编组站的车流组织工作研究论文初.doc

摘要编组站的车流组织工作不仅是编组站编制日常作业计划的核心,而且也是路网上车流组织工作的基础,其组织效果的优劣直接影响到编组站的工作业绩和路网上的车流组织效果及货物列车的开行方案本文在参考国内外众多文献的基础上,结合车流组织的现状和研究实际,将研究重点放在铁路编组站出发车流配流方法优化!解编顺序的合理确定!自装卸作业车的挂线组织方法及作业车的取送方法优化等方面,取得了一定的研究成果:川对铁路运输管理中的车流组织工作进行了系统分析,将编组站车流组织的对象细分为自装卸车流和中转车流两类,并针对不同性质车流的组织侧重点不同分为自装卸车流组织和中转车流组织两大类进一步明确了编组站车流组织工作与货物列车编组计划与之问是执行与指导的关系,而它与路网上的车流组织之间则是小范围微观组织与大范!liJ宏观优化的关系(2)对编组站列车出发计划的出发车流来源推算方法进行了优化在目前编组站阶段计划的车流推算方法基础上,将出发车流的配流问题与车列解编顺序的确定结合在一起,使得车流推算过程更趋合理和贴近实际然后以出发列车正点!满轴出发作为目标函数,分别构建相应的配流模型和解编顺序模型,既一定程度上降低了求解问题的难度又保证了二者之间内在的合理联系并通过兰州西站一个班次的车流数据资料,对该方法的应用进行实例验证(3)对目前路局计划调度员在编制列车工作计划过程中的车流推算方法进行了梳理于H.0,j6;J.方法并未考虑次71出发基础车流的数量问题,给出了基础车流数量确定的理沦依侧,使计戈调度员在编制列车工作计划过程中的车流推算结果更准确!实用,从而市J定出更加具有可执行性的计划任务(4)针对编组站车流挂线组织的现状,分析了车流挂线组织的意义和要求,重点研究自装卸车流的挂线组织方法结合作业车在货场(或专用线)的装卸作业组织流程,强调自装卸车流的挂线组织要以出发车流的需要为准,在时间上和作业内容安排上与编组站的列车出发计划相配合(5)研究了作业车的取送方法,分析了随机到达车流和直达车流在安排取送计划时的区别随机到达的零星作业车流主要是对其取送次数!取送时机及取送内容加以合理确定;而对于整列到达的直达作业车流,因为存在不同的取送顺序会导致不同的货车在立:停留仆士问和调机取送成本的问题,所以重点对整列直达车流的取送作业方法进行了优化,以作业车和取送调机在整个取送过程中的综合成本最低为优化目标,建立了基于编织站车流组织方法研究作业时间窗的取送车数学模型最后通过合理制定取送作业计划与编组站作业车流的装卸!编组出发作业等环节进行综合协调编组站车流组织涉及的作业环节较多且相互影响!关系复杂随着对编组站车流组织一仁作认识的逐渐加深和研究方法的不断改进,将会不断提出更加贴近实际和实用的数学方法,把编组站车流组织工作与路网车流组织工作紧密地联系起来,完善铁路运输调度日班计划的编制理论,促进铁路运输管理工作的进步关键词:编组站工作;车流组织;车流推算;挂线组织;取送作业论文类型:应用基础研究兰州交通人学硕士学位论文AbstraetWagonfloworganizationatmarshallingstation15notonlythekeytomakingthedaily()pel4:!t一rlplanofstationbutthebasisofthewagonfloworganizationontherailwaynetwork.-l一1飞:!d!al飞tagesar飞ddisadvantagesofitsorganizationaleffeetivenessimPactdireetlyontheworkperformaneeofthemarshallingstation,theorganizationaleffeetivenessofwagonflowontherailwaynetworkandtheoPerationPlanoffreighttrains.Inthisthesis,byrefereneingonsomePaPersathomeandabroad,eombingthestatusofthewagonfloworganizationwithitsPresentresearehresults,1PuttheemPhasesonoPtimizingthemethodalloeatingthedePa一turewagonflowsatmarshallingStation,ondeterminingthefavoulatesortingsequeneeofthearrivinganddePartingtrainstoek,onreasonablyorganizingtheloadinganduuloadingProeessesaeeordingtothetrainseheduleandoPtimizingthewagonfetehinganddelieveringPlan.Theresearehresultsareasflows:(1)TheorganizationofwagonflowintheProeessoftherailwaytraffieandtl-a11%I,-)I.tatio-1nlarlagelllent15Syste:1飞atieanalyzed,andthewagonflowsatmarshallingstationI#d一!一dedilltotlleloadillga一ldunloadingwagonflowsandthetransferwagonflows,50thatthewagonfloworganizationmethodseanalsobedividedintotwotyPesforitsdiffereniProPerties.Inaddition,therelationshiPbetweenthewagonfloworg耐zationatmashailingstationandthefreighttrainformationPlan15thatofoPeratingactionandguidingPlan.TherelationshiPbetweenwagonfloworganizationatstationandonrailwaynetwork15thatofthesmall一sealemierostruetureandlarge一scalemaerostrueture.(2)ThemethodtoealculatethewagonflowsoureesforthedePalturetrainatmarshallingstation15oPtimized.Onthebasisofthec盯entmethodtoealeulatethewagonflowsoureeduringmakingthephasePlanatmarshallingstation,thedeParturewagonflowa1loeatingProblemareeombinedwiththetrainstoeksortingsequeneeProblem,whichmakest11ec之llcLllatlllgproceSSI刀orereasonableandpractical#Then,withthetraindePaltingontime:2xldtllegrossweightbeinguPtothestandardtakenasthegoal,theeorresPondingmodelofthewagonflowalloeatingandthemodelofthetrainstoeksortingsequeneeareestablishedresPeetively.Inthisway,notonlythediffieultyofsolvingtheProblem15reduedbutalsotherationalinternalrealationshiPbetweenthem15ensured.Atlast,throughthedataofashiftf.roI11LanzllouxiStation,theaPPlieationofthemethodisverified.(3)T11eeurrentmethodtoealeulatethewagonflowsintheProeessofmakingthetrainworkingPlanbythePlanningdisPateherinrailwaybureau15summarized.Theshortageofthecurrentmethodthatthefundationalwagonflowsofthenextdayarenottakenintoeonsideration15Pointedout:thenthetheoretiealbasisofdeterminingthenu们以bersofthefundationalwagonflows15given,whiehmakesthePlandisPateher,5wagonflowealeulating111一resLzltsxlloreaeet一ateandpraetiealintheProeessofmakingthetrainworkingPlan,50astoforl书ulatemorefeasiblePlan.(4)ToimProvethearrangementofloadingandunloadingoPerationsontrainseheduleatmashallingstation,thesignifieaneeandrequirementsofarrangingloadingandunloadingoperationontrainseheduleareanalyzed,andtheorganzationmethodofloadingorunloadingVehiVlesonthetrainsehedule15mainlystudied.OnthebasisofthestudyoftheloadingandL,111oadingoPerationorganizationProcedureatfreightyard(orfreightstation),ineomestoaeonelusionthattheemPhasisshouldbePutonthedemandsofthedePaltingtrainswhenarrangingtheferightoPerations,thetimeandeonienisofthefreightoPerationsmustcoordinatedwiththetraindePartingPlanofthemarshallingstation.(5)Themethodoffetehinganddelieveringwagons15studied,andthediffereneesoft:11飞ctllods1llaki一19thewagonfetehinganddelieveringPlanfortherandomarrivalwagon110认5az:dthethroughwagonflowsareanalyzed.Fortherandomarrivalwagonflows,theresearehemPhasis15PutondeterminingthefrequeneeoffetchinganddelieveringoPerations,thereasonabletimeandtheeontentsofthefetchinganddelieveringoPerations.Astothethroughwagonflows,fordifferentfetchinganddelieveringsequeneemayleadtodifferentwagonstayingtimeatstationandtheeomPrehensiveoPerationcosts,50theresearehemPllasis15PutonoPtimizingthefetehinganddelieveringmethod.ThentargetingattheminimumeostsoftheoPerationwagonsandtheshuntingloeomotive,themodelbasedontimewindowoffetehinganddelieveringwagon15established.Ailast,themethodsarediseussedtoeoordinatethewagonfetehinganddeliveringPlanwiththefreightoPerationsandthetrai一1formation.一I.l:ewagon月oworganizationatmarshallingyardinvolvesmanyoPerationlinkswhiehn亡eteachotherandhavesomecomPlieatedrelationshiPWiththePrineiPlesofwagonflowoPerationbeingunderstoodmoredeePlyandtheresearehmethodsbeingimProved,themorePraetiealandeffeetivemathematicalmethodswillbePutforward,whiehwilltightlyeouneetthewagonfloworganizationatmarshallingyardandthatontherailwaynetworktoPerfeetthetheorymakingtherailwaytransPortdisPatehingdailyandshiftPlan,toPromotetheProgressofrailwaytransPortmanagement.KeyWords:OPerationorgan忱ationatmarshallingstation:Wagonfloworgan挽ation;Calculatingwagonflows;ArrangingloadingandunloadingoPerationsonTrainsehedule;Placing一inandtaking一outoPeration绪论1研究的背景和意义1.1.1课题的背景在铁路网上,装车地将装好的重车向卸车地输送构成重车流;卸车地将卸后空车送往需要空车的装车地形成空车流这些车流在流量!流向!流程等方面可能彼此存在差异而要将这些重空车流合理地组织成列车流,经济又及时送达到目的地有较大难度这就是车流组织研究要解决的核心问题所在-一,车流组织是铁路运输生产的重要环节,它研究的主要内容是怎样高效!快捷地把重空车流组织成列车流向装卸地点输送,解决在哪些车站编组列车!这些车站应该编组哪些到达站的列车不该编组哪些到达站的列车以及货车在车站的具体编组方法等问题通常将重空车流组织成列车流有两种最简单的做法2:一是不管车流数量大小!去向远近,一律编开摘挂列车或区段列车逐站逐段输送直至到达目的地这种运输组织方式势必增加远程车流在途中技术站的改编作业次数,既延长了货物的送达时间和机车车辆的周转时间,又增加了途中技术站的改编作业负担,增加车站不必要的设备投资和相应调车作业人力!设备资源的消耗另一种就是不管各去向的车流量大小,一律编开直达各到站(或卸车地)的直达列车这样一来车流就无需在途中技术站进行改编作业,在一定程度上节省了列车在途中技术站的改编作业时间但是,货车在始发地需要等待集结以达到规定的编成辆数或牵引定数才能出发这就使得车流在始发地的停留时间延长,尤其是那些车流数量较小的去向的车流这种做法同样无法达到快速输送货物!加速机车车辆周转的目的很显然,这两种做法都是比较极端的车流组织方式,根本达不到实现铁路运输经济合理的目标正确的解决方法是根据车流的大小和性质,结合车站设备条件采取不同的车流组织方法:在装车量较大的车站或联合临近的几个装车站组织始发直达列车;将未纳入始发直达列车的其余车流送到就近的技术站集中,然后按车流去向的远近分别编入适当的列车,主要是技术直达列车!直通列车和区段列车,逐步转送到卸车站在中间站到!发的零星车流则一般由摘挂列车输送这就是货物列车编组计划要解决的问题货物列车编组计划是车流组织计划的体现载体,这其中就包含了两方面的信息:一方面是它规定了路网上所有重空车流在哪些车站编组成列车!编组哪些种类和到达哪些车站(装卸站或者解体站)的列车,即路网上的车流组织计划,这是从整个铁路网整体户编组站车流组织方法研究出发来考虑车流的组织优化,是较为宏观的方面阵-.;二是它规定了各趟列车中应该编入的车流内容和货车的具体编挂方法等,这是车站内的车流组织计划,是从车站范围内的工作组织来考虑车流的组织优化,是比较微观的方面要很好地编制和实现货物列车编组计划就必须做好各种车流的组织优化工作车流组织优化是铁路运输组织的基础性工作之一,其目的就是依据路网各条线路的通过能力和各车站的能力(包括通过能力和改编能力)限制,运用各种方法将全路的重空车流进行科学组织和优化整合,形成指导车站日常运输生产的基础性计划)日班计划和阶段计划;然后车站通过具体实现这些基础性计划来完成列车编组计划的任务内容因此,这一问题的良好解决不仅可以保证货物以最经济!最便捷的方式送达,缩短机车!车辆的运用周期,而且还可以保证全路的点线能力得到协调利用,充分挖掘现有铁路运输网络的潜力,节约运输资源!提高运输效率!降低运输成本作为车流组织工作的重点和基础之一的技术站内部的车流组织优化问题一直以来都是作为车站工作组织的一部分,而没有从车流组织的角度加以独立!系统地进行研究我们为了要提高技术站尤其是编组站内的车流组织的效率,并与车站实际的作业组织相适应,以满足铁路运输组织自动化的现代化要求-.,迫切需要对我国现行的铁路编组站车流组织方法进行全面!系统!深刻的研究分析,建立一套系统的优化理论方法,并给出相应问题的优化模型及简单可行的算法这是提高我国铁路调度指挥自动化决策质量和效率的关键与根本所在近年来随着我国铁路运输管理技术现代化步伐的加快,铁路运输组织的自动化在一定程度上得以发展,尤其是综合调度管理信息系统(DMIS)!车站管理信息系统(SMIS)!列车预确报系统等的建设和各部门信息网络的构建,初步形成了铁道部一铁路局一车站三级信息传输通道,使得铁路运输生产信息!日常工作计划资料能更加及时!全面!快速地进行传输和交换-.,#0而我国大部分车站所使用的信息管理系统还不完善,自动化程度不高,基本停留在现在车管理这样较低层次的数据处理上对于铁路运输组织的基础和重点之一的车站内部尤其是编组站内的车流组织优化方法的研究仍然缺乏系统的理论方法指导,在这一方面的研究是有待深入开展的综上所述,编组站车流组织方法的优化色芙啥技住业组拐工些史具直主垦高的实,男价值,它将有效地提高日班计划!阶段计划的编制质量和车站的作业组织效率,进而提高整个铁路网络的货物运输能力,并能在很大程度上减轻编组站工作人员的负担!节约车站设备资源2研究的意义铁路网这个庞大而复杂的系统,主要是由/点0(即车站和枢纽)和/线0(即相兰州交通大学硕士学位论文互联系的铁路线路)两个子系统组成-/,.7要实现整个铁路网络上运输组织的自动化,不仅要实现/线0上的列车流运营自动化,而且要实现/点0上的车流组织自动化由于路网上运行的列车流是在车站进行编组而成,所以/点0上的车流组织工作是运输组织自动化的出发点和核心所在而编组站是铁路运输管理工作中重要的基层生产单位,它的主要功能简单地说就是/生产列车0,也就是将到达车站的各种车流进行分类处理,按照列车编组计划!列车运行图和(技规6的有关要求编组成各种出发列车,并按照运行图或日班计划规定的时刻正点发车目前编组站的车流组织工作主要是在编制日班计划!阶段计划时进行日班计划由主管运输的副站长依据18点(早6点)前推算的较为精确的车流资料逐项落实路局调度所下达的计划任务阶段计划则由车站调度员(简称站调)负责编制,车站调度员通过编制阶段计划全面安排一个车站的运输生产工作-编组站这种/生产列车0的主要功能决定了它的主要工作就是解!编列车,而在解!编列车作业进行之前,车站调度员必须依据到达列车预确报信息预先确定好各出发列车的编组内容和车流来源,并安排好各台调车机车的活动程序这两项工作往往是交织在一起的在车站的车流组织过程中涉及到许多复杂的环节,如出发列车车流来源的推算与确定!到发车流在时间上接续的有效性!本站作业车的取送安排!车流的挂线作业组织方法等问题,这些问题能否优质地加以解决是影响车站乃至路局运输组织工作质量与效率的关键当前车站的日班计划!阶段计划主要采用人工手段编制,车站的日常工作实际会因车流预确报信息!车站现车数据!安排调机取送时机等的不同而各不相同,加上不同的编制人员在思维方式以及专业素质上的差异,导致编制出来的计划带有明显的凭经验操作的痕迹,缺乏科学性;且常常由于掌握的车流信息不准确!不全面,出现/计划跟不上变化0的被动局面./这就需要对编组站的车流组织优化方法进行深入的研究编组站车流组织工作所处理的对象,是分布在车站内及在途中运行的一定数量的运用货车,包括中转货车和本站货物作业车其目的就是利用车站的设备!发挥车站的作业能力将这些货车所形成的重车流和空车流及时编入最适宜的去向或到达站列车内,从而得以安全!迅速!经济地送达目的地编组站车流组织质量的优劣将直接影响到该站的经济效益!设备的利用率!列车的编制质量,以至于路网上其他车站的作业组织效率;最终影响到铁路企业自身运输成本的高低和铁路企业占有运输市场份额的多少因此,有必要对编组站的车流组织方法展开系统深入的研究编组站内的车流组织在铁路行车组织工作与货运组织工作之间搭起了一座桥梁,是铁路运输组织中一个极其重要的问题,是铁路车流组织工作的重要一环,是车站编制日编组站车流组织方法研究班计划!阶段计划的重要准备编组站车流组织工作的主要核心就是为其出发列车推算车流,在这一过程中还涉及次日出发列车基础车流数量的确定!自装卸车流(作业车)的挂线组织方法!作业车的取送时机与装卸进度和出发列车的协调配合等方面以往对车流组织优化方法的研究基本上都从宏观角度展开阵川,只着眼于路网上的车流组织方法的优化,通过将路网上车流组织过程中的相关因素符号化,建立相应的数学模型,然后运用遗传算法或者线性规划方法来加以求解,而并未对车站环节尤其是编组站内车流组织的具体实现方法展开过系统!深入的研究本论文则将研究重点放在车站范围内尤其是编组站的车流组织具体实现方法的系统优化方面从编组站车流组织整体效果出发,围绕其出发列车车流来源推算方法的优化,重点研究解决车流组织环节中所涉及到的问题如在途到达列车编组内容的精确获得!在站车流解编时机与顺序的确定!本站自装卸车流的挂线组织方法!自装卸车流取送计划的方法优化以及如何与装卸计划和列车出发计划相配合的研究等这将在一定程度上完善目前的车流组织方法的研究工作,提高编组站日常计划的可执行性和准确性,对提高编组站工作效率!降低运输成本具有极大的现实意义1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状就世界范围而言,由于各国的铁路运输组织模式差别较大,从而对编组站作业组织的研究手段也有所差别在铁路技术较为发达的国家主要采用计算机技术来解决车站作业计划的编制和自动执行,如加拿大和英国将各自开发的铁路运营管理自动化系统都己投入运行并取得了显著效果以下是部分国家在铁路车站运营管理自动化方面的发展情况18#29:1.欧美国家这部分国家铁路运能富裕,大多数采用小密度!大编组的组织模式1-,对车站调度指挥作业研究得较早由于其铁路运输能力富裕,对车站作业问题的研究也更注重学术和理论价值而与车站的技术作业实际联系不够密切,此时主要是从纯数学!运筹学等角度进行研究早在1963年,0.Gulbodsen就开始利用运筹学对编组站作业计划的编制方法进行优化研究=.91984年Crai顽等人将列车编组计划与路网上列车运行径路问题相结合,运用时空网络方法建立数学模型来解决路网车流组织问题进行了开创性研究2-1989年5.Yagar等人针对三级三场的铁路编组站驼峰解体调车作业系统中的解体作业顺序问题进行了研究,利用动态规划和组合最优化的思路,巧妙地解决了如何确定驼峰解体顺序的问题,并提供了比较合理的启发式算法2z到了上世纪90年代,H.Keaton对铁路运输管理计划的优化进行了较深入的研究,他从路网上多个不同车站兰州交通大学硕士学位论文间需要相互协调作业的系统观点出发,通过建立0一1规划模型,利用拉格朗日松弛等启发式方法来限定变量的个数,并将目标函数定为列车的编成费用和车小时费用最小进行优化12,4在铁路运输管理方法的实际应用方面,这些国家也取得了一定的成绩1964年,美国南太平洋铁路公司开始开发综合运营管理系统,并于1970年成功投入使用,这是一次计算机技术与铁路运营管理自动化理念的很好结合,取得了非常好的效果90年代,加拿大国营铁路公司参考美国铁路运营管理系统的特点,结合本国情况开发了铁路运营报告和管理系统;英国受此启发,也在其基础上立足本国铁路管理实际开发了综合运营管理系统25一282.日本该国土地面积小,路网密度大,其年货运量也相对较大,多采用小编组!高密度的运输组织方式上世纪60年代,日本在其铁路编组站逐步建立起一套自动化程度较高的编组站信息自动处理系统(即YACS系统),其车站日常工作计划也包括/日计划0和/阶段计划0两部分该系统与欧美研制的车站管理系统的不同之处在于它将每日可能遇到的各种类型的列车(如始发列车!终到列车等)及其可能执行的作业!利用的设备综合成一种称为/位模式0(即BitPattem)的表,在该表中预先安排了所对应类型列车应该执行的技术作业项目以及作业进路在制定计划时,首先根据每天实际车流数据生成日计划文件,然后根据作业进站实时修订日计划文件,再以此编制具体的编组站调车作业计划291.2.2国内研究现状由于我国铁路日常运输管理工作是在前苏联的组织型运输管理模式基础上,结合自身的特殊性和复杂性而发展起来的美欧等国在运能富裕条件下所建立起来的!以基本计划管理为主的!规划型的运输管理指挥系统难以符合我国铁路运输管理的现实要求30,3.因此,需要在铁路运输管理方面进行切合实际的研究与探索我国在编组站作业组织领域的理论研究开始得较晚,将计算机等工具和现代信息处理技术应用于编组站作业研究也只是从上世纪80年代初才开始./我国针对铁路车流组织的研究工作开始主要是围绕路网上的车流组织方法及其优化来展开险.-,39,46,481随着对车流组织问题认识的全面和深入,近年来逐渐将车流组织问题分解成两个相互联系!互相影响的两个方面,一是路网上宏观的车流组织问题,另一个就是技术站内部的车流组织问题目前车站内部的车流组织工作主要还是靠人工凭经验来操作,尤其是在设备条件有编组站车流组织方法研究限的铁路编组站其车流组织优化方法有待提高近年来国内铁路运输工作者为此展开了潜心研究32一,-主要思路就是以车站作业计划为对象,通过建立计划编制的数学模型和设计相应的优化算法,并借助计算机实现计划的优化编制何世伟33一,.,.7,.-在车站作业计划的优化方面进行了深入的研究和探索,取得了一系列研究成果文献=338揭示了枢纽内各站次日车流组织工作的重点与关键,构造了铁路枢纽日常运输组织工作计划的多时段商品网络流规划模型,对次日枢纽内大小车流!机车应用配合及枢纽内各站装卸!排空计划做出合理安排,为进一步编制车站日班计划及阶段计划提供了辅助决策的基础文献=348以压缩车辆在编组站停留最小为优化目标,建立编组站日班计划多商品网络流划模型,考虑编组站装!卸!排空与列车出发计划的综合协调,并通过网络分层分解方法,将一个多商品流问题分解为几个单商品流子问题,并通过采用分枝定界策略解决了编组站因车流不足需停运出发列车运行线的问题,为车站日班计划的计算机自动编制提供一个优化决策基础文献=388在汇35)和=37的基础上,仍以货车在编组站停留时间最小为优化目标,构造了车列解编顺序及车流推算的阶段计划综合优化模型,重点考虑列车解体顺序与列车出发计划的综合协调,并通过求解带分枝定界策略的网络流及有准备时间的带权最小误工工件数问题,解决了编组站因车流不足需停运出发列车运行线的问题;同时建立了取送车顺序确定的排序问题模型根据上述理论和方法,开发出了可移植性较强的编组站日班计划!阶段计划!枢纽日班计划的优化编制软件文献7361从编组站阶段计划编制过程中遇到的出发车流来源推算!列车解编顺序确定!调机运用安排等几个关键问题入手,分别对其特点进行分析并提出简单可行的优化模型及算法,为实现阶段计划的自动编制提供了理论基础文献39:中把重车流和空车流运行组织有机地结合起来,形成一个相互关联的系统,然后以综合改编费用消耗最小化为目标,通过设置4组决策变量:空车直达决策变量,重!空车混开直达决策变量,空车流改编方案变量,重车流改编方案变量,建立了重空车流综合编组计划的数学规划模型,用于确定路网上各站之间的货物列车开行方案文献=5则在重空车流的综合组织优化方面向前推进了一步在对铁路枢纽运输组织规律进行分析的基础上,指出了单一研究重车流或空车流都是不全面的,将枢纽内编组站的作业分工与空车流的合理调配相结合,构造了重空车流组织的协调优化模型,建立了基于遗传算法的求解理论,并通过仿真计算对该模型和算法的有效性和实用性进行了验证文献418以压缩车辆在编组站的停留时间为优化目标,考虑编组站装卸!排空与列车出发计划的综合协调问题,建立车站日班计划编制问题的最优控制模型,结合人工智能中的启发式搜索方法,提出用带有有限前瞻思想的自顶向下的启发式搜索过程,来求解符合运输生产实际的最优控制模型满意解的方法,为编组站日班计划的计算机编制提兰州交通大学硕士学位论文供一个优化决策基础文献1428针对车站班计划和阶段计划编制方法中存在编制时间长!计划不准确!车流推算方法落后等弊端,提出在车站计算机信息系统中增加/班计划编制模块0和/阶段计划编制模块0,综合利用现有运输信息报告和计算机技术,推算出每天货车车流现状,自动提示货车调整需求,以提高车流调整的前瞻性和预见性,从而实现合理分配运输能力,使运输工作有序可控,达到提高运输效率和运输效益的目的文献=43构造编组站智能调度系统阶段计划的混合o一1线性规划模型该模型体现出编组站列车解体!配流!编组及到发线运用计划,鉴于模型的NPC属性,将模型分解为4个相互关联的相应子问题,进而提出了以列车配流为主线,通过构造局部区域优化问题实现解体!编组方案优化的高效启发式算法文献汇448指出为确保重点物资运输,铁路的车流组织要适应大客户战略的要求,将有限的运输能力向大客户倾斜,积极引导货源组织,优先组织装车地直达列车,保证大客户的车流组织需求,合理安排列车编组!配置运力资源,优化装车组织,利用铁路信息化管理,不断提高铁路运输效率,实现路企优势互补!合作共赢文献458基于我国铁路网络规模大!列车组织形式多样化以及按图行车的特点,设计了与物理时空网络有所区别的服务时空网络借助于服务时空网络,构建了我国铁路运输动态车流组织的策略优化模型,该模型将重空车运输联合起来考虑,并兼顾站点的装卸能力!解编能力!输送能力以及政策性运输任务等对优化目标的影响最后基于模型的特点,设计了能解决大规模网络问题的基于整数编码的改进遗传算法,以实例验证了该算法的有效性文献468针对编组站出发列车按发车时刻的先后来安排编组顺序时难以保证每一出发列车均衡!满轴的需要,分析了编组站的作业特点后,以作业时间标准为依据,定义了紧凑接续编组!相邻列车最大调整等概念;由出发列车的最晚必须开始编组时刻来分析发车间隔时间!待发时间与编组作业时间之间的关系对编组顺序调整的影响,推导出相邻列车的调整条件及方法,给出了调整后时间推移的定理,并通过实例证明用此方法可以分步进行跨局列车编组顺序的调整,从而为编组站列车解体顺序与编组顺序的协调优化打下了基础文献=47则在文献=46基础上将编组站列车解体方案与编组方案的协调配合作为阶段计划配流的重点,将配流方案看作解体方案和编组方案的函数,解编顺序决定了列车的配流方案文献分析了到达列车的最早可能解体时刻和不同调机作业方式下出发列车的最晚必须开始编组时刻的计算方法,并通过定义特征点!时间调整格等概念,以固定出发列车的解体特征,从而简化编组顺序的调整环节,减少计算量;同时编组站车流组织方法研究以先编组出发列车的单个配流方案为主线,采用编组解体双向配流策略,找出合理编组顺序的有效匹配解体方案;再根据解体特征和解体序号矩阵,提出解编方案协调优化算法;最后运用实例证明该算法可以缩小编组站配流问题的规模,快速得出优化配流方案文献48:则在文献46!478的基础上更深入一步,将路网性编组站作为研究对象,分析其站型对车流组织的影响后,重点研究配流计划与调机运用的关系,拓展了研究范围先根据出发列车车流来源的确定性程度,将出发车流来源划分为A!B!C三类;再从编组站配流问题的三个方面入手,即出发列车编组顺序的确定!出发车流来源的确定以及到达列车解体顺序的确定,利用双层规划模型描述了配流问题的优化方法文献7498则以调机活动为核心来考虑出发列车的编组内容和车流来源与列车解体!编组顺序之间的关联,建立了技术站阶段计划的车流推算模型,从寻找最优的列车解体!编组顺序出发,结合求解运输问题的表上作业方法,设计了求解该模型的混合遗传算法,并开发了相应的应用软件文献=501根据编组站实际作业流程,将阶段计划自动编制问题分解为配流计划!解体编组计划!到发线运用计划3个自动编制子问题,分别建立数学模型并求解配流计划模型是在满足列车编组要求的前提下,以中转车流在编组站的总停留时间最少为目标,确定出发列车从站存车以及本阶段到达列车中获得出发车流来源解体编组计划模型是在车组配流完成后,以晚点列车总数量最少为目标,确定列车的解体编组次序到发线运用计划模型则是在当前股道的配置条件下,以能够完成接发列车数量最多为目标,合理安排图定列车的接发通过将3个模型合理地衔接,实现了编组站阶段计划的自动编制方法的优化作为铁路调度指挥自动化重要内容之一的编组站计划的自动编制,己经进行了多年的研究,也有一部分研究成果已经真正地应用于现场还有部分研究成果需要继续改进,其主要原因就是编组站作业组织是一个庞大的系统,现场中的日常车流情况波动大!涉及环节较多,很多因素难以从数学模型的角度加以考虑,有些因素(如人为因素)无法用数学语言的方式加以描述,更谈不上数学化了但是不管遇到的困难有多大,方法总比问题多对编组站阶段计划的计算机编制方法的应用研究,进一步完善我国铁路调度辅助决策支持系统,优化车站作业计划的编制理论,探索在计算机应用条件下新的铁路运输组织管理模式的新特征,进而建立起适合我国国情的铁路调度指挥自动化系统,是至关重要且必不可少的随着计算机技术,尤其是人工智能优化算法理论的日益普及和飞速发展,使计算机应用从数据处理进一步深入到知识处理乃至模拟人类的智能活动中,也为借助计算机模拟人的思维推理过程进而解决那些难以用一般数学方法求解的非确定性问题提供了新的思路本文按照这一思兰州交通大学硕士学位论文路,拟借助数学优化理论和时间窗处理方法等,通过对编组站车流组织对象!组织过程等进行细分,为编组站内的车流组织方法提供有效的优化方法.3论文研究的内容及思路车流组织工作是铁路行车组织中的一项重要工作,也是运输组织研究工作的重要课题之一它涉及到车流径路的选择!货物列车编组计划的编制!车站日常车流推算与配流等内容本文将研究的重点放在铁路编组站的日常车流推算!车流分配!作业车的挂线装卸组织以及作业车的取送等的方法优化上,拟研究的主要内容有:(l)编组站出发车流的来源推算及车列解编顺序的确定方法;(2)编组站自装卸车流的挂线组织方法;(3)本站作业车取送计划的优化,取送时机!取送内容与装卸组织!出发列车运行线之间的协调与配合等由于编组站每日各去向车流的构成情况和列车出发计划都不是一成不变的,所以在进行编组站作业计划的编制时,需要有车站的整体观念,对编组站内及临近货场!专用线等作业组织情况!车流变化情况能准确及时地掌握,并以此编制出切实可行的车站工作计划编组站日班计划规定了本站列车到发!解编以及车辆的装卸!取送任务而编组站阶段计划的重要工作就在于确定日班计划拟定的出发列车运行线的车流资源列车出发计划的执行效果决定了编组站货车在站的停留时间,是阶段计划编制的中心出发车流主要来源于车站的集结车流,包括本站作业产生的自装卸车流!在本站到发的中转车流其中中转车流需要进行车列的解编作业,才可以为出发列车提供车流资源,而本站作业车流除要经历解体!编组作业外,还多了车辆取送和货物的装卸作业环节整个阶段计划编制过程涉及多个作业环节,影响因素众多!部门繁杂,是一个比较复杂的系统决策过程所以,在具体研究的过程中,应将复杂问题分解成多个相互关联的子问题,以降低问题的求解难度,同时又不失彼此之间的内在联系本文拟从我国编组站阶段计划编制的实际出发,利用数学优化方法结合系统工程的思想,以列车运行图!列车编组计划!车站技术管理细则等为前提,对编组站日班计划!阶段计划编制过程中的车流组织方法进行详细的分析将整个问题分解成三个子问题:(1)出发车流来源推算的方法优化问题对编组站阶段计划的车流推算和路局列车工作计划阶段的车流推算两个不同层面的车流推算方法中存在的不足加以分析重点对编组站车流推算方法及与车列的解编顺序之间的联系问题,运用数学优化方法对其进行整体优化;同时,理清路局在编制列车工作计划过程中的车流推算思路,补充完善未编组站车流组织方法研究考虑次日出发基础车流的数量问题,并给出基础车流数量确定的数学思路(2)车流的挂线组织问题重点是自装卸车流的挂线装卸组织,结合作业车在货场(或专用线)的装卸作业组织流程,强调自装卸车流的货物作业以所挂靠的出发列车运行线的出发时刻为准,将装卸作业安排在各环节控制时刻之前进行,尽量与编组站的列车出发计划相配合(3)作业车的取送方法优化问题作业车的取送作业也是实现车流挂线组织的重要保证本文根据作业车流的不同到达方式,对其取送方法分别进行了优化随即到达的零星作业车流主要是对其取送次数!取送时机及取送内容加以合理确定;而对于整列到达的直达作业车流,因为存在不同的取送顺序会导致不同的货车在站停留时间和调机取送成本的问题,所以需要将货车和取送调机所共同完成的取送过程作为研究对象,确定其最佳的取送顺序,以降低其取送车总成本.4研究的难点对于编组站车流组织相关问题的研究从未停止过,随着研究工作者通过对现场作业组织工作认识的加深,对车流组织过程也有了更加明晰的思路,从而不断提出更加贴近实际和实用的数学方法,来解决所遇到的问题,以推动铁路运输管理工作的进步本文所做的工作也仅限于铁路编组站车流组织方法的几个方面其实编组站车流组织各环节是相互联系!互相制约的,使用优化目标分解的方法在一定程度上能降低问题的求解难度,实现逐个优化,但是容易导致彼此联系的多个环节各自为阵!人为割裂其内在联系同时在阶段计划编制与调整时,我们不能光考虑车流组织方法的优化,还需要兼顾调机运用!到发线安排和进路排布等诸多影响因素这些都是有待进一步研究加以解决的难题兰州交通大学硕士学位论文2编组站车流组织相关问题概述2.1与货物列车编组计划的联系车流组织是铁路行车组织工作的一项重要内容,它通过一定的手段和方法规定了车流由产生地向目的地运送的组织制度l,21,包括:(1)确定路网各站间货物列车的具体开行方案,即哪些站之间需要开行货物列车!所开行货物列车的种类等;(2)结合备选车流径路的能力负荷情况选定各去向列车的运行径路;(3)各去向列车的开行密度;(4)每个列车去向的车流吸引范围,即确定该列车去向的车流组号;(5)沿途技术站尤其是编组站的能力负荷状况及作业组织安排从这里我们可以把车流组织问题的研究范围进行一个细分,即前面的(1)一(2)主要涉及路网上的车流组织研究,它以整个铁路网络上的车流组织为优化研究对象,结合路网上车流径路的选择优化!列车运行图和列车编组计划的优化编制进行了综合整体优化,目前在这一方面的研究工作比较成熟,且有一些研究成果己经付诸应用(3)一(5)则主要侧重于对某一个车站或者枢纽的车流组织工作的实现进行研究,需要结合具体车站或枢纽的生产实际和车流特点,将影响其车流组织效果的各项作业环节和因素进行梳理,运用适当的数学方法和计算机技术来尽