[发明专利]铁路快运班列开行方案与车底运用的协同优化方法

权利要求书

1.一种铁路快运班列开行方案与车底运用的协同优化方法，其特征在于，包括：

建立基于货物流量分配和班列车底接续的协同优化模型和参数约束条件；

获取快运班列的已知数据，并根据所述已知数据、所述协同优化模型和所述参数约束条件建立时间-空间-班列三维服务网络；

对所述三维服务网络进行分解生成多个三维服务子网络并确定每个三维服务子网络的最小费用路径，根据最小费用路径信息生成班列开行方案和车底运用计划。

2.根据权利要求1所述的一种铁路快运班列开行方案与车底运用的协同优化方法，其特征在于，所述协同优化模型的优化目标是运营收益最大。

3.根据权利要求2所述的一种铁路快运班列开行方案与车底运用的协同优化方法，其特征在于，所述协同优化模型为：

其中，f为货流，F为货流集合，a为服务弧段，A为服务弧段集合，A_v为虚拟服务弧集合，o_a为服务弧段a的起始节点，o_f为货流f的始发节点，r_f为货流f的运输收入，为0或1的变量，货流f经由服务弧段a，则否则，为货流f通过服务弧段a的运输成本，v为车辆流，V为车辆流集合，为车辆流v通过服务弧段a的运行成本，为0或1的变量，如果车辆流v经由服务弧段a，则否则，

4.根据权利要求1所述的一种铁路快运班列开行方案与车底运用的协同优化方法，其特征在于，所述参数约束条件包括：

货物流量约束、货流流量平衡约束、车辆流流量平衡约束、车底运用数量约束、车底与货流的耦合约束和决策变量取值约束。

5.根据权利要求4所述的一种铁路快运班列开行方案与车底运用的协同优化方法，其特征在于，

所述货物流量约束为：

其中，f为货流，F为货流集合，a为服务弧段，A_v为虚拟服务弧集合，Q_f为货流f的流量大小，o_a为服务弧段a的起始节点，o_f为货流f的起始节点，为0或1的变量，货流f经由服务弧段a，则否则，

所述货流流量平衡约束为：

其中，a为服务弧段，表示从节点n出发的服务弧段集合，n为三维服务网络节点，N为三维服务网络节点集合，F为货流集合，o_a为服务弧段a的起始节点，表示到达节点n的服务弧段集合；d_a为服务弧段a的到达节点，为0或1的变量，货流f经由服务弧段a，则否则，o_f为货流f的起始节点，d_f为货流f的到达节点；

所述车辆流流量平衡约束为：

其中，a为服务弧段，表示从节点n出发的服务弧段集合，n为三维服务网络节点，o_a为服务弧段a的起始节点，表示到达节点n的服务弧段集合；d_a为服务弧段a的到达节点，为0或1的变量，如果车辆流v经由服务弧段a，则否则，d_v为车辆流v的到达节点；N为三维服务网络节点集合，V为车辆流集合；

所述车底运用数量约束为：

其中，v为车辆流，V为车辆流集合，a为服务弧段，A_v为虚拟服务弧集合，o_a为服务弧段a的起始节点，o_v为车辆流v的起始节点，为0或1的变量，如果车辆流v经由服务弧段a，则否则，V_max表示可供使用的车底数量；

所述车底与货流的耦合约束为：

其中，v为车辆流，V为车辆流集合，为0或1的变量，如果车辆流v经由服务弧段a，则否则，f为货流，F为货流集合，为0或1的变量，货流f经由服务弧段a，则否则，Q_f为货流f的流量大小，E_v为车辆流v的流量，ε为一个车辆的载重；A_s为运行服务弧集合，A_d为等待服务弧集合；

所述决策变量取值约束为：

其中，为0或1的变量，货流f经由服务弧段a，则否则，f为货流，F为货流集合，a为服务弧段，A为服务弧段集合；为0或1的变量，如果车辆流v经由服务弧段a，则否则，v为车辆流，V为车辆流集合。