（交通运输规划与管理专业论文）重载运输车流组织多目标决策研究.pdf

、3 1 3 6 6 0 界铁路发展的两大趋 于其在运送大宗货物 方面所具有的运量大、效益高、成本低等优势，一些幅员辽 阔、资源丰富、工业发达国家的铁路在货运方面先后发展了 适合于本国具体条件的各种形式的重载运输。我国重载运输 已经开展十余年了，在提高运输能力，增加运输收入，促进 国民经济发展方面起了巨大的作用。然而，开行重载列车的 过程中也出现了不少问题，其中很多问题与车流组织工作直 接或间接相关。车流组织在铁路运输组织工作中具有重要作 用，是其它行车组织工作的基础，但是，由于车流组织受众 多因素的影响，特别是重载运输的车流组织在我国还无章可 循，因此重载车流组织一直缺乏科学的评价方法和决策手段， 对其评舫法体系和辅助决策工具的研究己成为该领域的重 要课题夕 本文结合参加铁道部部级科研项目“京沪、京广线开行 重载列车车流组织的研究”的研究工作，在回顾、总结国内 外相关领域研究的基础上，利用系统工程的理论与方法，对 车流组织相关因素作了详尽的分析，并根据我国的实际情况， 建立了重载运输车流组织方案多目标评价指标体系，选择了 最适合重载运输车流组织方案评价的多目标决策模型和方 法，包括确定权重的层次分析法、确定指标隶属度的方法和 综合合成方法，重点对层次分析法进行了比较深入的研究， 提出了对层次分析法的一些改进措施，提高了层次分析法的 适用性和可靠性。 、本文基于理论和方法的研究对重载列车开行区段的车流 组织方案进行了实例评价，从而检验了评价模型的正确性， 并从中得出了一些有益的结论，提出了合理开行重载列车的 建议。同时本文还开发了铁路重载运输车流组织方案多目标 评价软件，可实现获取专家信息，判断逻辑错误，方案输入 和方案评价等一系列过程的计算机处理。为重载运输车流组 织多目标决策研究首次开发了现代化评价工具。厂 北方交通大学硕士学位论文 a b s t r a c t h e a v y h a u lf r e i g h ta n dh i g hs p e e dp a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o n a r et w ok i n d so ft r e n d so fw o r l dr a i l w a yt o d a y a f t e rb o mi nt h e 6 0 s , h e a v yh a u li sw i d e l yu s e di ns o m ec o u n t r i e sw i t hav a s t t e r r i t o r y , r i c hr e s o u r c ea n dd e v e l o p e di n d u s t r yf o ri t sa d v a n t a g e s u c ha sh u g ec a p a c i t y , h i g hb e n e f i ta n dl o wc o s ti nt r a n s p o r t i n g l a r g ea m o u n tf r e i g h t h e a v yh a u lw h i c h h a sb e e nc a r d e do u tf o r m o r et h a n1 0y e a r si no n rc o u n t r ye x e r th u g ee f f e c ti ni m p r o v i n g c a p a c i t y , e n h a n c i n gm c o m m g ，a d v a n c i n g n a u o n a l e c o n o m y h o w e v e r , s o m ep r o b l e m sh a v ea r o s ed u r i n gt h ec o u r s eo fh e a v y w e i g h tt r a i no p e r a t i o n ，m o s to f t h e ma r ed i r e c to ri n d i r e c tr e l a t e d t oc a rf l o wo r g a n i z a t i o n c a rf l o wo r g a n i z a t i o nw h i c hi st h e b a s eo fo t h e rt r a i n o r g a n i z a t i o n h a s i m p o r t a n ta c t i o n i nt 1 1 e r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o no r g a n i z a t i o n s o ，i t si m p o a a n tf o rh e a v y h a u lt oc h o o s eag o o dc a rf l o wo r g a n i z a t i o np l a n 1 1 1 i sp a p e ri s a i m e dt op r o v i d eas c i e n t i f i ca s s i s t a n td e c i s i o nm e a n st oc h o o s e h e a v yh a u lc a rf l o wo r g a n i z a t i o np l a n f i r s t ，t h i sp a p e rr e v i e w sg e n e r md o m e s t i ca n do v e r s e ah e a v y h a u ld e v e l o p m e n ts i t u a t i o na n ds u m m a r i z e sr e s e a r c h i n gw o r ko f r e l a t e df i e l d st om a k et 1 1 e o r e t i c a lp r e p a r a t i o nf o rt h i sp a p e r t h i sp a p e r t h o r o u g h l yr e s e a r c h e sr e l a t e df a c t o r so f c a rf l o w o r g a n i z a t i o n 、i m t h et h e o r i e sa n dm e a n so f s y s t e me n g i n e e f i n g t h e ni tb u i l d su pm u l t i o b j e c te v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fh e a v y h a u lc a rf l o wo r g a n i z a t i o n p l a na c c o r d i n g t ot h ep r i n c i p l eo fi n d e x s y s t e m i no r d e rt o p r e p a r e f o rt h e b u i l d i n g o fm u l t i o b j e c t e v a l u a t i o nm o d e l a f t e r a n a l y z i n g a l lk i n d so fm u l t i - o b j e c t d e c i s i o nm o d e la n dm e a n s ，t h i sp 印e rc h o o s e st h em o d e la n d m e a n sw h i c hb e s ts u i t sh e a v yh a u lc a rf l o wo r g a n i z a t i o n p l a n c h o o s i n ga n d c o n t a i n sa h p ( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ) w h i c hi s u s e dt od e c i d ew e i g h to fi n d e x ，a n dt h em e a n st od e c i d ed e g r e eo f m e m b e r s h i pa n dc o m p o s i n gm e a n s t h ed e e p l yr e s e a r c h i n go f a h pi nt h i sp a d e rp u t sf o r w a r ds o m em e a s u r e st oi m p r o v ei t s a p p l i c a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t y 北方交通大学硕士学位论文 t oc h e c kt h ee v a l u a t i o nm o d e l ，t h i sp a 口e re v a l u a t e sc a rf l o w o r g a n i z a t i o np l a n i nah e a v yh a u ls e c t i o na n dr e a c h e ss o m e b e n e f i tc o n c l u s i o n 疳o mt h a t i t p u t sf o r w a r ds o m ea d v i c ef o r h e a v y h a u lt h r o u g ht h ea n a l y s i so f h e a v yh a u l p r a c t i c e t oa s s i s td e c i s i o n - m a k e ra n ds y s t e ma n a l y s i sp e r s o n ，t h i s p a v l e rd e v e l o p sm u l t i - o b j e c te v a l u a t i o ns o f t w a r eo f r a i l w a yh e a v y h a u lc a rf l o wo r g a n i z a t i o n i te n a b l e sas e r i e so fp r o c e s s e ss u c h a sg e t t i n ge x p e r ti n f o r m a t i o n ，j u d g i n g l o g i ce r r o r s ，i n p u u i n gp l a n s ， e v a l u a t i n gp l a n s t ob e c o m p l e t e db yc o m p u t e r t h er e s e a r c ha c h i e v e m e n t sh a v eb e e nu s e di nt h er e s e a r c h i t e r no f “t h er e s e a r c ho fh e a v yh a u lc a rf l o wo r g a n i z a t i o no f j i n g h ua n dj i n g g u a n gr a i l w a y ” 北方交通大学硕士学位论文 第一章概述 第一节重载运输的发展概况 一重载运输的定义及分类 铁路重载运输是在先进的铁路技术装配条件下，扩大编 组，提高列车重量，采用大功率机车，由双机或多机牵引重载 货物列车的运输方式。它是提高铁路运输能力的重要途径，是 运输扩能中的一项重大技术措施。它有明确的目标和新的组织 形式，重载列车的牵引重量与普通超轴货物列车相比较，有明 显的区别。超轴列车是指在规定的牵引重量基础上，通过改革 操作技术，在既有站线有效长范围内实现列车重量的提高；而 重载运输所达到的牵引重量标准则需要相应的进行机车、车 辆、线路及行车组织方法等方面的改造与革新才能实现。重载 运输所能达到的重量，在一定程度上反映出一个国家铁路重载 运输技术综合发展的水平。目前，关于这个问题各国之间存在 一定的差异，但基本上都是根据各自的机车车辆、线路设备条 件和货物运输要求，确定相对于普通列车的货物列车标准。根 据我国的国情和路情，铁路主要技术政策中明确提出：“重 载列车为5 0 0 0 吨以上，到发线有效长采用1 0 5 0 米。能力接近 饱和和施工地段应创造条件开行部分组合列车。运煤专线也可 开行i 0 0 0 0 吨及其以上的重载列车，部分车站到发线有效长采 用1 7 0 0 米或2 1 0 0 米。”【参考文献3 9 1 ， 由于国情和路情的差异，重载运输有着不同的方式。主 要的重载列车开行方式大致可归纳分为三种类型： ( 1 ) 单元式重载列车，起源于美国，适应于货运专线， 以加快货物集运和货车周转，降低运输成本为目的。列车直接 往返于矿山、工厂、电站、港口之间，多行驶在货运专用铁路 或以货运为主的铁路上，重量大、密度小。列车是由大功率的 机车双机或多机牵引，由2 6 5 0 吨大轴重、大容积百辆以上 专用同型货车组成。从装车地到卸车地采用固定机车车辆、固 定发站与到站，固定运行线，运输单一品种货物运输组织形 重载运输车流组织多目标决策研究 式。列车在装、卸站间往返循环运行，中途不拆散，不进行改 编作业。因此，在运行过程中除利用铁路的正线和到发线外， 不占用铁路的调车设备。在运输过程中除进行列车接、发车 作业外，不进行任何其它作业。单元列车不仅机车车辆固定遍 挂，固定回空，而且两端车站装卸设备必须配套形成装车点到 卸车点的装、运、卸一条龙重载运输组织方式。 ( 2 ) 整列式重载列车。适应于客货混跑，以在不增加行 车密度的条件下，提高线路的输送能力为目的，整列式重载列 车由多机或单杌牵引，列车由大功率的机车和4 轴、8 轴大型 车辆组成，轴重一股2 2 2 5 吨。这种货物列车采用普通列车 的作业组织方法，其到、解、编、发、取、送、装、卸和机车 换挂作业与普通列车完全一样，只不过牵引重量有显著提高， 达到5 0 0 0 吨及5 0 0 0 吨以上。列车密度大，多行驶在客货混用 铁路上。 ( 3 ) 组合式重载列车，这种列车是把两列符合运行图规 定的重量和长度、开往同一方向的单个列车首尾相连接成列 车，机车分别挂在列车的前部和中部，在运行图上占用一条到 发线，运行到前方菜一技术站或终到站再分解的重载列车。缀 合式重载列车按组合地点不同或分解地点不同可分为始发组 合列车和技术组合列车。可以是固定机车车辆和固定货物品名 的两列车组合在一起，也可将运行方向一致，符合组合、分解 站编组计划要求的非固定车底的一般货物列车组合为一个列 车。组合式重载列车除要进行普通货物列车所要进行的作业 外，还要进行列车或车底的组合和分解，而且其接、发作业、 机车换挂、途中运行及调度指挥等作业也有些与普通货物列 车不同之处。【参考文献5 】 二国外重载运输发展的概况 铁路货运重载化及客运高速化是当今世界铁路发展的两 大趋势。六十年代重载运输起源于美国。一些幅员辽阔、资源 丰富、工业发达国家的铁路如美国、加拿大、前苏联、澳大利 亚、甫菲等，为适应产品流通、国际贸易增长的需要，为了降 低运输成本以适应各运输业之间日益激烈的竞争形势，先后发 展了适合于本国具体条件的各种形式的重载运输。由于其在运 送大宗货物方面所具有的运量大、效益高、成本低等优势，它 在全世界范围内得到了广泛的应用和巨大的发展。 美国铁路以货运为主，铁路运输密度小，运输周转萤大， 北方交通大学硕士学位论文 大宗货物比重大。因此，保持和提高铁路货运在运输业中的地 位，提高货运的效率和经济效益是美国铁路发展的重要方针， 近三十年来，美国铁路在与其它运输方式货运竞争中，大力发 展重载运输，开行单元重载列车，以求降低运输成本，提高竞 争能力。统计资料表明：美国在开行单元重载列车以后，车辆 在线路和车站上消耗的时间之比由1 i 1 4 ：8 6 8 9 改变为 6 4 ：3 6 ，旅速提高4 0 ，成本下降5 0 。 前苏联铁路大多客货共运，能力接近饱和，挖掘列车密 度的潜力己不大，因而近年来提高运输能力主要靠提高列车重 量，发展超长超重列车、组织合并列车，开展直达运输。由于 开行了重载列车，1 9 8 1 1 9 8 5 年间全路平均牵引总重每列增 加2 1 4 吨，1 9 8 5 年达到3 0 3 3 吨，大大提高了输送能力。【参 考文献4 。5 】 南非、澳大利亚等国也根据本国的实际情况，发展了不 同组织形式的重载列车，取得了较好的经济效益。总之，开行 重载列车已经成为世界各国铁路货物运输现代化发展的一个 重要趋势。 三我国重载运输的发展概况 我国士地辽阔，随着改革开放的日益深入及生产的日益 发展，现有铁路运输能力远远不能适应需要，尤以煤炭运输更 为紧张。因而，在我国发展重载运输是解决日益尖锐的运能与 运量问题之间矛盾的重要手段之一。但是，我国铁路不同于美 国路网能力有富余的条件，虽类似前苏联运能紧张情况，而技 术运营设备和技术水平又低于美国和前苏联。所以，需要从中 国的实际情况出发，吸取外国经验，由结合各条线路条件和特 点，选择适用于各种不同线路条件开行并能获得较佳技术经济 效益的重载运输方式。特别是在市场经济条件下，更应以经济 效益为导向指导开行重载列车。我国于8 0 年代中期开始发展 重载运输，根据不同线路的具体情况组织开行不同形式的重载 列车。 1 9 8 4 年1 1 月在大同至秦皇岛( 丰沙大、京秦线) 首次开 行两列普通列车合并一大列的重载列车之后，又先后在沈山 线、石德线、平顶山一江岸西等线开行不同数量的组合列车。 在这些货运量大、客车对数相对较少的繁忙干线上延长部分车 站站线有效长，开行7 0 0 0 8 0 0 0 吨重量的组合列车，取得了 较好的经济效果。 重载运输车流组织多目标决策研究 1 9 9 2 年我国在大同与秦皇岛之间建成了可以开行万吨级 单元列车的大秦线。列车重量在6 0 0 0 吨以上，运能超过万吨。 大秦线在矿区和港口之间，货源充足、流向集中、产销固定， 适宜开行单元式重载列车。 对于客货运量均大的繁忙干线如京沪、京广等线，能力 紧张，适宜发展5 0 0 0 吨及以上的整列式重载列车。1 9 9 2 年在 京沪线南段徐州北一南京东之间、京广线石家庄一郑州北间等 进行了5 0 0 0 吨列车的开行试验，取得了成功。1 9 9 2 年底，京 沪线南段徐州北一南京东之间、京广线石家庄一江岸西间正式 开行5 0 0 0 吨重载列车，采用内燃双机牵引。以后逐渐增加开 行对数，徐州北站统计资料显示：1 9 9 4 年共开行重载列车2 8 9 6 列，按非重载列车牵引定数4 0 0 0 吨计，相当于多开普通列车 8 6 8 列。可见，在不增加运行线的情况下，开行重载列车对于 扩能体效效果明显。【参考文献4 】 四我国繁忙干线开行重载列车的必要性及前景 在我国铁路重载运输l o 周年学术研讨会上，与会专家提 出关于进一步加速重载运输发展的建议的第一条就是要继续 深化对发展重载运输重要性和迫切性的认识。与会专家认为： “运能与运量的矛盾，仍然是我国铁路今后面临的主要矛盾， 由于国家政策性的调整和某些原因，在局部地区或个别时期， 运量虽然有所下降，但这只是暂时现像，切不可误以为是矛盾 的缓和。因此，发展重载运输是缓和我国铁路运能与运量矛盾 的主要途径，也是铁路运营管理由粗放型向集约型转化的一个 方向。”【参考文献1 7 1 另外，在社会主义市场经济体制不断 完善的今天，开展重载运输有其特殊的意义，它能使铁路更好 的提高自身的效率及服务质量，降低运输成本，面对市场有更 大的回旋余地，有可能占领更大的市场份额。 1 9 9 1 年，我国的铁路运输密度已经达到2 5 7 8 万换算吨公 里公里，运输强度在世界上是第一流的。由于铁路客货运量、 周转量增长很快，而同期线路增长却十分有限，更兼线路忙闲 不均，运输生产又有时间和空间上的不可替代性，致使一些主 要干线承担了绝大部分的运量，能力达到饱和。如京沪线虽未 实现电气化，而年货运量达到7 6 0 0 多万吨；符蚌段日开旅客 列车3 7 对，货物列车8 1 对，为全路之冠。在现有技术装各条 件下，行车间隔已达8 分钟，部分为7 分钟，再要增加行车密 度难度很大。可以说繁忙干线是我国铁路网的核心，承担着全 4 北方交通大学硕士学位论文 路7 0 的客货周转量。因此，提高繁忙干线的输送能力是解决 我国铁路运量与运能矛盾的关键。 随着大型货车的逐渐增多( 1 9 9 4 年6 0 吨货车占货车总数 的7 8 5 ) 、机车牵引动力的改进、线路和轨道的加强以及站 线有效长延至1 0 5 0 米，发展干线重载运输的条件已经具备， 并在继续改善。在客货运输繁忙的干线上应以开行5 0 0 0 吨及 以上整列式重载列车为主，在2 5 吨轴重大型四轴货车投入使 用以后，列车重量可得到进一步的提高。繁忙于线开行5 0 0 0 吨及以上整列式重载列车将对本世纪末实现全路平均牵引总 重达到3 0 0 0 吨的目标起到重要作用。可以预见，到下一世纪， 整列式重载列车将在繁忙干线上得到普及，列车重量将逐渐提 高，在提高我国铁路输送能力方面发挥越来越重要的作用。 我国的重载运输自八十年代起步以来已经得到了迅猛 的发展，列车重量大幅度提高，先后成功开行了大秦线万吨单 元列车，在京广、京沪繁忙干线开行重载列车及一些运输紧张 区段组合列车。实践证明，重载运输是一种有效的扩大运输能 力，提高运输效率，提高经济效益的组织措施。它投资少、见 效快，适用于我国铁路运量构成中大宗货物占较大比重的情 况。中华人民共和国铁路主要技术政策明确规定：“大力 提高列车重量，积极增加行车密度，努力提高行车速度。”现 在，随着铁路重轨线路比重的增加，主要干线车站到发线的延 长，大功率机车、大型货车数量的增加，编组站能力的增强及其 它铁路设备能力的提高，大力发展重载运输的时机愈加成熟， 它必将在我国繁忙干线上得到更为广阔的应用。在市场经济条 件下，重载运输也是铁路扩大运输能力，降低运输成本，提高 运输效率，提高市场占有份额的一项重大技术组织措旄。 重载运输车流组织多目标决策研究 第二节选题意义 一问题的提出 1 我国开行重载列车实践中存在的问题 我国重载运输已经开展十余年了，重载运输工作取得成 绩有目共睹，在提高运输能力，增加运输收入，促进国民经济 发展方面起了巨大的作用。但是，在实际工作中，也出现了一 些问题，现场的同志和一些专家对这些问题都作了阐述和分 析，具体来说，主要问题有以下几个方面： 1 ) 认识不足，重视不够。 2 ) 机车使用工作存在问题。牵引动力没有进行合理配 置，京沪线南段采用n d 5 双机牵引5 2 0 0 吨重载列车，机车功 率存在很大的浪费。 3 ) 车流的波动，引起重载车流不稳定，经常造成“无流”， 重载列车牵引重量达不到规定的要求，甚至发生重载列车双机 牵引普通列车的情况。另外线路的大、中修，列车换长的规定， 也是重载列车的牵引重量难以满足的原因。 4 ) 编组站负荷加大，能力更趋紧张。由于重载列车编成 增加，造成编组站驼峰解体能力，峰尾编组能力，编组场通过 能力均有所下降。当车流到达不均匀时，会产生编组站组织困 难。如果大范围开行重载列车，必然带来某些编组站工作量的 变化，更应注意车流组织工作。【参考文献8 】 从以上的问题可以看出，现阶段的重载运输组织工作还 存在不少问题，这其中很多问题都与车流组织有关。分析表明 现阶段的车流组织存主要在以下问题： 1 ) 对当前的车流组织状况分析不足。 2 ) 对编组站的分工不尽合理，造成编组站的能力利用没 有达到最优。 3 ) 对车流波动考虑较少，对市场经济条件下的车流组织 工作没有准备。 4 ) 基本没有考虑经济效益。 从以上现场存在的问题及专家的意见来看，现阶段开行 重载列车的组织工作中，车流组织工作是一个很大的问题。重 载运输是铁路在市场经济条件下扩大运输能力，提高运输效率 的一项重大技术组织措施。然而，开展重载运输，普遍提高列 车牵引定数达5 0 0 0 吨左右，这不仅是硬件和牵引动力问题， 北方交通大学硕士学位论文 而是一项综合性的系统工程。首先牵涉到车流构成、车流集结 和组织、本线与相邻线路车流的衔接、编组站作业组织等问 题，同时还将涉及到运输市场供求的影响和经济效益等问题。 车流组织工作对于开展重载运输的规划，建设以及重载运输的 组织都具有十分重要的意义。因此，选择车流组织方案必须慎 之又慎，一旦选择不当，就会产生严重的问题，给运输生产和 国民经济带来严重的损失。必须从多方面，多角度的看待和解 决这个问题。 通过对以上一些问题的分析，并结合铁道部部级项目京 沪、京广线开行重载列车车流组织的研究( 重载列车车流组织 方案的技术经济分析研究部分) 的研究，本文从我国铁路运 输的实际出发，应用系统工程的方法，建立了重载列车车流组 织方案多目标评价指标体系，提出了繁忙干线开行重载列车车 流组织方案的多目标分析方法及模型，并结合具体案例进行了 开行重载列车车流组织方案多目标评价分析，对在繁忙干线开 行重载列车的车流组织工作提出了若干建议，并开发了相应的 应用软件。 二国内研究现状 由于国外对车流组织研究较少，本文主要分析国内对相 关领域的研究。 车流组织工作一直受到我国铁路科研工作者的重视，早 在5 0 年代，林达美、张震等对绝对计算法、分析比较法、求 有利去向数法等进行了研究，朱松年教授提出的表格分析法在 实际工作中得到了广泛的应用。6 0 年代以来，我国铁路科研 工作者开始应用计算机和运筹学、最优化理论等现代数学方法 来求解最优车流组织方案，先后提出了许多新的算法，如整数 规划法、动态规划法、o 1 规划法等。这些方法主要考虑车流 量，集结和改编的费用等，都各具特色，但也有不足之处。如 未考虑到车流组织的整体性，未考虑已存在的编组站的能力， 未考虑车流波动对车流组织方案执行稳定性的影响。更为重要 的是，所有这些计算方法都是铁路还处于计划经济条件下的产 物，并没有考虑到车流组织方案是否符合市场经济的要求。因 此，必须对车流组织方案的确定方法进行改革。文献f 3 1 1 关于 车流组织工作的意义、方法、原则等对本文有所启示。 文献 5 1 回顾了重载运输的发展，主要从重载运输总体设 计，工程学的角度分析了重载运输的建设。文中提出用系统工 重载运输车流组织多目标决策研究 程的理论和方法研究重载铁路的建设的观点对本文的指标体 系的建立及多目标分析模型的形成有较大的影响。 文献 4 】分析了在繁忙干线开行重载列车所需的技术条 件，主要是编组站和机车使用方面对开行重载列车的影响，并 作出了技术经济评价。这些对本文建立指标体系和多目标评价 模型有所帮助。 文献 6 】中对大秦线重载运输列车组织方案多目标评价模 型的研究对本文的多目标评价模型有一定的启示。 文献 8 中的多篇文章分析了我国开展重载运输十周年以 来的成绩和存在的问题，并提出了改进的意见和建议，对本文 也有所启发。 文献【9 ， 1 1 ， 1 2 ， 1 3 】， 1 9 ，【2 0 1 讨论了在繁忙干线 开行5 0 0 0 吨重载列车在技术上的可行性并提出了需要加强的 技术设备及需要改进的技术配套措施。很多文献讨论了与车流 组织方案关系十分密切的编组站的技术可行性问题，并对车流 组织工作提出了改进的意见。如：尽量开行无改编直达列车通 过编组站等等。文献【1 4 】， 1 5 分析现阶段开行重载列车的经 济效益，包括企业内部效益和社会效益。并对有关车流组织方 案的机车运用等问题提出了改进的意见。文献 1 0 】， 1 6 】，i t 8 从实践的角度出发，分析了现阶段开展重载运输工作中出现的 问题及原因，并提出了改进的建议。其中很多提到了对车流组 织工作提出了建议。 文献 3 ， 2 2 在对各自研究的方案评价中，均使用多目 标评价的方法，文献 3 】的多目标评价方法，文献c 2 2 1 对层次分 析法的使用，都对本文有所启示。 文献 2 1 、 2 3 、 2 4 、 2 6 】、 2 8 】、 2 9 1 、 3 0 从各个角度 分析了层次分析法存在的问题及其原因，提出了改进的建议， 这些都对本文对层次分析法的认识和改进提供了帮助。 北方交通大学硕士学位论文 第二章评价指标体系的建立 指标是衡量系统总目标的具体标志。指标体系是由若干 相互关联的指标组成的有机整体，正是由于指标认识作用的有 限性和系统总体的联系性、复杂性，构成了指标体系设计的必 要性。 铁路重载运输车流组织多目标评价的目的性在于，对各 车流组织方案的优劣作出评价，发现各方案的优点和缺点，选 出目前状态下的最优方案，并找出需要提高的薄弱环节提出 长远规划的建议。在多目标评价模型中，评价指标体系也是一 个重要的部分。 铁路重载运输车流组织多评价指标体系的建立，就是为 了实现上述多目标评价的目标，由车流组织方案的众多输出特 性中，选出一整套衡量其各项性能的指标，用它们来客观的反 映各车流组织方案在各方面表现出的优点和缺点，从而得出科 学的结论。因此，确定评价指标体系是铁路重载运输车流组织 多评价的重要内容。建立评价指标体系是为了据此得以逐级逐 项地实现铁路重载运输车流组织多评价的总目标，总目标不一 定是直观的、具体的，为此要进行总目标的分解，即将总嚣标 分解为各级分目标，直到直观、具体为止。在分解过程中，要 注意使分解后的各级分目标与总目标保持一致，分目标的集合 一定要保证总目标的实现。 第一节评价指标体系建立的原则 对于本文的车流组织多目标评价来说，评价指标体系是 否科学、合理，直接关系到评价的质量和功能发挥，关系到评 价目的能否顺利实现，也关系到评价模型是否合理。因此，评 价指标体系必须是科学的、合理的、客观的、尽可能全面反映 对车流组织方案评价时所需要考虑的各方匝的因素、即各级分 目标。指标体系要视评价系统的目的和特点而定。指标可以通 过查阅大量的资料，在调查分析的基础上得到。但是要建立一 套科学的、合理的评价指标体系，却是一个非常困难的问题。 重载运输车流组织多臣标决策研究 因为车流组织方案牵涉到多方面的问题，有各种因素影响对方 案的评价，但究竟哪些因素最为重要，哪些指标既能反映出制 定车流组织方案时考虑的各种因素，又有可操作性，必须按照 一定的原则，去分析和判断，才有可能较为完善的解决这一问 题。【参考文献2 2 本文在借鉴前人研究成果的基础上，根据车流组织方案 评价的特点，提出了建立指标体系的八条原则： 1 目的性原则 评价指标体系是以一定的评价目标为核心的集合体，是 评价目标的具体体现，不同的评价目标将产生不同的评价指标 体系。车流组织方案评价指标体系要紧紧围绕选出最优方案这 一目标来设计，应由代表评价车流组织方案特性的典型指标构 成，多方位、多角度地反映各车流组织方案各方面的优劣。 2 科学性原则 评价的目的是为了决策，评价的质量影响决策的正确 性，因此，必须注意评价资料的全面性、可靠性和正确性，防 止评价人员的倾向性。评价指标体系的设计要反映制定车流组 织方案时所考虑的主要因素及方案对各方面的影响。指标体系 结构的拟定，指标的取舍，公式的推导都要有科学的依据。只 有坚持科学性原则，获取的信息才具有可靠性和客观性，评价 的结果才具有可信任性。 3 系统性原则 评价指标体系的设计要反映影响系统结构的各个方面， 使其成为一个系统，应运用相关分析原理，不断分析，组合设 计评价指标体系；注意评价指标体系整体的内在联系及整体的 功能与目标，客观的、综合地反映方案的优劣。 4 可行与适用性原则 评价指标体系的设置要具有可操作性，指标的设计要求 概念明确、定义清楚。所建立的指标应能方便的采集数据与收 集情况，指标的内容不应太繁太细，面面俱到，避免过于庞杂 和冗长，否则会给评价工作带来不必要的麻烦，另外，指标的 项目也不能太少，否则难以反映车流组织方案对各方面的影 响。 5 时效性原则 评价指标体系应能反映一段时期制定车流组织方案考虑 的主要内容，在现阶段市场经济条件下，除了考虑在计划经济 0 北方交通大学硕士学位论文 体制下要考虑的因素外，还应考虑方案能否符合市场经济的要 求。否则，评价车流组织方案将会脱离实际，评选得出最优方 案也不会符合市场经济的要求。 6 可比性原则 在建立指标体系时，对每个定性指标应规定其科学的量 化算法，在量化的过程中，尽可能模拟人类的思维和判断，符 合人们日常的思维习惯。 7 定性与定量相结合的原则 定性指标和定量指标有各自的优点和缺点，定量指标直 观、准确、一目了然，但是在评价中需要进行数据转化，有时 求值比较困难，甚至无法计算。定性指标符合人的思维习惯， 便于取得数据，但不太直观、准确。因此，要将两者结合起来， 才能比较圆满地完成评价任务。 8 递阶层次结构的原则 一个复杂的无结构的问题可分解为它的组成部分或因 素，每一个因素称为元素，按照不同属性将这些元素分组形成 互不相交的层次，上一层次的元素对相邻的下一层次的全部元 素或部分元素起着支配作用( 有时是包含关系) ，形成按层次 自上而下的逐级支配关系，具有这种性质的层次称为递阶层 次，这样我们所面临的问题是分解和综合方式的深化和发展。 递阶层次原则符合人的思维，即将一个复杂的问题分解为若干 组成部分，而在相对简单的层次上对各子问题分析解决，从而 达到解决整个问题的目的。 递阶层次结构有许多优点，首先，它将逻辑判断统一在 树状的结构中，使得人们的思维趋于条理化，使得思维决策更 为有效：其次，层次结构的建立具有很大的灵活性和抗干扰 性，当某一层次包含的元素发生变化时，对整个层次结构的影 响是有限的。【参考文献2 2 1 以上是我们为建立重载运输车流组织多目标评价指标体 系而设定的八条原则，在建立指标体系的过程中应严格按照这 八条原则实施。 重载运输车流组织多目标决策研究 第二节与车流组织相关的因素分析 一车流组织的基本概念与重要意义 全国铁路有几千个营业站，每天要装卸数万辆货车，装 车站把装出的重车向卸车地点输送构成了重车流，卸车后将卸 后的空车向装车地点回送又形成了空车流，重空车流只有编成 合乎规格的列车才能向目的地运送。将车流变成列车流，便是 车流组织所要解决的问题。因此，车流组织是铁路行车组织的 一项重要内容，它规定车流由发生地向目的地运送的制度。 我国目前解决车流组织问题的方法是根据车流的大小和 性质，结合各车站的设备条件，采取不同的车流组织形式，在 装车量较大的车站( 一站或若干站联合) 组织始发或阶梯直达 列车，将未纳入始发或阶梯直达列车的车流向就近技术站集 中，然后按车流去向的远近分别编入适当的列车，主要是技术 直达列车，直通列车和区段列车，逐步转送到目的地，同时， 凡在中间站到、发的零星车流，一般应编入沿零摘挂列车或摘 挂列车。 车流组织的主要任务是：【参考文献1 】 1 在装车站最大限度的组织始发和阶梯直达列车，并尽 量增加直达列车无改编通过的技术站数以减少技术站的改编 作业量，加速货物输送和机车车辆周转； 2 正确规定技术站编组列车的方法，合理分配技术站的 编解调车任务充分发挥设备潜力，组织各站协调配合，为保持 各站的良好作业秩序创造条件； 3 最大限度的减少车辆改编作业次数，并尽量将编解作 业集中到技术设备先进，编解能力大，作业效率高的重要编组 站上进行，以减少人力、物力消耗，节约开支，降低成本： 4 在具有环状径路的方向上，根据运输里程、运行时间、 区间通过能力、技术站通过和改编能力，以及运输费用等因素 规定合理的车流径路，并充分利用平行线和支线放行车流，减 轻主要铁路方向的负担： 5 合理组织相邻编组站范围内的管内车流，减少重复中 转，加速车辆周转； 6 合理组织进入枢纽的车流和枢纽内的车流，以减少站 间交换车，加速车辆周转和充分使用枢纽内联络线的通过能 力。 北方交通大学硕士学位论文 车流组织在运输工作组织中占有十分重要的地位，它是 其它行车组织工作的基础，它以较优的车流组织方案为基础， 把全路错综复杂的车流分别组织到不同去向和种类的列车之 中，保证货物以最快的速度送达，使机车车辆能得到最好的利 用。 车流组织方案在全路各站间合理分配列车编解任务，对 全路各站的设备和能力，统筹规划、综合使用，既保证各站所 负担的编解任务与其设备能力相适应，又使各站之闯协调配 合，并使重点编组站留有一定的后备。从某种意义上说，车流 组织方案起着全路各技术站统一技术作业过程的作用，它是全 路技术站改编任务分工的战略部署。 车流组织方案规定了车流运行径路和技术站编组列车的 种类、到达站和车辆编挂办法。这在很大程度上也就确定了各 站办理车数、改编车数、运用调车机车台数、使用调车线的数 量，以及车站作业方法和技术设备运用办法等等。可见，对于 技术站工作来说，车流组织方案确实起着决定性的作用。 车流组织方案是运输计划与列车运行图之间的重要联系 环节。它根据运输计划制定计划车流，并进一步将车流组织成 为列车流。它所规定的列车数量、列车分类、发站和到站、以 及定期运行的列车等，是编制运行图的基础。在运行图上，各 类列车的运行线应与车流密切结合，并在技术站有良好的接 续。通过编制运输组织方案组流上线，即可做到装、运、卸各 个环节紧密衔接，保证整个运输工作的均衡稳定。 车流组织方案的巨大作用还在于，在日常运输工作中， 它是疏导车流运行、预防和解决枢纽工作困难的强有力的工 具。这是因为通过变更车流组织方案可以调整枢纽和方向的负 担。使其能力紧张形势得到缓和。最后，在制定铁路枢纽发展 规划进行站场扩建和新建设计时必须以车流组织最优方案为 基础。即根据车流组织方案确定的改编任务( 重点是改编车数 和到达数) 确定编组站或枢纽的发展规模及设备数量。所以， 远期的车流组织方案是制定路网上站场合理布局规划的重要 依据。 铁路企业通过组织装车地直达运输，与厂矿企业等各类 企业在物资分配、组织方法和设备利用等方面紧密协作配合。 因此，车流组织方案体现了产、供、运、销各部门的共同利益， 是铁路与国民经济其它部门紧密联系的重要环节。 重载运输车流组织多耳标决策研究 综上所述，不难看出，车流组织方案既是车流组织的计 划，又是调节铁路方向和站场工作负担、缓和运输紧张情况的 有效武器，既是行车组织工作的基本技术文件，又是铁路与兄 弟单位联劳协作的体现。因此，正确地制定和选择车流组织方 案是充分发挥铁路运输能力，提高运输效率，保证完成和超额 完成国家运输任务的重要手段。【参考文献1 】 车流组织方案在铁路运输各种生产组织关系中的地位如 图2 2 1 所示。 图2 2 一l 铁路运输各种生产组织关系 由上图可以看出车流组织在铁路运输组织工作中的重要 的基础地位，它指导着列车运行图，月、旬运输方案，车站行 车组织工作细则，日常工作计划的制定和执行。 在干线开行重载列车，新的车流组织方案只是对原车流 组织方案进行适当的调整，即增加部分或全部始发直达列车或 技术直达列车的编成辆数或牵引定数，确定重载列车的开行比 例，而对其它种类的列车不做或基本不做调整。但是，新的车 流组织方案仍然具有上述的主要功能和重要意义。因此，做好 1 4 北方交通大学硕士学位论文 重载列车的车流组织工作对于开好重载列车，使其达到满意的 效果具有极其重要的意义。 二运用系统工程的理论与方法来分析重载运输的车流 组织问题 在计划经济体制下，确定车流组织方案主要考虑车流 量、集结和改编的费用等。这种思路有其一定的道理，但是在 现阶段这种思路是完全不适用的。如前所述，车流组织方案具 有重要的意义，牵涉到方方面面，现在又是市场经济条件，因 此必须考虑更多因素，这时就需要我们用系统工程的理论和方 法分析这个问题。 系统工程是以研究大系统为对象的一门跨学科的边缘学 科，它把自然科学和社会科学中的某些思想、理论、方法、策 略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的 生产、科研或经济活力有效地组织起来，应用数学方法和电子 计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反 馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设 计、最优控制和最优管理的目标，以便最充分地发挥入力、物 力的潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系 协调配合，以实现系统的综合最优化。【参考文献3 5 】 系统工程的基本思想，就是用搞工程的方法搞组织管 理，它以系统为对象，把要组织和管理的事物，经过分析、推 理、判断、综合建成某种系统模型，进而以最优化的方法，求 得系统最优化的结果。 系统工程要求人们完整地而不是零星地、整体地而不是 局部地、综合地而不是分割地、动态地而不是静止地、开放地 而不是封闭地去看待一个系统，要综合应用自然科学、技术科 学和社会科学的各种知识分析和解决问题。 系统工程方法自四五十年代出现以来，由于它的科学性 和适应性，已经在很多领域得到应用，它的理论和方法也有了 很大的发展。现在系统工程的应用几乎遍及工程技术和社会经 济的各个方面。我们在处理复杂在系统问题时，也应自觉地应 用系统工程的理论和方法。 铁路运输生产过程是在全国纵横交错的铁路网上进行 的，目前我国铁路网拥有几万公里线路，几千个车站，几百万 职工，配备了大量的技术设备，设有运输、机车、车辆、工务 等业务部门，每天有上万台机车和几十万辆车辆组成的数以万 重载运输车流组织多目标决镱研究 计的各种列车在四通八达的铁路线上昼夜不停地动作，由于铁 路运输的作业环节多而复杂，这就要求各单位和各工种间密切 配合，使之协调动作，象一台庞大的联动机一样环环紧扣，有 节奏的工作。因此，铁路运输系统是一个庞大而复杂的系统。 【参考文献3 4 而开行重载列车，是对这个大系统的一项重大 的技术改造措旌。因此我们必须用系统工程的理论和方法来分 析和处理重载运输的车流组织问题。使这项措施的实施有利于 系统达到最优化的目标，使投资效果达到最佳。下面进行具体 分析。 开行重载列车，作为一种技术改造措施，可以看作是对 原系统的一种改造，这种改造的目的应该是使新的系统达到最 优化，而车流组织方案在这个改造过程中扮演着极其重要的角 色。它的作用体现在改造过程中和改造后两个方面。 一方面，在改造过程中