第五章 货物作业车的取送技术作业.ppt

第五章货物作业车的取送技术作业,第一节取送车工作概述第二节取送车次数问题第三节放射形专用线取送车顺序问题,第一节取送车工作概述,送车将待卸重车由车站调车场（或到发线）送往货场、专用线等卸车地点卸车，或将空车由调车场（或到发线）送往货场、专用线等装车地点装车取车将装完重车（卸后空车）由装车地点（卸车地点）取回站内调车场集结（或直接取至到发线）,一.取送车工作的意义和原则,取送车工作是货运站、货物作业较多的技术站以及较大的中间站的一项重要工作，它的效率高低直接关系到车辆周转和货物送达的快慢，影响到铁路的竞争力和企业的生产经营。因此，应当科学合理地安排取送调车作业，优化作业组织，不断提高作业效率。,意义,原则:,（1）急用先送、急用先取原则。（2）及时取送原则。（3）协调配合原则。（4）经济合理原则。,按照实际作业内容的不同，取送车作业细分为六种：（1）单一送车简称“单送”，指机车挂着一批货车送往货场（或专用线），对好货位之后单机返回。（2）单一取车简称“单取”，指单机去货场（或专用线），将装卸完毕的车辆取回车站。（3）送取结合也叫“连送带取”，指在送车的同时取回车辆。（4）送兼调移在送车的同时完成调移车辆的作业，然后单机返回。（5）取兼调移单机去货场（专用线）完成调移作业，然后取车返回。（6）送调取结合送车、调移、取车结合起来一次完成。,二取送车作业组成因素,三取送车问题的分类,1、按研究目的分确定合理取送时机，确定合理取送次数，确定合理取送顺序。,3、按专用线布置形式分放射形（也称“扇形”）专用线，树枝形专用线。,四树枝形与放射形的区别,1、形状上的区别,放射形专用线,树枝形专用线,2、作业组织方法上的区别,第二节取送车次数问题,取送车次数问题主要发生在与工厂、企业、港口、矿山相衔接的车站上。为了简化起见，将车站和厂矿企业分别看作1个点，机车往返运行于这2个点之间，至于“点”内的线路布局不作考虑。问题表述为：当车流陆续到达车站，集中入线并集中取出的情况下，调机一昼夜取送几次是合理的？所谓合理，指的是与取送次数有关的总费用最少。,一.问题的分析,如同货车在编组前有一个集结过程一样，本站作业车在送车前也有一个集结待送过程。二者的区别主要在于，送车没有满轴的要求。下图是货车集结待送过程示意图。图中，表示第i批入线的车辆数，表示第i批入线车辆集结待送车小时，等于对应多边形的面积。,货车集结待送过程示意图,设一昼夜货物作业车车流量为N作业，集结待送车小时为T集送，集结待送参数为c作业，取送作业次数为x，平均一次送车数为m作业，平均每辆作业车的待送时间为t待送则有:,二、问题的建模与求解,从技术经济合理性的角度来考虑，合理取送车次数应保证与货物作业车停留时间及取送车调车作业有关的运营支出有最小值。,（1）集结待送车小时费用,（2）待取车小时费用,（3）取送调车机车小时费用,一昼夜与取送次数有关的总费用可以用上述费用的总和表示，即：,为使取极小值，对上式求导，并令其等于0，得合理取送次数为,第三节放射形专用线取送车顺序问题,关于放射形专用线取送车顺序问题，有车流整列到发和非整列到发之分，本节讨论车流整列到发、一台机车作业条件下的放射形专用线取送顺序问题。为便于叙述，以装车站为背景，其作业方法为：空车整列到达车站，在到发线上进行必要的到达作业后，机车将空车分别送往各条专用线装车，装完的重车由该机车先后取回站内，编组成列出发。此时，车辆在站总停留车小时的长短主要取决于从第一批车辆送车开始至全部车辆取回为止的时间，称之为技术作业总时间，记作T总。,一.问题的表述,已知作业的专用线数n，各专用线的装车数及其作业时间t货，各专用线的取送作业往返走行时间t走（送车包含对货位，取车包含收集车辆在内），如何确定合理的送车顺序和取车顺序，使得T总最小？,问题表述,已知作业的专用线数n，各专用线的装车数及其作业时间t货，各专用线的取送作业往返走行时间t走（送车包含对货位，取车包含收集车辆在内），如何确定合理的送车顺序和取车顺序，使得T总最小？,问题表述,T总由3部分组成：各专用线送车走行时间之和，各专用线取车走行时间之和，因装车未完而使机车等待的时间T等之和。目标函数其中为定值，故问题归结为寻找T等最小的方案,二时差概念与机车等待时间的计算,装车作业在送车过程中完成一部分（甚至全部），在取车过程中完成一部分。把送车过程所提供的装车时间与专用线需要的装车时间之差称为“供需时间差”，简称为“时差”。专用线（k）的时差记作。专用线（1）的装车作业在送车过程中全部完成，不存在供需时间差，所以由于装车作业只有在空车入线后才能开始，时差的计算公式为若上式右边计算结果小于0，令。,当某专用线的装车作业不能在送车过程中全部完成，将要由取车过程继续提供时间。若取车过程所能提供的时间仍不足以完成该线的装车作业，则产生机车等待时间。易知，取车过程为某线提供的时间包括先于该线取车的专用线的走行时间及其机车等待时间。因此，各专用线的机车等待时间用下式计算：同样，若上式右边计算结果小于0，令。特别地，当，。,三最佳取送方案的求解步骤,由组合数学知，n条专用线的送车顺序共有个，取车顺序也有个，故取送方案数等于。随着n的增大，方案数急剧增长。在如此众多的方案中挑选T总最小的方案，穷举法显然是不可取的。,一个取送方案由送车和取车两部分组成,采用分部求解:先不考虑送车顺序，而是假定送车顺序已经确定，在此前提下求解最佳的取车顺序。这一部分解决之后，再考虑最佳送车顺序问题。,一个送车顺序和一个取车顺序配合而成的方案叫做一个取送方案。一个取送方案用两个向量组成的集合来表示，第一个向量为送车顺序，第二个向量为取车顺序，向量中的数字为专用线代号。,余下的问题是如何方便地确定最佳送车顺序，对此至今尚未找到简单的算法。不过经验告诉我们，在需要送车的n条专用线中，先送t货最大的专用线是有利的。这样，需要比较的方案数可减少到（n-1）！。,前人研究表明，在送车顺序已经确定的前提下，按照时差由小到大的顺序取车，将使机车总的等待时间取最小值。,求解最佳取送方案的步骤如下：（1）列举（n-1）！个送车方案（即送车顺序）；（2）对每一个送车方案用式计算各条专用线的时差，将专用线按时差由小到大排序，得对应的最佳取车顺序，用式计算各条专用线的机车等待时间，用式计算机车等待总时间T等；（3）在全部（n-1）！个方案中选出T等最小的方案，即为最佳取送方案。,【例1-5-1】某