多层次约束下铁路阔大货物路径选择研究

交通 运输
多层次约束 下铁路 阔大货物路径选择研究
陈 皓 ， 王 文 宪
（ 西南交通 大学交通运输与物流学院 ；综合交通运输智能化 国家地方联合工程 实验室 ， 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
摘
要
合理地组织阔大货物运输 ， 能更好地保 障运输安全及 降低运输过程 的成本。针对 阔大货物运输过程 中， 运输 线路 受
２ ０ １ ６年 ７月 １ ６ 日收 到 中 国铁 路 总 公 司 重 点 课题
借鉴的意义 。相对来说 ， 国外的研究重心更偏 向 于人工 智能化 的研 究 ， 如 Ｇ．Ｇ Ｅ Ｎ Ｇ等 、 Ｓ ．Ｎ ．Ｍａ — ｒ ｙ ｃ ｈ ｅ ｖ 、 Ｅ ． Ａ ． Ｏ ｌ ｅ ｎ ｅ ｖ ｌ ６ 介 绍 了 铁 路 货 物 装 载 专 家 系
影响 ， 且提高了求解最优路径的效率 。 实际上 ， 由于阔大货物本身的经济价值 ， 可能每 晚送到一 天 ， 将 损 失 的经 济 效 益 就会 多 数 万甚 至 数 十万 ， 远 高 于铁路 运 输企 业 的运 输过 程 中产 生 的成 本， 但 由于该 类费 用不 涉及 到运输部 门支出 ， 所 以在 做 运输 方案 时 ， 运 输时 间这一 因素往 往被 忽略 掉 了。 同时考 虑到 如果采 取对 现有线 路进 行改造 、 加固， 成 本过 高且 费时费力 ， 所 以基本 不采取 该类 方案 。
点 的复杂 问题时 ， 能较 快地得 到理 想解 ， 能为现场决策人员提供技术支持。
关键词
超限货物
约束等级
连通径路
广度
文献 标志码
Ａ
铁 路 阔大货 物 运输 是 指 超 限货 物 、 超 长 货 物 和
集重货物的运输过程 ， 装载超 限货物的车辆称为超 限车。由于阔大货物本 身的特性 ， 在运输过程 中超 限车运 输 的径路选 择 比普通 货物 运输 径路选 择 多 了 很 多 限制条 件 。一 般来 说 ， 阔大 货 物 占铁路 货 物 运 输 的 比例 不大 ， 但 大 多 数 是 大 型 的 国家 重 大 工程 建 设或 国防工程 的基 础 设 备 ， 这些 阔大 货 物 的 价值 极 大， 晚一 天投 人使 用 ， 造 成 的 经 济 损 失 也 是 很 大 的 。《 铁路超限超重货物运输规则》 中规定 （ 以下 称《 超规》 ） ， 超限超重货物应经 由最短经路运输 ， 但 受 限界等 条件 限制 的 ， 可指 定 经 路 绕 道运 输 。 因此 在 阔大货 物运输 过 程 中 ， 做 最 优径路 的选 择 时 ， 不 能 单纯 考虑 线 路 路 径 最 短 ， 就 是 最 优 路 径 ， 还 应 该 考虑选择怎样的路径才能在保证超限车运行的安全 的前 提下 ， 运输 时 间尽可 能短 、 对线 路 日常运输 产 生 的影 响少 。 国外 的铁 路 超 限货 物 运输 研 究 ， 因铁路 运 输 所 处 的地位 不 同 ， 研 究 情 况 也 大不 一 样 。美 国 的公 路 等 级质 量好 、 网路 发达 ， 能很 好地 完成 大型 的超 限货 物 运输 ； 日本 的铁 路 货 运 数量 少 、 线路 短 ， 因此 对 铁 路超限货物运输研究 较少 Ｊ 。前 苏联、 英 国、 国际 铁路联盟对铁路超 限货物研究较深 ， 但 由于各 国铁 路 的运输组织方式不 同， 铁路建筑 限界和机车车辆 限界 尺寸也 有所 不 同 ， 所 以这些 研 究 更 多 的是 具 有
都作为超限车径路选择的影 响因素 ， 然后采取 Ｄ ｉ ｊ ｋ ｓ ｔ ｒ ａ 、 Ａ 、 遗传等算法求这些含约束性路 网的最 短路 。过多的目标函数和约束条件导致模型过于复
杂化 ， 而 对路 网 中线 路 的权 值设计 ， 人 工 的赋 值方 式 导致 结果 收到 人工 的 主观 影 响 。相对 来 说 ， 将 路 网 分 为整个 路 网 、 铁路 局 、 铁 路枢 纽 、 车 站 四级 ， 在不 同 级别 的铁路网中搜索最优路径Ｈ ， 减少了人工的
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ ｆ ２ ０ １ ６ ） ３ ３ ． Ｏ １ １ ３ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ６ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
现考 虑 将 目标 由对 正 常运 输 组 织干 扰 小 、 运输 里程 短 、 运 输 费用 低 １ ３ － １ ５ ３ ， 改 进 为运 输 时 间 短 和对
统 和 自动 控 制 系 统 。Ｒ ｏ ｂ ｅ ｒ ｔ Ａ ． Ｊ ｏ ｈ ｎ ｓ ｔ ｏ ｎ ，Ｍａ ｒ ｋ Ａ ．
Ｄ ｅ ｌ ｕ ｃ ｈ ｉ ． 【 ７ Ｊ 介绍 了项 目评 价方 法在铁 路货 物运输
的运 用 ， 从两 方 面论 述 了铁 路货 物 运输 最 优化 。 但是 ， 到 目前 为止 ， 国际 上 尚未 有 相 关 的 超 限 超 重 货物 运 输 管 理 系 统 能 很 好 地 应 用 于 我 国 铁 路 运 输上 。 我 国 的研 究 主 要将 运 输路 径 里程 、 区段 综合 最 小 限界 、 线 路运输 繁 忙 程 度 、 最 小线 间距 、 桥 梁设 备 的强度 要求 、 运输 径路 的总 费用 、 运 输路 径 的总时 间
多项限制条件约束情况下的最优线路搜索问题 ， 以时间最短 、 干扰 最小为 目标 ， 以车辆 限界 、 线路干扰程度 为约束 ， 建 立 了０ － １
规划模 型。针 对不同影响强度逐 步放宽约束条 件， 对不 同程度 的约束 ， 分别 采用广度优 先搜 索算 法进行 求解。该方法计 算量
相对较小 ， 且更 易取得满 意解 ， 在较大程度 上减 少模 型求解计算时间。实例验证表 明， 本文建 立的模型 与算 法在 求解 １ ４个 节