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针对铁路运输部门进行车流组织时将空重车分别考虑的情况，在空车车种代用的基础上，提出将空车调配和重车运输同时纳入优化；并综合考虑我国铁路运输中首先保证指令性、政策性运输任务完成等因素，构建了在线路通过能力受限情况下的空重车混合优化模型。求解算例发现，通过该模型能得到空车调配方案、重车装车方案和车种代用方案，得到的车流组织方案符合铁路车流组织的特点。