铁路枢纽作为铁路路网的关键组成部分,承担着枢纽地区内所有的车流组织工作。枢纽车流组织的作业方式与作业水平,直接关系到枢纽地区的车流组织作业质量。而枢纽小运转列车作为串联起铁路枢纽内编组站与各货运站间的重要纽带,确保枢纽地区间车辆与货物流通的平稳、有序。考虑及时取送条件下枢纽小运转列车运行组织方法,对加快货车周转、满足枢纽内各货运站及时进行装卸作业、保障编组站大运转出发列车准点满轴开行、进而确保干线运输网络高质高效地运行等都将起到至关重要的作用。本文从阶段计划下编组站动态配流优化问题入手,探讨了编组站车流接续与枢纽小运转列车枢纽内各货运站取送车作业协同优化关系,通过构建及时取送条件下编组站动态配流优化模型及枢纽小运转列车运行组织优化模型,同时设计及时取送条件下编组站动态配流与枢纽小运转列车运行组织协同优化算法,并通过案例分析,验证了模型及算法的实用性与有效性。论文的主要研究内容如下:(1)分析并总结我国铁路货运发展现状、所处困境,指明铁路货运改革的主要内容,并对铁路枢纽车流及时取送的必要性与及时取送条件下枢纽小运转列车运行组织的重要性进行分析;从枢纽车流性质类型及作业类型两方面,针对及时取送对铁路枢纽车流组织的影响进行分析,探讨枢纽小运转列车在铁路枢纽中的功能定位,分析影响枢纽小运转列车运行组织的相关因素,包括机车使用台次、运行径路选择、编成辆数确定、与大运转列车衔接关系等;对枢纽小运转列车在车站作业计划,包括班计划、阶段计划、调车作业计划中所发挥作用进行梳理,对比分析传统模式与及时取送条件下,枢纽小运转列车运行组织策略的制定问题,包括其列车编组计划与机车运用方案的编制方法及依据。(2)引入时间满意度概念。对时间满意度函数进行分类研究,分别探讨了线性时间满意度函数,凹、凸时间满意度函数,正、余弦时间满意度函数,升、降半正态分布时间满意度函数,升、降半(38)分布(伽玛分布)时间满意度函数,升、降指数Sigmoid时间满意度函数,升、降半柯西分布时间满意度函数等7种时间满意度函数的函数曲线及表达式。对软、硬时间窗的内涵、特点、适用范围进行分析,探讨了在及时取送条件下,采用不同类型时间窗进行模型构建时,客户时间满意度的表现形式、确定方法及保障手段。(3)对编组站配流问题进行概述及分析,构建了及时取送条件下编组站动态配流优化模型。该模型从编组站动态配流过程中三个重要阶段入手,即到达列车解体、车流接续、出发列车编组,根据上述三个子过程分别构建解体计划子模型、车流接续子模型及编组计划子模型,从编组站动态配流全过程角度,完整刻画了阶段计划下车流从计划开始持续到计划结束的所有状态。(4)分析枢纽小运转列车运行组织优化的关键因素,类比及时取送条件下枢纽小运转列车运行组织与VRPSPDTW之间的关系,构建及时取送条件下枢纽小运转列车运行组织优化模型。通过运用Dijkstra最短路算法与复杂网络相关知识构造铁路枢纽的全局耦合网络,并引入软时间窗及非线性约束等一系列建模方法,模型符合枢纽内各货运站车组取送作业、编组站动态配流优化、编组站大运转列车准点满轴开行等一系列实际客观要求,较为客观真实地反映了枢纽小运转列车运行组织的全过程。(5)设计及时取送条件下编组站动态配流与枢纽小运转列车运行组织协同优化求解算法。对二者时间衔接关系进行分析,针对编组站动态配流优化问题,采用包含迭代思想的序贯算法对模型进行求解,并根据优化结果,作为枢纽小运转列车运行组织优化模型的已知数据,再次运用理想点算法对模型进行求解,完成二者的协同优化研究。(6)以柳州铁路枢纽为例,对本文构建的优化模型及优化算法进行验证。根据第一阶段及时取送条件下编组站动态配流优化模型所求结果,作为已知数据输入并运用及时取送条件下枢纽小运转列车运行组织优化模型进行第二阶段优化求解,所得结果可为第一阶段配流失败或未达到满轴配流的出发列车提供编组内容及车流来源,实现编组站动态配流与枢纽小运转列车运行组织的协同优化。论文着眼于铁路枢纽车流组织问题,采取逐步深入、层层递进的研究思路,挖掘当前枢纽车流组织中所存在的问题,明确枢纽小运转列车在枢纽车流组织中的地位及作用,结合编组站动态配流,构建及时取送条件下编组站动态配流优化模型与枢纽小运转列车运行组织优化模型,实现二者在作业时间、车组取送等关系上的衔接,最终达到协同优化的目的。研究成果对提升铁路枢纽车流组织作业质量及作业效率有一定的借鉴意义。