石家庄铁道大学毕业论文
业和邻线上列车的作业对超限货物的状态也有一定的影响，增加了潜在的危险。
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第4章 铁路超限货车挂运方案的优化模型
4.1 超限车挂运存在问题的分析
超限货车的挂运是当前超限货物运输组织工作的难题，目前铁路上仍然延续着使用了几十年的挂运办法。有的随时挂运，有的每隔四天，五天或者更久挂运一次，对挂运时间的规定缺乏科学的、统一的依据。大部分时候只是凭借着经验使然，没有把影响挂运方案选择的诸多因素考虑进去，缺乏优化，严重制约了超限货物运输的发展。而且超限货物列车一般采取限速或者禁止会车的运行方式，不仅影响超限货物本身的送达速度，也间接影响了普通货物的送达速度，同时占用了区间大量的运行时分，这些使得铁路运能日趋紧张的局面更加严重。
在编制超限车挂运方案时，如果采取直接挂运，一车超限，整列车都要限速运行，其区间运行限速有的为40km/h，有的为50km/h，而通过300m曲线半径限速20km/h，运行侧向道岔限速15km/h；另外超宽的车辆复线区间，禁止两线会车，形成复线变成单线，对运行秩序的干扰就会增加，对线路通过能力能力的影响很大。同时挂运越频繁，受影响的货车就越多，货物运输时效性就越差；如果采取集结挂运，集结到一定数量后再挂运，又对车站实际作业能力将产生很大的影响，对运输径路的选择也会产生一定的影响。因此超限车挂运方案的优化问题已经成为当前急待解决的问题。
如何以一定的判定标准将影响挂运方案的各种定性、定量因素协调统一起来, 选择整体效益最优的超限货车挂运方案，即超限车挂运方案的优化。
因此对于超限货车在车站是直接挂运，还是集结到一定的数量再挂运，提出一个科学的优化的超限车挂运方案，减少对运输的干扰，提高铁路运输能力的利用率，提高超限货物运输效率和送达速度，这对于促进国民经济和超限货物运输的发展都具有重要意义。
4.2超限车挂运方案优化的方法
为了建立超限货车挂运方案优化模型，首先要选择评价方法。选择评价方法的前提是对所要评价的系统特点进行充分挖掘和分析，理清系统各影响因素指标以及影响因素指标之间的相互关系和作用形式。
铁路超限货物运输挂运方案的影响因素很多，这些因素有些很难被准确量化，有些因素虽然能根据客观实际给出量化的结果，如超限车挂运对区间通过能力的影响，
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但其取值的大小与超限货物的挂运方案的选择不是定量的关系，存在着模糊性，难以进行定量的描述。同时又要考虑运输径路的选择、对中间站实际作业能力的影响程度等定性因素。在此基础上，结合各指标的定性或定量的特点，选用恰当的评价方法。同时结合评价系统的特点，在常规评价方法的基础上可以做出适当的调整与改进。将单位不同的因素选择合适的标准将他们统一，最后选定的最优挂运方案是综合这些因素考虑得出的结果，并不是单个因素作用结果的叠加。
针对铁路超限车挂运方案的特点，本文将采用模糊综合评价法对此进行评价。模糊综合评价法具有系统性和模糊性的特点，根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。能够综合考虑多种因素的影响，还可以处理用其它方法无法处理的模糊信息。同时其数学模型简单，容易掌握，对多因素的复杂问题评价效果比较好。
模糊综合评价法的原理：
其基本原理是：在确定评价因素、评价等级和权值的基础上，运用模糊变换理论，构造模糊评判矩阵，通过运算得到评价结果向量，最终确定最优方案，从而更真实客观反映实际系统；在对指标信息的处理过程中，应用模糊变换原理和数学模型的基本理论，将模糊信息定量化；考虑和评价对象系统相关的各个因素，合理地选择因素域值，再利用传统数学方法对多因素进行定量评价，最终得出科学的评价结果。
模糊综合评价法的应用：
近年来出现了不少利用模糊综合评价法优化方案的例子。文献[5]中利用模糊层次综合评价法将影响超限超重货物运输方案的因素进行分析，将定量定性指标进行统一考虑，通过专家判断实现对指标的模糊评判，保证了评价结果的可信性。文献[19]从安全性，经济性，便利性三大指标出发构建了超限货物运输评价指标体系，利用多目标模糊评价法对超限货物运输方案进行优选。文献[7]采用多层次模糊综合评价法对每条可行径路的合理性因素进行评价，确定超限货物的最优运输径路。文献[4]用线性隶属函数改进的罗马尼亚选择法将方案的定性和定量因素合理结合起来, 以实数综合评价矩阵和模糊评审矩阵的综合平均值作为判定标准, 选择最满意的超限货车挂运方案。
模糊综合评价就是应用模糊变化原理和最大隶属度原理，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其所作的综合评价。常用的综合评价方法有：加法评分法，连乘评分法，加乘评分法，加权评分法[20]。为了反应影响挂运车方案各因素间的重要程度，避免过多的主观成分，本文采用加权评分法来对方案进行评价。见图4-1。
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n评价对象 rnrn-1rn-2r3r2r1评价因数anan-1an-2a3a2a1评价权数 rnanrn-1an-1rn-2an-2r3a3r2a2r1a1综合评价计算 bj??airiji?1 ?a=1ii=1n图4-1 加权评分法简图
4.2.1 评价指标的确立
在优化模型的建立过程中，评价指标以及评价指标权重是影响最终评价结果的重要因素。一个评价模型的适用性也主要体现在其指标是否能够实现对研究对象的全面的系统的反映，同时所确定的指标权重是否符合实际情况。因此在建立评价模型之前，首先要在一定的原则下构造评价指标，然后再确立指标的相关数据，将多个在评价方法及评价标准均不统一指标间进行标准化处理，使各指标之间评价结果具有可比性。
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在建立铁路超限车挂运方案评价指标时，指标的选择除应遵守科学性、系统性、相互独立性等基本原则外，还要根据超限超重货物安全运输的特从以下几方面考虑： (1)指标反映核心影响因素
影响超限车挂运方案的因素很多，在评价体系建立的过程中要选择有代表意义的主要影响指标，尽可能将指标体系控制在一定范围内，在充分保证反映系统状况的前提下，降低运算的复杂难度。 (2)指标应具可操作性
评价指标应该具有很强的可操作性，因此要尽可能选用现有的统计数据和易于收集的资料，对难以统计和收集的数据暂时不列入指标体系，从而减小指标确定的难度。在具体选择指标时，要充分考虑实际生产的状况，选择的指标既要能较完整说明问题，又必须便于实际采集和获取。要充分考虑利用实际生产中己有的相关历史数据记录。 (3)指标应具有可比性
指标的可比性是指确立的指标含义明确，计算口径一致，核算方法统一，从而 达到静态和动态其有可比性。不同的集结时间具有可比性，对通过能力的影响具有可比性，以保证比较结果的合理性和科学性。
根据上诉原则以及第三章中对铁路超限车挂运方案的影响因素的分析，可以建立与之相应的评价指标集：U={对线路通过能力的影响，对运输径路的选择的影响，对货物运到效率的影响，对中间站实际作业能力的影响}。
4.2.2 权数的确定
权数的确定是综合评价的最重要的环节之一。权系数向量A=（a1，a2,…an），
i?ai?1n?1 ai?0。权数确定的恰当与否，直接影响综合评价的结果。A值的确定方法
有很多种，在实际应用中，常用的方法有：德尔菲法、专家调查法和判断矩阵分析法
[21-22]
。本文拟采用判断矩阵分析法来得出A值。该方法的步骤如下：
(1)确定两两因素相比的判断值uij
在因素集U={u1，u2，…，un}中任意取出一对因素ui,uj的重要程度进行比较，设uij表示因素ui相对于因素uj而言的“重要程度”的判断值，uij的取值见表4-1：
表4-1 uij值表
标度 1 3
含义
表示因素ui和uj比较，具有同等重要性。
表示因素ui和uj比较，ui比uj稍微重要。
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