铁路运输网络优化
国外铁路货物运输的现状及其发展趋势
国外铁路货物运输的现状及其发展趋势近年来,随着全球化的加速推进,国外铁路货物运输正在成为国际贸易中的重要组成部分。
本文将探讨国外铁路货物运输的现状以及未来的发展趋势。
一、国外铁路货物运输的现状国外铁路货物运输呈现出以下几个特点:1. 多模式运输的综合利用:在国外,铁路货物运输往往与其他运输方式相结合,形成多模式运输体系。
例如,铁路与海运、公路、航空等相结合,形成完整的货物运输网络。
这种多模式运输的综合利用不仅提高了运输效率,还降低了运输成本。
2. 区域合作的加强:为了推动国际贸易的发展,国外各国之间积极开展铁路货物运输的区域合作。
例如,欧亚大陆桥项目的实施,将亚洲与欧洲的铁路网相连,加速了货物运输的通畅。
3. 绿色环保的倡导:随着环保意识的提高,国外铁路货物运输越来越受到关注。
相比于公路货运,铁路货物运输具有更低的碳排放和能源消耗。
因此,许多国家鼓励企业选择铁路运输,以减少环境污染。
二、国外铁路货物运输的发展趋势在未来,国外铁路货物运输将继续发展,并呈现出以下几个趋势:1. 技术创新的推动:随着科技的不断进步,国外铁路货物运输将借助信息化、智能化技术的应用,提高运输效率和服务质量。
例如,通过物联网技术,实现对货物的实时监控和追踪,提高运输安全性。
2. 优化运输网络:为了提高铁路货物运输的效率,国外各国将加强对铁路网络的建设和优化。
通过增加铁路线路、提升线路运营能力,实现货物运输的快速、便捷和安全。
3. 推动跨境贸易:国外铁路货物运输将继续推动跨境贸易的发展。
通过建设跨境铁路运输通道、推进贸易便利化改革,实现货物的快速通关和顺利流通。
4. 绿色可持续发展:环境保护将成为国外铁路货物运输发展的重要方向。
各国将加大对铁路货物运输的环保投入,推广清洁能源的使用,减少对环境的污染。
国外铁路货物运输正处于快速发展的阶段。
随着技术的创新和运输网络的优化,铁路货物运输的效率和服务质量将不断提高。
同时,环保意识的增强也将推动铁路货物运输向绿色可持续发展的方向发展。
铁路物流运作管理与效率提升
铁路物流运作管理与效率提升铁路物流运作管理是一个复杂而重要的领域,它涉及到许多方面,包括货物的装载、运输、卸载、仓储、配送等环节,需要协调多方资源,以达到高效、安全、可靠的运营效果。
本文将从物流运作管理的角度探讨铁路物流运作的优化与提升。
一、运输网络建设与优化铁路物流运输网络是物流运作的基础,是各种资源的集结和分发中心。
因此,建设和优化铁路运输网络对于物流运作至关重要。
在铁路物流运输网络优化的过程中,需要考虑如下几个因素:1. 运输线路布局:运输线路是指运输过程中所耗费的路程和路径。
通过优化运输线路布局,可以最大限度地利用铁路资源,减少资源浪费和运输成本,提高运输效率。
2. 运输车型选择:运输车型是指用于铁路运输方式的不同车型。
选用合适的车型可以有效减少能源和物资消耗,提高安全性和运输效率。
3. 仓库选址:在运输网络中,仓库位置的选择也非常关键。
选址可以采用经济学的空间模型来进行量化分析,为选择最佳仓库位置提供科学依据。
二、运载装备和技术的升级铁路物流运作管理需要使用各种运载装备,包括铁路车辆、物流设备、物流系统等设施。
运载装备和技术的升级也是提高运输效率和减少成本的重要手段。
具体来讲,需要考虑以下几个方面:1. 车辆升级:铁路车辆的升级现在已经成为了趋势。
相关技术在传统的车体设计、车辆悬挂、坐席布局、安全系统等方面进行了大量的改进,以提高运输效率和安全性。
2. 物流设备:物流设备的升级也非常重要。
例如,货物的集装箱化、托盘化、集中包装等技术的使用可以降低物流成本和时间消耗,提高装卸效率。
3. 物流系统:物流系统的升级可以大幅提高物流信息的流通效率。
物流系统应该与其他系统相互贯通,以避免信息孤岛和信息流失等不良现象,提高运输效率。
三、人力资源和技能培训铁路物流运作管理需要大量人力资源,包括铁路运输工人、仓库管理员、物流技术人员等等。
人力资源和技能是物流运作的基础和支撑,如何培训和提高人力资源的技能水平是铁路物流运作管理的重要问题。
运输网络优化
模型选择与适用性分析
模型选择
选择合适的模型是运输网络优化的关键。需 要根据问题的性质、规模和复杂性,选择适 合的模型进行描述和求解。
适用性分析
对所选模型的适用性进行分析,确保其能够 准确反映实际运输网络的特性和需求。同时 ,需要考虑模型的计算效率和可扩展性,以 便在实际应用中取得良好的效果。
03
常见算法与技术
算法
常见的运输网络优化算法包括Dijkstra算法、Bellman-Ford算法、遗传算法、 模拟退火算法等。这些算法用于寻找满足特定条件的优化路径或解决方案。
技术
相关技术包括启发式方法、元启发式方法、混合整数规划等。这些技术用于处 理大规模、复杂的运输网络优化问题,提高算法的效率和可行性。
重要性及应用领域
重要性
随着物流行业的快速发展,运输网络优化对于提高物流效率、降低物流成本具有重要意义。
应用领域
广泛应用于物流、交通运输、快递、仓储等行业。
优化方法与技术
优化方法
包括线性规划、整数规划、动态规划等数学优化方法,以及启发式算法、模拟退火算法等智能优化算 法。
技术
涉及GIS地理信息系统、大数据分析、人工智能等技术,用于数据处理、模型构建和优化求解。
展望
随着物联网、大数据和人工智能等技 术的发展,未来运输网络将更加智能 化和高效化,实现更加精细化的管理 和运营。
对企业的建议与启示
建议
企业应重视运输网络优化,加大投入力度,引进先进技术和管理经验,提高运输 网络的效率和可靠性。
启示
企业应积极探索新的运输模式和合作方式,以适应市场变化和客户需求,提升自 身竞争力和市场地位。
02
运输网络模型与算法
基础模型与概念
铁路货运大数据分析与优化
铁路货运大数据分析与优化过去的几年里,随着社会和经济的快速发展,铁路货运市场成为了一项重要的行业。
随之而来的是越来越多的数据,这些数据包含着运输流量、运输时间、车次和行车时刻表、监控视频、设备运行参数、行车速度等各个方面的信息。
然而这些数据如何处理呢?如何优化铁路货运?大数据分析和优化技术应该成为我们的关注焦点。
一、大数据分析在铁路货运中的应用对于铁路货运而言,其交通网络比较复杂而且涉及到的面很广,数据也比较多。
大数据分析可以帮助我们更好地理解这些数据,取出数据中的关键信息,并在此基础上做出有益决策。
1. 人员和车辆管理日常管理中,铁路货运公司需要对车辆和人员进行管理。
铁路公司可以利用大数据分析更好地跟踪车辆位置、记录车辆里程、统计到站时间等信息,有针对性地进行管控。
通过不断地累积和更新数据,可以建立更为完整有效的人员管理体系。
2. 运输监控铁路货运公司可以利用大数据监测货物运输的全过程,及时了解整个运输的安全、效率和成本情况,并对问题采取相应的应对措施。
同时,铁路货运公司也可使用大数据技术作为追溯体系,在发生异常时及时定位到发生异常的环节,整合各部门的力量,解决问题。
3. 运力优化铁路货运公司可以利用大数据分析从数据中找到运力缺口和瓶颈,精确地定位到需求空缺的地方,确定运力的最优组合,实现运力的优化配置。
除此之外,通过大数据分析,进行运力调整,并对方案进行优化,从而解决不同场景下的优化问题。
二、铁路货运的优化铁路货运市场的复杂性和竞争性是普遍认同的,铁路公司要想在激烈的市场竞争中脱颖而出,铁路货运的优化是一个重要的关键点。
1. 运输与道路互联随着交通运输体系的改革,铁路货运与公路运输的互联互通发展得越来越快,两者间的优势互补。
铁路公司可以通过优化铁路运输网络,建设多种运输模式下的转运枢纽,增强与其他运输方式、各大物流园区的无缝连接,实现高效的物流生态圈。
2. 寻找成本优势运输成本是铁路货运的重要成本因素,优化运输成本也是铁路货运的重要方面。
350_公里时速下高铁线路GSM-R_无线网络优化
78科技时空 Technical Horizon中国电信业CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE高速铁路GSM-R 关键指标覆盖优化是GSM 无线网络优化的核心之一。
GSM-R 系统承载CTCS-3级列控数据传送业务,场强覆盖应符合规定,95%的时间、地点概率条件下,最小可用接收电平Prmin 应高于-92dBm。
GSM-R 的网络服务质量全面反映了网络质量的好坏。
结合高铁C3线路联调联试来看,时速350公里的高速铁路对传输干扰时间、无差错传输两个指标要求极高,需要投入很大的人力物力。
覆盖和干扰问题是影响两个指标的关键因素,其原因类别及场景见表1。
干扰直接影响列控业务链路性能,会造成误码;基站覆盖异常,会导致切换位置不合理,发生错切、回切,这些都会影响指标达标。
表1 GSM-R 关键指标不达标原因及问题突出场景类别原因类别问题较为突出场景网内干扰1.直放站多径干扰2.网内同邻频干扰1.隧道区段2.交叉并线区段外网干扰1.运营商基站同邻频干扰2.宽频(阻塞)干扰靠近市区铁路覆盖不合理1.基站覆盖异常、天线角度产生变化2.参数设置不合理1.平原区段2.枢纽地区GSM-R 关键指标不达标优化方案平原区段无线网络覆盖优化平原地区过覆盖情况较为常见,过量覆盖会350公里时速下高铁线路GSM-R 无线网络优化高铁线路动车组列车运行途中发生C3无线超时、降级可能会导致列车晚点,降低运输效率,从而影响铁路运输秩序。
作为承载C3的通信网络,GSM-R 无线网导致的超时、降级问题需要重点关注。
从近年来的大数据分析结果看,湖北武汉铁路局管内高铁线路GSM-R 无线网存在基站覆盖情况变化、无线网络运行质量不稳等问题。
实现已开通高铁350公里时速常态化运营,涉及电务、通信、工务、供电等各专业协同调整。
其中,通信专业最主要的就是对GSM-R 服务质量进行优化调整,以下将结合郑武高铁达速的实施经验就网络服务质量优化进行研究探讨。
铁路交通运输运营优化策略研究
铁路交通运输运营优化策略研究铁路交通运输作为一种重要的公共交通方式,在现代社会中扮演着至关重要的角色。
因此,如何对铁路交通运输进行优化和改进成为一个关键的问题。
本文将研究铁路交通运输的优化策略,以提高运营效率和乘客满意度。
一、市场需求分析在制定铁路交通运输优化策略之前,我们首先需要进行市场需求分析。
这包括分析当前的运输市场规模、旅客出行流量、市场竞争情况等。
通过深入了解市场需求,我们可以更好地制定优化策略,以满足乘客的需求并提高铁路运输的竞争力。
二、运输网络优化铁路运输网络的优化对于提高运营效率和服务质量至关重要。
在优化铁路运输网络时,我们可以考虑以下几个方面:1.线路规划:通过分析市场需求,确定新的铁路线路规划,以缩短运输时间和提高运输效率。
同时,考虑线路密度和供需关系,实现合理的线路布局。
2.车辆调度:通过优化车辆的调度和分配,以最大程度地利用铁路资源,并提高列车的运行效率和准点率。
采用智能化的调度系统,实时监测车辆运行状况,及时调整运输计划。
3.站点布局:合理规划站点的布局,以满足乘客的出行需求和站点之间的换乘需求。
同时,优化站点之间的联系方式,提高乘客的出行便利性。
三、服务质量提升提升服务质量是优化铁路交通运输的关键一环。
以下是几个可以改进的方面:1.设施升级:投入资金改善车站和列车内部设施,提供更加舒适和便利的乘车环境。
安装电子导向系统和自动售票机,方便乘客购票和导航。
2.服务态度:培训服务人员,提高服务意识和服务技能,给乘客提供友好、周到的服务。
建立客户反馈机制,及时解决乘客的问题和投诉。
3.信息透明:提供准确、及时的车次信息,通过官方网站、手机应用和电子显示屏等渠道向乘客传递重要信息。
同时,提供乘客满意度调查,及时了解乘客的需求和意见。
四、安全管理和风险控制在铁路交通运输过程中,安全管理和风险控制至关重要。
以下是几个可以改进的方面:1.运营规范:制定严格的运营规范和标准,确保所有列车和设备的安全运行。
铁路运输网络规划与优化研究
铁路运输网络规划与优化研究随着经济的不断发展,铁路运输成为了我国经济发展的一个重要支柱。
因此,铁路运输网络规划与优化研究显得尤为重要。
一、铁路运输网络规划的意义1. 促进经济发展铁路运输是我国经济发展的重要方式之一,是国家交通运输的重要组成部分。
铁路网的规划和建设,不仅可以缩小城乡、区域、贫富差距,还可以加速国家经济结构调整和升级。
2. 提高运输效率铁路物流运输的优势在于运输能力大、效率高、稳定性好等方面。
因此,铁路网规划的目标是实现货物快捷流通,实现运输和物流的高效性。
3. 优化节能环保合理规划铁路网,可以优化铁路运输的垂直及水平结构,减少运力浪费和环境污染,同时提高运输效益,实现节能环保的目标。
二、铁路运输网络规划的特点1. 涵盖面广铁路网是物流运输的重要渠道,涵盖面广,包括路线规划、容量规划、停车场规划等,需要考虑到各个方面的因素。
2. 需要审慎考虑铁路网规划需要考虑到文化、地理、经济、社会等多方面因素,需要审慎考虑,避免出现重大失误。
3. 需要长远规划铁路网的规划需要考虑到未来的发展趋势,进行长远规划,以满足未来的发展需求。
三、铁路运输网络规划的优化方法1. 路线优化通过对线路进行优化,选择最短路线、选择合适的发车时间、避免串车等方法,以提高运输效率。
2. 线路容量优化通过线路容量的优化,可以扩大运输容量,提高铁路网的整体承载能力。
3. 站点优化通过对站点进行优化,可以提高到站速度,减少物流滞留时间,降低物流成本。
四、铁路运输网络规划的调整标准1. 充分考虑铁路线路的特点铁路线路的特点是其运行条件不受气候影响,因此,在铁路线路的规划中,应充分考虑其特点,合理的规划线路。
2. 充分考虑区域发展需求铁路网的规划应该充分考虑到区域的发展需求,从而规划一条为区域发展服务的铁路线路。
3. 充分调查研究对铁路线路是否需要调整,需要进行充分的调查研究。
只有深入了解铁路线路的运营状态和未来需求,才能合理进行调整。
交通运输网络的复杂性与优化
交通运输网络的复杂性与优化在当今社会,交通运输网络如同人体的血管系统一样,为经济发展和人们的生活输送着不可或缺的“养分”。
从繁忙的城市街道到跨越山川的高速公路,从广袤无垠的铁路干线到连接世界的航空线路,交通运输网络的复杂性日益凸显,而对其进行优化则成为了一个至关重要的课题。
交通运输网络的复杂性首先体现在其多元的构成要素上。
道路、铁路、航空、水运等多种运输方式相互交织,形成了一个庞大的体系。
不同的运输方式有着各自独特的特点和适用范围。
比如,公路运输灵活便捷,能够实现门到门的服务;铁路运输则适合长距离、大运量的货物运输;航空运输速度快,适合远距离的人员和高价值货物运输;水运虽然速度较慢,但运输成本低,适合大宗货物的长途运输。
这些不同运输方式的相互配合与衔接,使得交通运输网络变得极为复杂。
再者,交通运输网络的复杂性还表现在其时空分布的不均衡上。
在不同的地区,由于经济发展水平、人口密度、地理环境等因素的差异,交通运输需求存在着显著的差别。
例如,经济发达的沿海地区交通流量大,而一些偏远山区的交通需求相对较小。
在时间维度上,交通流量也会随着节假日、早晚高峰等因素而发生周期性的变化。
这种时空分布的不均衡给交通运输网络的规划和运营带来了巨大的挑战。
此外,交通运输网络还受到各种不确定因素的影响。
恶劣的天气条件,如暴雨、暴雪、大雾等,可能导致道路封闭、航班延误;突发事件,如交通事故、自然灾害等,会瞬间打破交通运输网络的正常运行秩序。
这些不确定因素的存在,使得交通运输网络的运行变得更加复杂和难以预测。
面对如此复杂的交通运输网络,优化工作显得尤为重要。
优化的目标在于提高交通运输网络的效率、安全性和可靠性,降低运输成本,减少环境污染,以满足人们日益增长的出行和货物运输需求。
为了实现优化,首先需要加强交通运输基础设施的建设。
这包括新建和扩建道路、铁路、港口、机场等设施,以增加交通运输网络的容量。
在建设过程中,要充分考虑到未来的交通需求增长,采用先进的设计理念和技术,确保基础设施的质量和耐久性。
铁路运输系统优化研究及应用
铁路运输系统优化研究及应用铁路运输系统是现代化物流体系中重要的一个环节,优化铁路运输系统不仅可以提高货物运输效率,也是实现全国交通运输产业绿色低碳化的重要内容和手段。
如何优化铁路运输系统,提高运输效率,降低运输成本,正成为我国交通运输领域的一个重要研究方向。
一、铁路运输系统存在的问题随着我国的发展,铁路运输的运量不断增加,但也面临着一系列问题:一是运输效率低下,二是安全隐患多,三是运维成本高昂,四是缺少智能监控手段。
1. 运输效率低下铁路运输系统中车辆多采用老旧技术,相对于新技术而言,运输效率低下。
铁路系统中车辆编组不合理,以至于车辆不能充分利用,疏运效率降低。
2. 安全隐患多在铁路运输系统中,由于车辆和设备的老化和人员管理不规范等原因,存在安全隐患。
一些严重的事故已经影响到了铁路运输系统的发展和安全。
3. 运维成本高昂随着政策的逐渐放开,铁路运输市场逐渐开放,运输成本逐年增加。
同时,增加了监管和维护费用,导致运维成本高昂,挤压了经营利润。
4. 缺少智能监控手段铁路运输系统的智能化程度也相对较低,缺少智能监控手段,也就无法展现更加科学的管理方式,这也导致了大量的资源浪费。
二、铁路运输系统优化解决方案优化铁路运输系统需要从多方面入手,解决好铁路运输系统存在的问题。
1. 设备改造促进运输效率提升可以通过设备改造并采用新技术,实现物流装备更新换代。
采用新型自动化设备可实现智能管理,取消人为因素的影响。
通过物联网技术,实现协同作业,解决车辆运输效率低下的问题,提升物流运输速度。
2. 科技手段确保安全在铁路运输系统的安全问题上,应该加大力度推广各种科技手段。
铁路运输系统的人员管理应该更加规范化和科学化,车辆的监控也应该更加高效。
使用高精度传感器和计算设备可以实现对在运输过程中的车辆状态实时监控,从而有效地预防事故发生。
3. 运维成本合理化运维成本高昂是铁路运输系统中的一个难题,因此必须在经济层面进行优化。
快递行业多式联运与网络优化解决方案
快递行业多式联运与网络优化解决方案第一章:引言 (2)1.1 行业背景 (2)1.2 多式联运概述 (3)1.3 网络优化意义 (3)第二章:多式联运模式分析 (3)2.1 主要运输方式 (4)2.1.1 公路运输 (4)2.1.2 铁路运输 (4)2.1.3 水上运输 (4)2.1.4 航空运输 (4)2.2 多式联运优势 (4)2.2.1 提高运输效率 (4)2.2.2 降低运输成本 (4)2.2.3 提高运输安全性 (4)2.2.4 促进区域经济发展 (4)2.3 多式联运现状 (5)2.3.1 多式联运市场规模 (5)2.3.2 多式联运企业竞争格局 (5)2.3.3 政策支持 (5)2.3.4 存在的问题 (5)第三章:网络优化技术概述 (5)3.1 网络优化方法 (5)3.2 网络优化算法 (6)3.3 网络优化发展趋势 (6)第四章:多式联运网络优化策略 (6)4.1 运输路径优化 (6)4.2 调度策略优化 (7)4.3 资源配置优化 (7)第五章:信息技术在多式联运中的应用 (7)5.1 信息化建设现状 (7)5.2 关键技术解析 (8)5.3 应用案例分析 (8)第六章:多式联运网络优化案例分析 (9)6.1 典型案例概述 (9)6.2 案例分析 (9)6.2.1 多式联运网络布局 (9)6.2.2 多式联运信息平台建设 (9)6.2.3 多式联运业务流程优化 (9)6.3 效果评估 (10)6.3.1 运输效率提升 (10)6.3.2 服务质量改善 (10)6.3.3 环保效益显现 (10)第七章:政策与法规环境优化 (10)7.1 政策法规现状 (10)7.1.1 国家层面政策法规概述 (10)7.1.2 地方层面政策法规现状 (11)7.1.3 存在的问题 (11)7.2 政策法规优化建议 (11)7.2.1 完善政策法规体系 (11)7.2.2 强化政策法规执行力度 (11)7.2.3 优化政策法规实施环境 (11)7.3 政策法规实施策略 (11)7.3.1 制定具体实施方案 (11)7.3.2 加强政策法规宣传和培训 (12)第八章:多式联运网络优化实施步骤 (12)8.1 项目策划与管理 (12)8.2 技术研发与实施 (13)8.3 运营与维护 (13)第九章:多式联运网络优化效益分析 (13)9.1 经济效益分析 (14)9.2 社会效益分析 (14)9.3 环境效益分析 (14)第十章:多式联运网络优化发展展望 (15)10.1 行业发展趋势 (15)10.1.1 联运网络化发展 (15)10.1.2 绿色物流成主流 (15)10.1.3 服务质量提升 (15)10.2 技术创新方向 (15)10.2.1 信息化技术 (15)10.2.2 智能化技术 (15)10.2.3 绿色技术 (15)10.3 产业发展建议 (15)10.3.1 完善政策法规 (15)10.3.2 加强基础设施建设 (16)10.3.3 培育专业人才 (16)10.3.4 深化合作与交流 (16)第一章:引言1.1 行业背景我国经济的持续增长和电子商务的蓬勃发展,快递行业作为现代物流体系的重要组成部分,正面临着前所未有的发展机遇。
物流运输网络优化策划方案通过优化运输节点和路径提高物流运输网络的效率和质量
物流运输网络优化策划方案通过优化运输节点和路径提高物流运输网络的效率和质量物流运输网络优化策划方案物流运输网络的优化是为了提高物流运输的效率和质量,通过优化运输节点和路径来实现目标。
下面将从优化运输节点和路径两个方面进行论述,并提出相应的策划方案。
一、优化运输节点优化运输节点是物流运输网络优化的重要任务之一。
物流运输节点是指物流运输活动中的汇集点和分拨点,它们在物流运输过程中起到了关键的作用。
优化运输节点主要包括以下几个方面:1. 仓库设施的优化:优化仓库设施可以提高物流运输的效率和质量。
首先,需要对仓库进行合理的布局和设计,使货物的存储、拣选和装载等操作流程更加顺畅。
其次,要配备先进的设备和技术,提高仓库的自动化程度,减少人工操作,提高工作效率。
此外,还需要定期对设施进行维护和更新,确保其正常运行。
2. 运输车队的优化:运输车队是物流运输的重要组成部分,优化运输车队可以提高物流运输的效率和质量。
首先,要对车辆进行合理的配置,根据货物的性质和运输距离选择合适的车型和数量。
其次,要做好车辆的维护和保养,确保车辆的正常运行。
同时,要合理安排车辆的调度,提高车辆的利用率,减少空驶率。
此外,还可以使用先进的车辆管理系统,实时监控车辆的位置和状态,提高运输效率。
3. 信息系统的优化:信息系统在物流运输中起到了重要的作用,优化信息系统可以提高物流运输的效率和质量。
首先,要建立完善的物流信息系统,实现信息的共享和流通。
其次,要使用先进的信息技术,如物联网、云计算等,提高信息处理的速度和准确性。
同时,要加强对信息系统的安全管理,确保信息的保密性和完整性。
二、优化运输路径优化运输路径是物流运输网络优化的另一个重要任务。
物流运输路径是指货物从起点到终点的具体路径,通过优化运输路径可以减少运输距离和时间,提高物流运输的效率和质量。
优化运输路径主要包括以下几个方面:1. 路线规划的优化:优化路线规划可以选择最短的运输路径,减少运输距离和时间。
组织合理化运输的措施
组织合理化运输的措施1.运输网络优化:通过对运输网络进行优化和规划,合理布局运输线路和节点,减少货物的运输距离和运输时间,提高运输的效率和速度。
2.运输模式转移:通过合理选择不同的运输模式,如公路、铁路、水路、空运等,根据货物的性质、运输距离和运输需求来选择最适合的运输方式,以降低运输成本和环境影响。
3.车辆优化配置:合理配置运输车辆,根据货物类型和运输需求选择适当的车辆类型,充分利用车辆容积和载重能力,减少空驶率和运输成本。
4.运输路径规划:通过运输路径的优化规划,选择最短、最快的运输路径,避免拥堵和道路施工等不可预见的因素,提高运输的效率和准时性。
5.货物集中和分拨:将货物从不同的供应商或生产地集中到一个中心点,然后再进行分拨,减少运输次数和距离,提高运输效率和资源利用率。
6.运输装载优化:通过合理规划和优化货物的装载方式,提高运输车辆的装载率,减少运输次数和车辆数量,降低运输成本和资源消耗。
7.信息技术应用:利用现代信息技术,如物流管理系统、智能调度系统等,对运输过程进行实时监控和管理,提高运输的可追溯性和效率。
8.合作运输和多式联运:通过与其他企业或物流服务提供商进行合作运输或多式联运,共享资源和运输成本,优化运输过程,提高运输效率和成本效益。
9.环境友好型运输:选择环保型车辆和清洁能源,减少尾气排放和噪音污染,推广低碳运输方式,降低对环境的影响。
10.增加运输效率的培训:提供相关培训,增强运输人员的专业技能和管理能力,提高运输效率和质量。
11.优化仓储和仓储管理:通过优化仓储布局和仓储管理,减少货物的滞留和损耗,提高货物的周转率和仓储利用率。
12.快递共享和网络配送:通过快递共享和物流网络配送,减少物流成本,提高配送效率。
总之,通过上述一系列组织合理化运输的措施,可以提高运输效率、降低运输成本、减少资源消耗和环境污染,真正实现可持续发展的物流运输。
交通部发布新的铁路运输规划
交通部发布新的铁路运输规划近日,交通部发布了一项新的铁路运输规划,以促进国家铁路事业的可持续发展。
这项规划旨在进一步提升我国的铁路运输能力,完善铁路网络布局,加强运输安全管理,促进经济发展和民生改善。
以下是对该规划的一些重点内容的介绍:I. 发展目标交通部新的铁路运输规划的发展目标是建设更加完善的铁路网络,提高铁路运输能力,加快铁路建设进度,进一步改善人民群众的出行条件,促进经济发展和区域协调发展。
II. 网络布局优化根据规划,将进一步优化铁路网络布局,适度增加干线铁路和支线铁路的比例,形成以高速铁路为主的充分覆盖、多层次、高效率的铁路网。
重点推进中西部地区和东北地区的铁路建设,加强地区间的联通。
III. 技术创新与安全管理该规划强调提升技术创新能力,推动智能化铁路发展。
利用先进的信息技术和自动化装备,提高铁路运输的效率和安全性。
同时,严格执行安全监管制度,加强检修与维护工作,保障铁路运输的安全可靠。
IV. 提升旅客服务质量铁路运输规划还强调提升旅客服务质量,满足不断增长的旅客出行需求。
通过增加列车数量,优化车厢密度,提高座位舒适度,提供更多的服务设施,并加强站点管理,简化购票过程,提升旅客出行体验。
V. 促进经济发展规划中提到,新的铁路运输规划将进一步促进经济发展。
建设更加便捷高效的铁路运输网络,有助于减少物流成本,提高物流效率,促进产业升级和区域经济的发展。
VI. 环境保护与可持续发展交通部的铁路运输规划还将注重环境保护和可持续发展。
通过采用更加清洁、节能的技术,减少对环境的影响,降低碳排放量。
同时,优化运输组织方式,鼓励多种交通方式的联合使用,提高交通运输的整体效能。
综上所述,交通部发布的新的铁路运输规划旨在提升我国铁路运输能力,完善铁路网络布局,加强安全管理,提高旅客服务质量,并促进经济发展和可持续发展。
这一规划的实施将为我国铁路事业的发展奠定坚实的基础,为人民群众提供更加便捷、高效、安全的出行条件。
铁路货物运输网络优化
铁路货物运输网络优化铁路货物运输是现代交通运输中的重要组成部分,具有高效、安全、环保等优点,一直以来都是国家经济发展的重要支撑。
但是,随着社会经济的发展,一些新的问题也开始浮现,如运输网络不够完善、运输成本过高等。
为了解决这些问题,优化铁路货物运输网络已经成为当前首要的任务之一。
下面将从铁路货物运输网络建设、运输成本、运输效率等方面,分别将重点论述铁路货物运输网络的优化。
一、铁路货物运输网络建设铁路货物运输网络是客观存在的,同时它的建设也是主观能动性发挥的结果。
从北京到上海有多条高速铁路,但每条铁路对应的运输需求是不同的,这就涉及到了铁路货物运输网络建设的问题。
铁路部门应该根据实际需要对线路进行优化布局,在更有效的铁路线路和更佳的站点上花费更多的时间和金钱,并在运输效率、货运运输能力等各方面的指标上进行评估。
二、运输成本铁路货物运输网络体系的优化关注点之一是运输成本。
铁路货物运输过程中运营成本占用了大量资源,甚至超过了人工和电费等实物成本。
优化运输网络可以减小运输成本的同时,还可以提高运输效率,使得更多的货物可以高效和安全地运输。
降低成本的方法有很多,如缩短运输周期、降低故障率、提高运输效率等。
此外,铁路货物运输网络优化还必须实现大规模的可持续发展,也就是说,必须实现环保、低碳化发展。
三、运输效率铁路货物运输效率关系到全国各地货物流通的畅通与否,与国家经济的发展息息相关,因此铁路货物运输网络优化还必须注重运输效率的提高。
提高运输效率的方案包括缩短路程、加速速度、降低故障率等等。
此外,优化卸运设施、信号设备等也是提高运输效率的关键因素。
总的来说,铁路货物运输是一项重要的工作,铁路部门应该不断扮演角色,持续改进优化,使铁路货物运输网络真正达到更高的效率、安全、环保标准。
在此过程中,也会为国家经济发展做出更大贡献。
物流业中的运输网络优化建议
物流业中的运输网络优化建议一、运输网络的重要性在物流业中,建立一个高效和可靠的运输网络是至关重要的。
运输网络不仅仅涉及货物的收发和配送,还涉及到供应链管理,客户满意度以及企业竞争力等多个方面。
因此,在物流业中对于如何优化运输网络提出了更高要求。
二、改进成本效益1. 采用合理而经济的货物集散地策略。
合理选择货物集散地可以使得货源更加紧密,减少中转次数和远程配送距离,从而降低运营成本。
2. 运用智能化技术进行路径规划与优化。
利用现代科技手段如GPS导航系统、人工智能算法等,对供应链上各节点间路线进行快速、准确计算,并实时调整最佳路径来节省时间和燃料消耗。
3. 推行多式联运模式以减少空载率。
利用航空、铁路和公路多种交通方式相结合进行整体规划与搭配,在保证安全可靠前提下尽量充分利用各种交通资源,避免空载率过大造成资源浪费。
三、加强信息共享与合作1. 建立物流信息平台,实现数据共享。
通过建立统一的物流信息平台,各运输企业可以实时获取到关于货物状态、交通拥堵等相关信息,并与其他企业共享大数据资源,提高整体配送效率。
2. 推进供应链伙伴间的合作与协同。
建立供应链管理系统来协调各个环节和参与方的活动,实现订单跟踪、库存管理等功能,并加强合作伙伴之间的沟通和密切联系以提高运输网络的响应能力和灵活性。
四、优化仓储分布1. 设置区域性中心仓储点以减少长途配送时间。
根据不同地域特点,在城市周边或主要消费地点设置区域性中心仓储点,使得货物离目标地更近一步,降低最后一公里成本及配送时间。
2. 利用科技手段进行智能仓库管理。
运用自动化设备、无人机巡检、人工智能识别等技术手段对仓库进行优化管理,提高操作效率和精确度,并快速反馈信息以便及时调整运转策略。
五、加强安全保障1. 完善风险防范措施,提高货物安全。
加强监控系统的建设,完善保安力量,并采取实名制管理等手段确保运输过程中的货物安全。
2. 减少交通事故发生率,提高司机素质。
加强驾驶员培训和考核工作,明确交通法规要求,并通过技术手段对驾驶行为进行监督与纠正。
网络拓扑知识:基于网络拓扑的铁路运输优化策略
网络拓扑知识:基于网络拓扑的铁路运输优化策略随着现代社会的不断发展,铁路运输作为一种高效、安全、环保的运输方式正在得到越来越广泛的应用。
然而,如何优化铁路运输,提高其运输效率和经济效益,成为了当前铁路运输领域亟待解决的问题。
基于网络拓扑的优化策略为铁路运输的优化提供了新的思路和方法。
本文将介绍基于网络拓扑的铁路运输优化策略的相关知识,以及如何应用网络拓扑优化铁路运输。
一、网络拓扑及其在铁路运输中的应用网络拓扑是指由节点和连接它们的边构成的一个图形结构。
它可以用于描述各种复杂系统中的节点间关系及其拓扑结构。
在铁路运输中,网络拓扑可以用来描述铁路线路、车站、车辆等在运输中的关系和拓扑结构,为优化铁路运输提供有力的支持。
利用网络拓扑可以进行铁路运输线路的优化。
首先,可以根据运输需求,将铁路运输系统中的车站和线路抽象为网络拓扑中的节点和边,然后通过分析节点之间的距离、节点的度和节点之间的连接方式等各种因素,确定铁路运输线路的最优路径和最短路径,从而实现对铁路运输线路的优化。
二、基于网络拓扑的铁路运输优化方法1.铁路线路优化在铁路线路的优化中,首先需要对所有车站和线路进行建模和分析,根据站点之间的联系和距离,确定各个站点的调度顺序。
其次,在调度车辆时,需要细致分析各个车辆之间的关系和特点,确定车辆的使用情况以及车辆的调度顺序。
最后,需要根据分析结果,确立相应的优化策略,包括调整交路,制定合理的运输计划,提高运输效率等。
2.车站优化在铁路运输中,车站是起点和终点的重要节点。
因此,在车站的运营中,需要细致分析站点之间的连通情况和距离,以便更好地安排车站的运作。
此外,在运输过程中,需要对车站进行科学合理的布局和规划,避免出现拥堵、拥挤等问题,以便更好地保证车站的运作效率和安全性。
3.车辆优化在铁路运输中,车辆作为重要的运输手段,其运作效率和性能直接关系到铁路运输系统的整体效率和运行质量。
因此,在车辆的运作中,需要重视车辆的优化。
铁路运输的智能化与优化
铁路运输的智能化与优化一、智能化与优化的背景伴随着现代交通技术的不断发展,铁路运输在过去的几十年里也迎来了众多技术革新。
特别是随着信息技术和人工智能的发展,铁路运输的智能化与优化已经成为当前国内外铁路发展的热点话题之一。
智能化和优化的理念不仅在传统的铁路运输系统中已经开始普及,而且在未来铁路发展的规划中也占据着很大的比重。
本文旨在探讨铁路运输智能化和优化的相关问题。
二、铁路运输智能化的意义和目标1. 意义智能化的铁路运输使铁路运输系统始终处于高效和高安全的状态。
智能化铁路系统的建设,不仅能够让铁路行业变得更加竞争力,而且能够减少不必要的人工和物质的消耗。
同时,这也是铁路运输行业进一步提高智能化水平、增强行业竞争力的重要措施。
2. 目标铁路运输智能化的目标是实现未来的智能化系列发展。
未来的智能化铁路运输系统既要具有高效、快捷、准确和安全的特点,也要把握新兴的智能化技术,提高系统智能化的水平。
另外,以机器学习为核心的智能化决策和管理系统也将成为未来发展的方向之一。
三、铁路运输智能化的相关技术1. 物联网技术物联网技术包括传感器网络、路线优化、智能监控等多个方面。
物联网设备通过无线通信平台和数据平台进行互通,把各种设备互联成为一个可以远程监控的系统,实现复杂环境下信号传输的精密化和集成化。
通过物联网技术的内在性能特点,铁路交通运输系统可以实现全链路跟踪和智能管理。
2. 云计算和大数据技术云计算和大数据技术为铁路运输提供了数据计算和大数据分析的支持。
基于云计算、大数据的新型铁路运输应用,可以更加全面、精准地把握信息的采集、分析过程,为铁路运输系统提供业务层面的定制化服务。
3. 人工智能技术面对大数据管理和智能化铁路运输系统化趋势,人工智能技术得以畅应用。
在运输计划编制、车站及铁路网络监管、列车定位及调度等方面,铁路行业也正在加速推进采用人工智能技术,从而提高铁路运输的准确性、效率和安全性。
四、铁路运输优化与服务1. 运输优化铁路运输系统优化是提高铁路系统整体效率的重要措施。
铁路运输技术的优化与创新
铁路运输技术的优化与创新随着城市化进程的加速和经济全球化的发展,铁路运输作为公共交通方式,逐渐受到人们的关注。
近年来,随着我国铁路网络的不断完善和铁路运输技术的不断优化与创新,铁路运输在人们日常出行、货物运输等方面的地位越来越重要。
铁路运输技术的优化与创新成为铁路运输可持续发展的重要推动力。
一、铁路运输的优势在城市交通、远距离旅游和货物运输中,铁路运输具有很多的优势。
首先,铁路运输具有较高的安全性。
相较于道路运输或水路运输,铁路运输具有明显的安全优势。
其次,铁路运输具有较高的效率。
相较于道路运输和水路运输,铁路运输更加稳定,运输时间更加可靠。
并且随着技术的发展,铁路运输的速度也在不断提升。
第三,铁路运输的环境友好。
相较于道路运输和空运,铁路运输对环境的影响更小。
在全球气候变化的大背景下,这一点日益受到人们的重视。
二、铁路运输技术的现状随着技术的发展,铁路运输的效率和安全性得到了不断提升。
在高速铁路、智慧铁路等领域,我国也取得了一定的成就。
高速铁路高速铁路一般指时速在250公里以上的铁路。
高速铁路的建设和运营需要多种领域的技术和设备,如轨道技术、接触网技术、信号与通讯技术等等。
在我国一些已经建成的高速铁路中,最高时速甚至可以达到350公里/小时以上。
智慧铁路智慧铁路是一种基于新技术的铁路运输,旨在通过物联网、人工智能等技术,实现铁路运输系统的智能化、自动化和信息化。
智慧铁路可以提高铁路运输的效率、降低安全风险、增强能源利用效率等。
三、铁路运输技术的创新虽然我国的高速铁路和智慧铁路已经在铁路领域取得了一定的成就,但与其他发达国家相比,还有一定的差距。
针对这一问题,我国也在不断推动铁路运输技术的创新。
轨道技术铁路轨道是铁路运输的重要组成部分,直接影响铁路运输效率和安全性。
我国已经发展出了多种轨道,如混凝土梁式轨道、钢板桁架式轨道等。
未来还有望出现更加轻便和环保的轨道技术。
能源技术铁路运输的能源消耗较大,因此,铁路运输技术对能源利用效率也有一定的要求。
铁路运输行业的运营优化
铁路运输行业的运营优化在铁路运输行业中,运营优化是一项关键任务。
随着社会发展和技术进步,铁路运输行业面临着许多新的挑战和机遇。
为了适应市场需求和提高运营效率,铁路运输公司需要进行全面的运营优化。
本文将探讨铁路运输行业的运营优化方法和策略。
一、设备优化铁路运输行业的设备是支撑运营的基础。
为了实现运营优化,首先需要对设备进行优化和升级。
这包括列车、铁轨、信号系统等方面。
通过引进先进的列车技术和设备,可以提高列车的运行速度和载货能力;同时,完善铁轨和信号系统,提高线路的安全性和运行效率。
二、人员培训在铁路运输行业中,人员素质对于运营的质量和效率至关重要。
通过加强人员培训和技能提升,可以提高员工的专业水平和工作效率。
铁路运输公司需要制定完善的培训计划,培养员工的技能和意识,确保他们具备应对各类突发情况的能力。
三、运行管理在铁路运输行业中,运行管理是运营优化的核心。
通过科学合理的运行管理,可以提高运输的效率和安全性。
铁路运输公司需要建立健全的运输规划和调度系统,合理安排列车的运行时间和间隔,提高运输的准点率和运力利用率。
四、信息化建设随着信息技术的发展,铁路运输行业也需要加快信息化建设的步伐。
通过建立完善的信息系统,可以实现对运输过程的全面监控和管理。
铁路运输公司可以利用信息化手段实现对列车位置、货物追踪等数据的实时掌握,提高运输的精确度和可控性。
五、服务优化为了满足客户需求,铁路运输公司需要不断优化服务。
通过提供更加便捷、舒适的服务,可以增强客户的满意度和忠诚度。
铁路运输公司可以通过改善车厢设施、提供定制化服务等方式,提升客户体验,吸引更多的客户选择铁路运输。
六、与其他运输方式的协同发展铁路运输行业与其他运输方式可以相互补充,在一些方面可以实现协同发展。
铁路运输公司可以与航空、公路等运输公司合作,建立多式联运网络,实现运输资源的共享和互补。
这样可以提高运输的灵活性和效率,满足客户多样化的需求。
以上是铁路运输行业的运营优化方法和策略,通过设备优化、人员培训、运行管理、信息化建设、服务优化以及与其他运输方式的协同发展,铁路运输公司可以提高运营效率,满足市场需求,实现可持续发展。
ILOG CPLEX与铁道运输优化
ILOG CPLEX与铁道运输优化引言运输行业一直以来都面临着许多挑战,其中之一就是如何优化铁道运输。
铁道运输在现代社会中扮演着重要角色,但是运输网络的复杂性和运输计划的优化难度,使得铁路公司面临诸多挑战。
为了解决这些问题,许多公司采用了运筹学方法来优化铁道运输计划。
ILOG CPLEX是一种强大的运筹学工具,可以帮助铁路公司解决运输优化问题。
ILOG CPLEX概述ILOG CPLEX是一个用于求解线性规划、整数规划、混合整数规划和约束规划等问题的强大工具。
它是IBM公司开发的一个商业化软件,能够解决大规模、复杂的优化问题。
ILOG CPLEX提供了先进的优化算法和丰富的功能,可以帮助用户设计和求解运筹学模型。
铁道运输的挑战铁道运输计划的优化面临着许多挑战。
首先,铁路网络的复杂性给优化带来了困难。
铁路系统通常包括不同的车站、线路和列车,而它们之间的关系非常复杂。
其次,铁路公司需要考虑多个因素来制定运输计划,如列车的调度、乘客的需求、货物的分配等。
最后,铁道运输计划需要在有限的资源条件下进行优化,如时间、车辆和设备。
ILOG CPLEX在铁道运输中的应用运输计划优化ILOG CPLEX可以帮助铁路公司优化运输计划。
通过建立数学模型,将铁路系统的各个要素和约束条件转化为数学表达式,然后使用ILOG CPLEX进行求解。
优化的目标可以是最小化运输成本、最大化利润或最优化资源利用等。
ILOG CPLEX的优化算法可以快速、准确地找到最佳解决方案。
路网规划铁道公司需要根据需求和资源的变化调整铁路网络。
使用ILOG CPLEX,可以帮助铁路公司规划适应新需求的最佳路网。
通过考虑路线长度、运输能力和交通流量等因素,可以使用ILOG CPLEX确定最佳的路网规划。
列车调度列车调度是铁路公司的一个重要任务。
通过使用ILOG CPLEX,可以在考虑列车的运行时间、站点之间的时间间隔和列车容量等约束条件的情况下,制定出最佳的列车调度计划。
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A Rail Network Optimization Model Designed for Freight TrafficLuís Couto Maia and António Fidalgo do CoutoAbstract The freight network optimization model presented in this chapter was developed as a support tool for planning and policy decisions involved in the improvement of rail networks on a regional and national level.It is based on a strategic traffic assignment model designed to model macro networks with a high aggregation level,being exclusively designed for freight traffic.The model con-templates road and rail transport modes,and considers two different types of cargo:intermodal cargo,which is generally transported in containers and is easily interchanged between different modes at intermodal terminals;and general cargo, which represents all the remaining cargo.The optimization process is based on a local search heuristic which delivers good solutions in a reasonable computing time,with the quality of each network improvement solution being assessed based on the reduction of the total generalized costs and CO2emissions.This freight network optimization model is innovative in the fact that it is not limited,allowing for both the improvement of existing links as well as the construction of new ones, and not having a limit on the number or variety of network improvement possi-bilities.Its adaptability to different conditions is emphasized when the model is applied to a network under two different investment scenarios,by delivering considerably different solutions adapted to the conditions of each scenario. Keywords Network optimizationÁFreight transportationÁTraffic assignment L.C.Maia(&)ÁA.F.do CoutoFaculty of Engineering,University of Porto,Porto,Portugale-mail:luis.maia@fe.up.ptA.F.do Coutoe-mail:fcouto@fe.up.pt209 J.F.de Sousa and R.Rossi(eds.),Computer-based Modelling and Optimizationin Transportation,Advances in Intelligent Systems and Computing262,DOI:10.1007/978-3-319-04630-3_16,ÓSpringer International Publishing Switzerland2014210L.C.Maia and A.F.do Couto 1IntroductionWhile freight transportation is an activity that plays a crucial role in the everyday life of any modern economy,being critical to a large part of the economy,it usually gets less attention in the academia than its passenger counterpart.This is probably justified by the fact that it is not as appealing to policy makers and the general public as passenger transportation,but also because it is a considerably more complex subject,due to the multiplicity of goods transported,the complexity of the freight supply chain and the difficulty in getting the needed data.While it may be less appealing and more complex than passenger transportation,it is important to study freight transportation using models specifically made for it,in order to account for its distinct characteristics and for the fact that the network investments needed to improve freight transportation can be considerably different from those aimed at improving passenger transportation.Due to that,the network optimization model and the associated traffic assignment model that are presented in this chapter have been developed specifically for this type of transportation, although they may be combined with passenger models in the future,in order to create a model for the whole transportation system.The presented model,developed in the scope of a broader project[10],uses a strategic planning traffic assignment model[5]designed to model macro networks with a high aggregation level.This assignment model does not require very detailed data inputs,with the outcome of its application being the estimation of the movement of freight at a regional,national,or international scale.It considers road and rail transport modes,being intended to simulate medium and long distance flows of inland transportation.The model contemplates two different types of cargo,namely general cargo and intermodal cargo,in order to make a distinction between the cargo that may be easily interchanged between different modes at intermodal terminals,which is generally transported in containers,and the rest of the cargo.The above characteristics make this traffic assignment model particu-larly suited for the planning and policy decisions that are going to be performed by the network optimization model[15].As for the optimization process in itself,it is quiteflexible and innovative, allowing for both upgrades in the quality of existing rail and intermodal terminal links as well as the construction of new ones,not having a limit on the number or variety of improvement solutions.This is achieved by defining a set of possible link levels for each link type,according to the users’preferences,including the mere possibility of building a link.As for the quality of each network improve-ment solution,it is assessed based on the reduction of the total generalized costs and CO2emissions,with the weight given to each of those parameters being defined by the user according to its preferences.The optimization model is based on a local search heuristic and tries to meet a balance between efficiency and effectiveness,by delivering good solutions in a reasonable computing time.This chapter is structured in six sections.After the introduction,there is a background section,containing a brief literature review on the subject of freightA Rail Network Optimization Model Designed for Freight Traffic211 traffic assignment and network optimization models.The third section is dedicated to the traffic assignment model,while the fourth section is devoted to the network optimization process.Thefifth section describes an application of the network optimization model,with the sixth and last section being dedicated to thefinal conclusions.2BackgroundThe different traffic assignment techniques that are presented in the literature can be divided in four big groups:All-or-nothing(AoN),Equilibrium,Stochastic-multi-flow and Stochastic-equilibrium[8].The two factors whose usage deter-mines to which of the four groups a model belongs are the existence of capacity constraints imposed by congestion(Equilibrium and Stochastic-equilibrium models)and the use of a variable perception of costs(Stochastic-multi-flow and Stochastic-equilibrium models).Although there are many different models present in the literature,with many being created for just one specific work,there are two major freight traffic assignment models that are worth mentioning,due to their importance and extensive use.Those are STAN,which was developed in1990in Canada[4,7],making use of an Equilibrium assignment technique,and the NODUS software,which was developed in Belgium a few years later[2,8,9]and that has been employed using all the three most common assignment techniques: AoN,Equilibrium and Stochastic-multi-flow.As for the method used to perform the distribution of traffic,the Logit formulation has consistently been chosen to address this problem,due to its versatility and convenience[8,12,14].Most of the research found in the literature on the subject of network optimi-zation was performed using two types of models:the discrete network design problem(DNDP)[1,13,16]and the continuous network design problem(CNDP) [17].While the former tends to concentrate on the addition of new links,and the latter on the(continuous)improvement of existing links,it is also possible to use a discrete approach allowing for both the addition of new links and the improvement of existing links[13].Due to the considerable complexity of the transportation networks and to the discrete nature of most models,there is no practical analytical solution for this problem,which leads to the adoption of heuristic techniques. Several techniques have been successfully used to address this kind of problems, predominantly metaheuristics such as tabu search,simulated annealing and genetic algorithms[1,3,13,16].3Freight Traffic Assignment Model3.1Model’s General Attributes and Computationof the Shortest PathsThe presented model is a strategic freight traffic assignment model,being based on a previous model developed by the authors[11].It considers two different types of cargo:general cargo and intermodal cargo.Each link has a set of attributes,with some of them being inherent to the link,namely its length and capacity,while others depend on the vehicles that use those links,which may be different for each type of cargo.Those are the average speed,vehicle capacity,cost per distance and CO2emissions of the vehicles,and the value of time for each type of cargo.The calculation of the generalized cost per unit of cargo is constituted by a vehicle cost component and a time cost component,and is given by Eq.1:Generalized cost per unit of cargo¼LengthÃVehicle cost per distanceVehicle capacityþLengthAverage speedÃValue of timeð1ÞBased on the defined generalized costs it is possible to calculate the shortest path(with the least generalized costs)between any given pair of nodes for each type of cargo.The shortest path algorithm that is employed in the model is the Floyd-Warshall algorithm[6]with path reconstruction,which computes the value of the shortest paths between all the nodes,as well as the path in itself(the links used in each shortest path).3.2Assignment ProcessWith the model’s basic features properly defined,it is now possible to describe the assignment process,whose main features are resumed in Fig.1.As it can be seen in Fig.1,there are different assignment techniques for the two different types of cargo,mainly due to the fact that only intermodal cargo is allowed to use intermodal terminals,which is a solution already applied to other studies in this area[2].This means that,while intermodal cargo may use more than one mode of transport per trip,general cargo is limited to using the same transport mode in each trip,which is reflected in the traffic distribution techniques that are used for each type of cargo.In the case of general cargo,as each trip may only use one mode of transport,there is a clear mode choice decision between the least costly paths using road and rail transport.This allows for the distribution of traffic between the two modes,using a Stochastic-multi-flow technique,which is implemented using a Logit function[14]that gives the percentage of traffic using each mode.As for intermodal cargo,its traffic is assigned to the least costly path 212L.C.Maia and A.F.do CoutoA Rail Network Optimization Model Designed for Freight Traffic213between the origin and the destination,which may include intermodal terminals. This is done using an AoN technique,which allows for road and rail links to be used indifferently in every trip,as long as they are part of the absolute least expensive path.The model does not consider capacity limits on road links,due to the fact that congestion is mostly observed in and around urban areas[8]and not on intercity routes,but it considers it on rail links and intermodal terminals.This is justified by the fact that the capacity of rail links and intermodal terminals is relatively rigid, with empirical evidence showing that rail links are more likely to be used to capacity than their modern intercity road links counterparts.Given that most of the capacity problems in rail networks are due to specific point in the network,such as congested rail junctions,the model allows for the introduction of congested rail nodes with a limited capacity.As it can be seen in Fig.2,which displays the technique used to model rail nodes[4],the model considers a virtual link that represents the total capacity of the rail node.It is important to notice that what is defined in the network is the physical capacity of each link,which means that the capacity that is left for freight trains is the total capacity minus theflow of passenger trains.Thatflow is obtained by assigning an origin/destination(O/D)matrix of passenger trains to the rail net-work,using the shortest distance path.The total freightflow is gradually inserted into the network,with the user defining in how many interactions is the trafficflow introduced into the network.If any new link has reached its capacity after each iteration,it is removed from the network and the shortest paths and traffic distributions are recalculated.This process continues until all the traffic is assigned to the network.214L.C.Maia and A.F.do Couto4Network Optimization ModelThefirst step in the development of a network optimization process is the definition of the adopted network structure,defining all the possible link levels and network improvement possibilities.The solution employed in this model is a network structure where the links have a limited number of discrete quality levels,which each level corresponding to a different link type.Link’s quality levels can vary from zero,which corresponds to the mere possibility of building a link,to the highest level,corresponding to the best possible link quality.Each link level has an asso-ciated set of characteristics for each type of cargo,which may be freely defined by the user.This network structure allows for both the improvement and the con-struction of new links,permitting unlimited improvement possibilities.The model allows for the improvement of rail,intermodal terminal and virtual links,meaning that all the links which are related to rail transport may be improved,in order to meet the goal of the model,which is the optimization of rail networks.All the possible improvement operations that are defined by the user have to have an associated cost, in order to quantify the money that is spent in each improvement scenario.The factors that are considered for the assessment of the quality of each net-work improvement solution are the total generalized costs,and the total emissions of CO2.The total generalized cost reflects the economic costs that are supported by the freight carriers,and according to which they make their transportation deci-sions.As for the total emissions of CO2,they quantify the total CO2emitted by all the vehicles transporting freight,serving as a measure of the environmental impact caused by freight transportation.The quality of each improvement solution is measured based on the minimization of both of this parameters.Given the exis-tence of more than one optimization parameter,it is necessary to define the weight that is given to each one of them,which is something that is defined by the user according to each case’s planning priorities.As it can be seen in Fig.3,the optimization process starts with a constructor,creating a reasonable initial solution,which is done by using a greedy algorithm.Based on that initial solution,the model runs two different cycles:an inner local search process,and an outer shaking process.The local search process tries the optimize the solution by searching for better solutions on the search space vicinity of the initial solution,while the shaking process is used to make the solution ‘‘jump’’to a different point in the search space,in order to avoid being stuck in a local optimum.The constructor process is based on a greedy algorithm,which iteratively improves the links with the highest perceived improvement benefit to their max-imum possible level,until there is no more available budget for improvements.The formula that is used to measure the perceived improvement benefit of each link,which was freely defined by the authors,is the following:Improvment Benefit ¼1þVolume of Traffic capacity 2ÃVolume of Traffic ð2ÞAs it can be seen in Eq.2,the improvement benefit for each link is proportional to the volume of traffic that uses the link and to the relative utilization of the link.Also,the relative utilization of each link is also important,as links which are overA Rail Network Optimization Model Designed for Freight Traffic 215216L.C.Maia and A.F.do Coutotheir capacity will benefit the most with a capacity increase,allowing them to be used by more traffic.If an improvable link has no traffic passing throw it,which is the case in links which represent the mere possibility of building a link,the model attributes it an improvement benefit marginally bigger than zero,as an improve-ment in such a link may be beneficial.The algorithm iteratively improves the links with the higher value of improvement benefit to their maximum level until there is no more budget available to make new improvements,constructing an initial network optimization solution.The algorithm that is used for the local search process,which is the core of the whole optimization process,is schematized in Fig.4.The local process takes an initial network improvement solution and makes a small change in it,by proposing a new solution in the search space vicinity of the initial solution.This is done by improving an improvable link at random to its optimum level,and then iteratively reversing a link at random by one level,until the investment is within budget.The new solution is then tested to see if it is better than the current solution,in which case it becomes the new current solution,and this cycle is repeated by as many times as defined by the user,as it can be seen in Fig.3.In order to avoid being stuck in local optimums,the model has a shaking algorithm that makes the solution that comes out of each local search process ‘‘jump’’to a different place in the search space,from where a new local search process can be performed.This process consists in the reversal of two thirds of the improvement operations that were originally done,followed by the iterative improvement of random links to their optimum level,until the budget is reached orA Rail Network Optimization Model Designed for Freight Traffic217exceeded.This process creates a new random solution,which is significantly different from the original solution,and that will likely have left its original search space vicinity,avoiding being stuck in local optimums.5Application of the Model5.1Description of the Network and Considered ScenariosIn order to test and evaluate its performance,the developed model was applied to a network created by the authors,which is schematized in Fig.5.It is a relatively simple network,with six traffic generating poles(centroids), which are represented as large green dots,road and rail links,which are the plain blue and crossed/dashed red lines respectively,and four intermodal terminals, which are links2,6,8and27,represented in orange.Links1,3,4,5,7and9are connectors which link the centroids to the road network,with the concentration of nodes in the convergence of links20,21,22,23and26representing a congested rail node,as exemplified in Fig.2,where the virtual link is link38.There areT a b l e 1S u m m a r y o f l i n k s L i n k l e v e l L i n k t y p eT y p e 0–c o n n e c t o rT y p e 1—r o a d l i n kT y p e 2—R a i l l i n k T y p e 3—i n t e r m o d a l t e r m i n a l T y p e 4–r a i l n o d e v i r t u a l L i n k0––P o s s i b l e l i n k P o s s i b l e l i n k –1C e n t r o i d t o r a i l R o a d l i n kN o n -e l e c t r i fie d s i n g l e l i n e ;M a x .t r a i n l e n g t h =450m I n t e r m o d a l t e r m i n a l —c a p a c i t y l e v e l 1R a i l n o d e —c a p a c i t y l e v e l 12C e n t r o i d t o r o a d –N o n -e l e c t r i fie d s i n g l e l i n e ;M a x .t r a i n l e n g t h =450m I n t e r m o d a l t e r m i n a l —c a p a c i t y l e v e l 2R a i l n o d e —c a p a c i t y l e v e l 23P o r t t o r a i l –N o n -e l e c t r i fie d s i n g l e l i n e ;M a x .t r a i n l e n g t h =750m I n t e r m o d a l t e r m i n a l —c a p a c i t y l e v e l 3R a i l n o d e —c a p a c i t y l e v e l 34P o r t t o r o a d –N o n -e l e c t r i fie d s i n g l e l i n e ;M a x .t r a i n l e n g t h =450m I n t e r m o d a l t e r m i n a l —c a p a c i t y l e v e l 4R a i l n o d e —c a p a c i t y l e v e l 45Z e r o c o s t c o n n e c t o r —f o r r a i l n o d e s –N o n -e l e c t r i fie d s i n g l e l i n e ;M a x .t r a i n l e n g t h =750m–R a i l n o d e —c a p a c i t y l e v e l 56––––R a i l n o d e —c a p a c i t y l e v e l 6218L.C.Maia and A.F.do CoutoTable2O/D matricesO/D General cargo(ton)/Intermodal/Passenger trains(trains)12345610/0/00/0/040000/0/025000/0/722500/55000/535000/0/0 20/0/00/0/030000/0/020000/0/027500/0/015000/0/0 340000/0/030000/0/00/0/00/0/00/0/00/0/0 425000/0/720000/0/00/0/00/0/00/0/00/0/0 522500/55000/527500/0/00/0/00/0/00/0/00/0/0 635000/0/015000/0/00/0/00/0/00/0/00/0/0 various possible link levels for each link type,as it can be seen in Table1,and only some of them are used in this network.By consulting Fig.5it is possible to see that links25and26are represented as dashed lines,which means they are level0,representing just the possibility of building a link.All the other rail links are level4,with the exception of link20, which is level2.As for the intermodal terminals as well as the virtual link rep-resenting the congested rail node,they are all level1.The O/D matrices with the demand for freight between the six centroids as well as the movement of passenger trains,which are all inputs of the model,can be consulted in Table2.The values that were considered for the network improvement costs,attributes of the different links levels and O/D matrices were chosen by the authors for this specific application,being reasonable indicative values.For the sake of simplifi-cation,the link attributes for both intermodal cargo and generalized cargo were considered equal,with both types of cargo being measured in tons.Regarding the definition of CO2emissions,they were quantified as grams per km in the road and rail links,and as grams per moved ton of cargo in intermodal terminals.As for the links capacity,in the case of intermodal terminals it is measured in tons of moved cargo,while in rail links and congested rail nodes it is measured in number of trains.5.2Application Results and DiscussionThe network optimization model was applied to the network under the following conditions:regarding the assignment process,the traffic was introduced into the network in20interactions;as for the optimization process,each local search process consisted of50cycles,and the shaking process considered50shaking cycles The optimization program took approximately16min tofinish in a dual core2.5GHz processor,which is a reasonable amount of time for a network of this size with this relatively high number of improvement possibilities.The relative weights that were given to generalized costs and CO2emissions minimization were2and1,respectively,and two different scenarios were considered:one with a total available budget of250million monetary units,and another with a total budget of500million monetary units.Table 3Results of the optimization processTotal investment (million monetary units)Percentage of reduction in totalgeneralized costPercentage of change in total CO2emissionsCombined weighted improvmentpercentageI dL i n k t y p eO r i g i n a l l i n k s t a t u sI dL i n k t y p eO r i g i n a l l i n k s t a t u sI m p r o v e d l i n k s t a t u sL e v e l s o f i m p r o v m e n t10220231323022040220502206311070220831109022010111213141516171819202122232425262728293031323334353637I m p r o v e d l i n k s t a t u sL e v e l s o f i m p r o v m e n t102202311030220402205022063110702208311090220103110111110121110131110141110151110161110171110181110192451202253212440222440232440242440252000262000273110280550290550300550310550320550330550340550350550360550370550384121383110111011101110111011101110111011102451222024402440244024512055200031320550055005500550055005500550055005500550411247-0.1390%-1.9433%-0.7404%I m p r o v m e n t s o l u t i o n484-3.5632%-23.8656%-10.3306%Scenario 1Scenario 2The results and improvement solutions obtained for each scenario,as well as the type and original level of each link,can be consulted in Table3.The solutions obtained for each of the two scenarios are considerably different,which reflects the complexity of the network optimization process,as a bigger budget allows for more ambitious network interventions.In the solution obtained for scenario1the virtual link38,which represents the congested rail node,is improved in order to have a higher capacity,which is justified by the fact that in the original network configuration this node is con-gested.Also,rail links19and20are improved to their best possible level,in order to reduce rail transport costs.By contrast,on the solution obtained for scenario2 the rail node link is not improved.This is justified by the fact that the higher available budget allowed for the construction of link25,which is a new rail link that diverts rail traffic from the congested node,meaning that it no longer needs a capacity improvement.The construction of this new rail link,combined with the improvement of rail links19and24,makes the rail mode much more competitive for certain routes.This causes a sharp rise in the amount of cargo that uses intermodal terminals2and27,which therefore need to be improved in order to accommodate for this traffic growth.The obtained results were in line with what was expected,with the model demonstrating the necessary adaptability needed to handle a problem as complex as this optimization problem.This is patent in the very different outcomes that were obtained for the two scenarios,which are justified by the fact that the bigger budget of scenario2enabled the adoption of a radically different solution.6ConclusionsIn this chapter,an innovative network optimization model is presented,being subsequently applied to a network,under two different scenarios.The model is conceived for a strategic level of planning,modeling the major road and rail links, as well as specific congested rail nodes and intermodal terminals.It is an inno-vative model in the fact that it is not limited,unlike existing freight network optimization models which are usually limited by only allowing for either the construction or the improvement of links,or by having a limited search space.This model allows for both the improvement of existing links as well as the construction of new ones from scratch,and can be applied to very different networks without a limit on the number or variety of network improvement possibilities.The practical application of the model produced satisfactory results,high-lighting the model’s adaptability,as it was able to optimize the network investment according to the available budget for each of the two tested scenarios,by deliv-ering considerably different solutions.Acknowledgments The present study wasfinanced by the Portuguese Science and Technology Foundation.References1.Arnold,P.,Peeters,D.,Thomas,I.:Modelling a rail/road intermodal transportation system.Transp.Res.Part E40,255–270(2004)2.Beuthe,M.,Jourquin, B.,Geerts,J.-F.,Há, C.K.à.N.:Freight transportation demandelasticities:a geographic multimodal transportation network analysis.Transp.Res.Part E37, 253–266(2001)3.Crainic,T.G.:Service network design in freight transportation.Eur.J.Oper.Res.122,272–288(2000)4.Crainic,T.G.,Florian,M.,Léal,J.-E.:A model for the strategic planning of national freighttransportation by rail.Transp.Sci.24(1),1–24(1990)5.Crainic,T.G.,Laporte,G.:Planning models for freight 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