
        4.3.6 非煤品列车组织方案模型第69-71页
5 求解VRPTW模型的启发式算法第71-81页
    5.1 VRPTW问题主要求解方法第71-72页
    5.2 遗传算法概述第72-74页
        5.2.1 遗传算法基本原理第72页
        5.2.2 遗传算法求解步骤第72-73页
        5.2.3 遗传算法特点分析第73-74页
    5.3 模型预处理第74-75页
        5.3.1 模型要点分析第74页
        5.3.2 约束条件处理分析第74-75页
    5.4 遗传算法求解设计第75-81页
        5.4.1 关键步骤设计第75-78页
        5.4.2 关键参数设计第78-81页
6 实例分析-以神华包神铁路为例第81-101页
    6.1 简单路网案例设计第81-86页
        6.1.1 算例背景第81页
        6.1.2 算例参数标定第81-83页
        6.1.3 算例结果分析第83-86页
    6.2 包神铁路非煤品运输实例计算第86-100页
        6.2.1 包神铁路非煤品运输概况第86-87页
        6.2.2 包神铁路线路概况第87-90页
        6.2.3 实例相关数据获取第90-94页
        6.2.4 模型求解第94-97页
        6.2.5 求解结果分析第97-100页
    6.3 本章小结第100-101页
7 结论与展望第101-103页
    7.1 主要工作及结论第101-102页
    7.2 需要进一步进行探讨的问题第102-103页
参考文献第103-109页
附录A第109-111页
附录B第111-113页
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果第113-117页
学位论文数据集第117页
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