铁路客运网络列车开行方案优化模型的列生成算法.docVIP

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第21卷第1期

2012年2月

运筹与管理

OPERATIONSRESEARCHANDMANAGEMENTSCIENCE

Vol.21,No.1Feb.2012

铁路客运网络列车开行方案优化模型的列生成算法

蓝伯雄,吴李知

情华大学经济管理学院,北京100084)

摘要:列车开行方案的设计是铁路旅客运输组织规划中的一个重要环节。本文首先给出了一个综合考虑铁路旅客运输的经济效益和公共服务性的优化模型,以铁路旅客运输的公共效益最大化为目标,对整个铁路客运网络上不同始发-终到和不同停站方式的列车开行方案进行优化。然后提出了一个求解此模型的启发式列生成算法,该算法与标准列生成算法相比,可以减少迭代次数并缩短收敛时间。最后给出一组利用随机生成的网络和需求进行求解的算例,验证本算法可以在较短时间内求解较大规模的铁路网络列车开行方案优化问题,并能有

效缩小问题规模。

关键词:管理科学与运营管理;列生成算法;优化模型;铁路旅客运输;开行方案

中图分类号:U292.4文章标识码:A文章编号:100701-0001-0

AColumn-generationApproachtoLinePlanninginRailPassengerTransport

LANBo-xiong,WULi-zhi

SchoolofEconomicsandManagement,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

Abstract:Thelineplanningproblemisoneofthefundamentalelementsinstrategicplanningofpublicrailtrans-port.Itconsistsinfindinglinesandcorrespondingfrequenciesintransportnetworksuchthatagivendemandcanbesatisfied.Sofar,mostofthemodelsintheliteratureaimtominimizethecostsortomaximizethenumberofdirecttravelers.Inthispaperwepresentanewapproachmaximizingtheoperatorsprofit,whileensuringthenatureofitspublicservices.ThisnewMIPfnixedintegerprogramming)modeltakesintoaccountoftheoperat-ingcost,thenumberofdirecttravelers,andthetotalnumberoftransportedtravelers.Inaddition,weintroduceaheuristiccolumngenerationalgorithmtosolvethebasemodel.Ourcolumngenerationalgorithmcaneffectively

reducetheproblemsize.Numericalresultsofrandomlygenerateddataarepresented.

Keywords:managementscienceandoperationsmanagement;columngenerationalgorithm;optimizationmodel;

railpassengertransport;lineplanning

0引言

旅客列车的开行方案由旅客列车的运行区段、列车种类及开行对数三者构成口。其中运行区段是指旅客列车的始发站、终到站及经由的路线和停靠站,列车种类区别出列车不同的等级或性质,开行对数的

多少表示行车量的大小。

列车开行方案的设计是铁路旅客运输组织规划中的一个重要环节,是运行图设计、车辆运用计划、乘务员运用计划的基础。列车开行方案的设计通常是从一个包括很多可能的发车方案的大集合中选取一

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