研究路网车流分配优化问题,以充分发挥路网货物运输能力,具有紧迫性和必要性。本文考虑了运输时间和改编作业费用对车流分配方案的影响,并重点对改编作业费用考虑与否情况下的优化方案展开对比分析,进而说明改编作业费用在车流分配过程中的重要性,以期为我国铁路货运组织相关计划方案的制定提供决策依据。另外,借助大数据分析技术,对铁路日常生产数据进行“先处理”后,再与数学优化模型融合,完成数据的“后应用”,以使得路网车流分配优化方案更加符合实际生产需要。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)研究了铁路路网车流分配优化分析的理论和方法。首先界定了铁路货运网络中车流分配的相关概念及研究范围。分析了路网车流分配的基本原则,并重点阐述了时间因素和费用因素对车流分配的影响。同时,在现有车流分配方法基础上,引入大数据分析技术,提出了“先处理,后应用”的路网车流分配分析理论,并具体给出了以铁路货车运行实际轨迹数据和编组站调车作业统计数据展开车流分配优化的研究方法。以此,奠定了本文研究的理论方法基础。(2)研究了考虑运输时间最少的路网车流分配优化问题,即不考虑改编作业费用。提出了将数据的“先处理”结果——车流实际开行径路和改编站情况,与基础弧-路模型融合运用的建模思路。具体地,以车流运输总时间最小为目标函数,构建了考虑运输时间最少的路网车流分配优化模型。设计算例,并将优化结果与K短路优化结果进行对比,验证了模型和算法的有效性。(3)在研究内容(2)的基础上,进一步研究了考虑调车线运用的编组站改编作业费用计算方法。以编组站为研究单位,基于给定的路网车流分配方案,以调车线运用优化为抓手,计算该编组站的最少改编作业费用。具体地,车流改编作业费用主要与解编调车作业量有关,通过分析编组站解编作业流程,总结了编组站解编调车作业量与调车线使用数量间的关系,进而运用大数据分析技术提出了解编调车作业量概算方法。在编组站与支点站组成的服务网络中,以编组站的运输费用和解编作业量最少为目标函数,构建了考虑调车线运用优化的编组站解编调车作业量计算数学模型。以研究内容(2)的优化结果为算例,通过对比优化前后指标项,验证了数学模型和算法的有效性。(4)研究了考虑运输时间和改编作业费用最少的路网车流分配优化问题,即将运输时间与改编作业费用统一考虑。借鉴多商品网络流理论和解编调车作业量概算方法,以货物运输时间和解编调车作业量最少为目标,构建了考虑运输时间和改编作业费用最少的路网车流分配优化数学模型,并设计了带有并行调整和算法加速的改进Lagrangean Decomposition算法(ILDA)进行求解。最后,沿用研究内容(2)和(3)的算例,从路网线路能力利用、改编作业能力利用、解编调车作业量、运输时间和改编作业费用等方面,对比分析了改编作业费用考虑与否情况下车流分配方案的差异,发现考虑改编作业费用的车流分配方案不仅有助于降低货运成本,而且使得路网运输能力运用更合理,进而说明了编组站改编作业费用因素对路网车流分配优化的重要性。另外,进一步对ILDA算法相关改进策略进行灵敏度分析,最终验证了模型和算法的有效性。(5)案例分析。从线路运输能力利用率、编组站改编能力利用率、调车线使用数量、调车作业量等方面,对改编作业费用考虑与否的两种优化方案和实际情况进行对比分析。一是探明该区域路网的点线能力利用情况,二是分析案例路网中的能力瓶颈并给出相应扩能建议,三是对比分析改编作业费用对优化方案的影响,以期为相关铁路运输部门提供决策依据和理论借鉴。