集装箱班列编组计划相关因素分析

集装箱班列编组计划相关因素分析

第24卷,第5期　　　　　　　　　中国铁道科学2003年10月　　　　　　　　　CHINARAILWAYSCIENCE

文章编号:100124632(2003)0520120204

Vol124No15　

October,2003　

集装箱班列编组计划相关因素分析

彭其渊,闫海峰,周　勇

(西南交通大学交通运输学院,四川成都　610031)

摘　要:分析集装箱在结点站集结过程中的到达情况,利用随机概率的理论原理,建立计算结点站集装箱班列集结时间的数学模型。分析铁路结点站集装箱作业过程和作业特点,确定集装箱在中转站的停留时间和节省时间的影响规律,得出集装箱班列在结点站消耗的平均集结箱小时与该方向的编成箱数以及在一定时期内到达结点站的箱数和随机到达过程有关;集装箱在中转站的停留时间取决于该中转站的设备配备和作业组织方法;集装箱班列无中转作业通过结点站或支点站时的节省时间主要决定于在站停留时间、装卸作业时间和集结时间长短的结论。

关键词:铁路运输;集装箱运输;编组计划;结点站;集结时间;停留时间　　中图分类号:U2921926　　　　文献标识码:A

根据集装箱发展规划,全路将设置15个集装箱结点站、40200理点,织[1]。然而,集结时间消耗,消耗以及集装箱本身流量大小、集装箱班列编组辆数等各个方面。由此可见,对集装箱班列相关因素的分析是建立集装箱运输系统和制定集装箱班列开行计划一项很重要的基础性工作。

nt

()n!

(1)

λ为平均到达强度,此即参数为λt的泊松分布。

在到达过程服从泊松输入过程情况下。集装箱在某结点站到达间隔时间就服从负指数分布。令T表示从一次集装箱到达到下一次集装箱到达的间隔时间,可以求出T的概率密度函数fT(t)

λ

-tλ

(t)=　　fT(t)=F′=λe-t

dt

(2)

设某去向集装箱在某结点站最小到达间隔时间为

Tmin,集装箱到达最大间隔时间与每次到达最大集

1　结点站集装箱班列集结时间因素分

装箱数有关,设为Tmax。因此,有集装箱到达间隔时间t的取值范围为Tmin≤t≤Tmax。

112　箱流到达数量的概率分布

析

结点站集装箱班列集结过程,是箱流到达集结为车流的过程,这一过程表现为箱流的生灭过程。

111　箱流到达间隔时间的概率分布

假定联接结点站各个方向集装箱班列的编成箱数m是固定不变的。这样,每个到达中的集装箱数为mi,且满足:1≤mi<m(mi∈N)。设在某次到达中,集装箱数量为n的概率为Pn,则同样可以得到第i次到达结点站集装箱数为

m-1

对于箱流到达,现认为它是在箱流集结这种生灭过程中的输入过程,如果不限制结点站可以容纳的箱数,而且箱流到达过程是完全随机的,那么在一定时间内,车站到达箱流次数是服从泊松分布[2]的。可以用二项分布推导得出在时间t内有n个到达概率

　收稿日期:2002211229

),男,重庆涪陵人,教授。　作者简介:彭其渊(1962—

　基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2002X0192B)

mi=

n=1

∑n P

n

(3)

每天在结点站参加此去向的集结箱数N由两

部分组成,由该结点站自己产生的箱流(始发站)

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第5期　　　　　　　　　　　　　　　　集装箱班列编组计划相关因素分析121

k

N0和由其它结点站在此站中汇集而来的箱流。即:

m-1

n

d

N=N0+Nz=

∑m

i

=

∑nP

n=1

n

(4)

=

i=1

∑m

k

i

Ti(i-1)

(i-1) t]-

可以说,如果已知到达箱数的概率分布Pn(mi),就可以得到或计算出每次到达箱数的期望值。113　到达间隔时间

记参加集结的集装箱第i-1次到达与第i次到达的间隔为ti,则根据上述推导结果有　　 t=ti=

[3]

i=1

[T-∑m

i

i=i

m T(i-∑

1)(10)

将nd=T/ t=N/m ;k=N/m0;Ti=m0 t/m 代

入上式,可得　　T′集=

∫tf

Δ

Tmax

2

-

2

=

2

(m0-m )(11)

T

(t)dt(5)

并由此可以得到在时间T(集装箱班列集结时

间计算周期)内的期望到达次数为:nd=T/ t,即有

Δlim t=

λ→0

114　到达箱数

(6)

在给定一个到达箱数概率分布条件下,每次到达的集装箱数为mi,则有

m =mi=∑nPn

这样,也可以得到在时间(8)　　nd=N/m

由此,Tλ

1由此便得到了在某结点站上,集结某方向集装

箱班列所消耗的箱小时。

(1)每昼夜所消耗的箱小时　　T集=12(m0-m )

(2)每班列所消耗的箱小时　　t集=

(m0-m )2N

的表示式

λ=N/Tm 115　集结时间的计算

(12)

(9)

在结点站上,T时间内参加某方向集装箱集结的箱数为N,此方向每班列编成箱数为m0个。一般的说,N不一定是m0的整数倍,但是在研究一个过程,不论是随机生灭过程,还是循环过程,都要求此过程的初状态要与末状态相互重合。研究中可以通过对T的选取来取消其影响,而在实际工作中,这个未重合部分,可以通过组织空箱配送,超轴列车、欠轴列车的开行消除其对时间循环周期的箱数积累影响。因此,在研究过程中,可以认为T时间内参加某区间集装箱集结的箱数N是m0的整数倍。记k=

(k∈Z),表示在时间T内所m0

(13)

从式中可以看出,每班列平均消耗的集结箱小时,不仅与该方向编成箱数有关,还与在一定时期内该方向到达箱数有关。对于某一结点站产生具有相同或部分相同径路的箱流,以不同方案开行集装箱班列时,都会引起变化。另外,每个到达中的箱数的随机概率分布也是影响t集的一个重要因素。

(3)每一集装箱所消耗的集结箱小时　　t箱=

(m0-m= )

m02N

(14)

2　集装箱在中转站停留时间因素分析

集装箱在中转站的中转作业由卸车、集结等待、装车等作业构成,其作业流程[5,6]为:集装箱班列到达→到达技术作业→集装箱卸车→进入堆箱

场集结→装车→出发技术作业→集装箱班列出发。因此,中转集装箱在中转站的停留时间构成有以下几个部分:

集结的该方向集装箱班列数。此方向班列集结过程[4]可以用图1表示。　　从图1中可以得出在时间T内该方向集装箱班列总的集结箱小时T′集

n

d

T′集=

i=1

∑m[T-i

(i-1)ti]-

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122中　国　铁　道　科　学　　　　　　　　　　　　　　　　　第24卷

(1)集装箱班列到达技术作业时间t到达;

(2)集装箱卸车时间t卸;(3)在堆箱场的集结时间t箱;(4)集装箱装车作业时间t装;

(5)集装箱班列出发技术作业时间t出发;(6)作业过程中产生的各种等待时间t等待。

t箱=

(m0-m )

2(N1+N3)

(17)

若A站将N1由直达班列输送,则B站每箱平均集结时间t′箱为　　t′箱=

(m0-m )2N3

(18)

则集装箱在中转站的作业停留时间t有为　　t有=t到达+t卸+t箱+t装+t等待+t出发

(15)

这样,A站将N1由直达列车输送后,B站每箱的平均集结时间增加为N1t箱/N3箱小时,由此而造成的损失为N1t箱箱小时。所以,当N1集装箱流由直达班列输送时,在B站的实际节省为　　N1(t有-t无)-N1t箱=N1(t有-t无-t箱)

(19)

如果忽略中转作业过程中的等待因素,则

(16)　　t有=t到达+t卸+t箱+t装+t出发

式中的t到达,t卸,t装,t出发可通过统计分析和查标获得,t箱可用前面所述方法计算得出。

因此,可以看出,集装箱在中转站的停留时间大小与该中转站设备配备,作业线路配置、作业方法和手段是否先进、组织是否合理等密切相关。

直达运输时每箱的节省为　　t节=t有-t无-t箱　　将式(16)代入(20),则有　　t节=t卸+t装+t到达出发-t无

(20)(21)

因此,。

当然,集装箱无中转作业通过结点站或支点站,除了节省集装箱停留时间外,还节省了货车停留时间,节省了集装箱有调中转相关费用。这些,在进行集装箱运输组织方案研究时,都必须考虑进去。

3　集装箱由直达列车输送时在中转站

的节省时间分析

,送,业。集装箱以前一种方式输送较后一种方式输送在结点站或支点站减少的时间称为集装箱在结点站或支点站无中转作业的节省,记为t节[7]。

以具有A,B,C三个结点站的A—C方向为例,该方向上共有三支集装箱流:N1(A至C的集装箱流)、N2(A至B的集装箱流)和N3(B至C的集装箱流),三支流有两种输送方式,如图2所示

。

4　结　论

通过以上分析,可以得出以下结论:

(1)集装箱班列集结时间、在中转站作业停留时间和开行直达班列通过中转站节省时间是影响集装箱班列编组计划制定最主要的三个因素。

(2)某结点站集装箱班列平均消耗集结箱小时,不仅与该方向的编成箱数有关,还与在一定时期内,该方向到达结点站的箱数有关。另外,每个到达中箱数的随机概率分布也是影响班列集结时间的一个非常重要因素。

(3)集装箱在中转站停留时间大小与该中转站设备配备,作业线路配置、作业方法和手段是否先进、组织是否合理等密切相关。它包含集装箱班列到达技术作业时间、出发作业时间、装车作业延误时间、卸车作业延误时间、集结时间和等待作业时间几个部分。

(4)集装箱班列无中转作业在结点站或支点站

图2　集装箱输送方式示意图

设集装箱在B站无中转作业时的停留时间为

t无,有中转作业时的停留时间为t有。如果A站不组织直达班列,N1将在B站中转。这样,B到C的集装箱流为N1+N3,每箱平均集结时间为

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第5期　　　　　　　　　　　　　　　　集装箱班列编组计划相关因素分析123

节省时间主要决定于集装箱班列无中转作业在站停留时间、装卸作业时间和集结时间的长短。装卸作业时间又与装吊机械的质量和数量以及作业组织方法有密切关系。另外,集装箱班列无中转作业通过

参

考

结点站或支点站时,除了节省集装箱停留时间外,还节省了货车停留时间,也节省了集装箱有调中转相关费用。

文献

　[1]　铁道部发展计划司,铁道部经济规划研究所.“十五”铁路集装箱运输规划及2015年发展思路[Z].铁路“十

五”规划附件(6),1999:14—22.

　[2]　腾传琳.管理运筹学[M].北京:中国铁道出版社,1986:345—353.

　[3]　李致中,孙　焰.铁路运输管理的数学模型及算法[M].武汉:华中理工大学出版社,1995:89—114.　[4]　胡思继.铁路行车组织[M].北京:中国铁道出版社,1998:53—57.　[5]　郭文超.中国铁路集装箱运输[M].北京:中国铁道出版社,1996:34—56.　[6]　林祖乙.国际集装箱运输[M].北京:人民交通出版社,1997:261—299.　[7]　郑时德,吴汉琳.铁路行车组织[M].北京:中国铁道出版社,1997:115—119.

AnalysisofFactorsRelevanttoFormBlocks

PENGQi2yuan,,Yong

(SchoolofCommunicationandSouthwest,ChengduSichuan　610031,China)

Abstract:ofprocessofcontainersatthecontainerhubandwiththestochastic,themathematicalmodelofcalculatingtheconvergingtimeofthecontain2erblocksissetup.ontheanalysisofthecontaineroperationprocessandcharacteristicsatthecontainerconverginghub,theruleisdefinedofdetentiontimeofthecontainersintransitandthewayofsavingtime.Itisconcludedthattheaverageconvergingcontainer2hourofacontainerblockinthecontainerhubisrelatedtothenumberofcontainersintheblock,theconvergedcontainersizewithinacertainperiodoftimeandthestochasticarrivalprocess.Thetimeofdetentionintransitdependsonthefacilitiesequippedatthehubanditsoperationmethodology.Whenthecontainerblockwithoutanytechnicalworkdoneonitatstationsontheway,thetimeusedatthesaidstationdependsonthedetentiontime,handlingtimeandconvergingtime.

Keywords:Railwaytransportation;Containertransportation;Formationplan;Hubstation;Convergingtime;Detentiontime

(责任编辑　刘卫华)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0wi4.html