铁道货车车辆检修布局是与货运站布局密切相关的,是铁路货运生产中的重要环节。修理点布局合理不但可以降低全路车辆检修成本,而且可以有效减少车辆超负荷运转时间和车辆漏检概率,保障行车安全,并能加快车辆周转率,减少全路车辆投入。铁道部在跨越式发展报告中提出要对现有运输生产力布局进行革命性的调整,在机车车辆方面提出实现检修资源集中,形成规模效益。 本文首先提出了车辆修理集中化的概念,应用厂商理论中的规模经济理论与范围经济理论对车辆修理实现集中化进行经济分析,定义了车型的范围经济和修程范围经济,得出实行修理集中化不仅能充分发挥规模经济和范围经济效应,而且可以减轻现有的修理网络节点间的不经济现象的结论。 本文着重对车辆修理点布局问题进行研究,在分析车辆修理点布局相关费用的基础上,以规划期内车辆修理点的改扩建费用、运营费用和运输费用之和最小为目标建立上层模型,以运输费用最小为目标建立下层模型,确定修理点选址方案下的运输方案,以此建立了车辆修理点布局的双层规划优化模型。 基于双层规划模型求解的复杂性,设计了基于模拟退火算法的上层问题的求解算法,为了使算法更快的收敛,在只给定修理点选址方案的情况下,通过求下层问题的最优解确定选址点的规模以产生新解。结合下层问题的实际情况,将下层规划问题转化为最小费用最大流问题进行求解,从而较好解决了该模型的求解问题。 本文还以修理点辐射的实体网络为基础,将车辆运输成本纳入修理成本,研究集中修理点的限界,分析了集中修理点的最佳规模,给出了集中化后车辆修理点可能存在的三种规模。 本文最后以柳州铁路局作为实证,对该铁路局车辆修理实行集中化作经济分析,验证了实行修理集中化的合理性。并将车辆修理布局双层优化模型和算法应用于实际,应用表明模型和算法具有较好的适用性和实用性。