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yabo88亚博app编组站日班计划计算机编制的研究

2015-01-13 09:25:58中国yabo88亚博app招标网

  yabo88亚博app编组站日班计划计算机编制的研究邓小瑜,宋建业(兰州铁道学院交通运输工程系,甘肃兰州730070)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最优控制模型的满意解的方法。以便为日班计划的计算机编制提供一个优化决策基础。

  yabo88亚博app编组站日班计划是对次日(班)车站作业的总体轮廓安排,它在很大程度上决定作业的质量和效率,计算机编制日班计划是编组站自动化的重要内容。近年来,随着yabo88亚博app编组站管理信息系统的建立和预确报准确率的提高,编组站对计划辅助决策系统的需要变得迫切起来。以往的研究,对计算机编制日班计划已进行过有益的探索,但对于日班计划编制这种专业性和灵活性都很强的工作,需要将调度人员的个人经验运用到计算机编制方面可以探讨寻找新的理论和方法来解决此问题,得到符合运输生产实际的满意解。

  本文以压缩车辆在编组站停留时间为目标,考虑编组站装、卸、排空与列车出发计划的综合协调问题,建立编组站日班计划最优控制模型,然后利用人工智能的启发式搜索方法求解符合运输生产实际的满意解。

  1最优控制模型设编组站允许的方向号集合W =w,其中w表示空车, w表示到达本站作业车, 1~f表示编组计划中规定的方向号。空车车种的集合为E =e空车车种数。t时刻编组站站存车向量为X(t T,其中X表示t时刻方向号为w)表示t时刻方向号为w i,车种为e 2 ,…, v)的站存车数。同理定义, t时刻出发列车编组内容向量为F(t时刻到达列车的编组内容向量D(t时刻出发列车编组计划向量为B其中B表示t时刻出发列车的方向号为w编组计划向量, B)为零向量(与其它向量有相同维数)。B)=1时表示t时刻有出发列车,且其中有方向为w 2 ,…, v)的重车或车种为e(i =0)的空车,否则时刻完成的装卸车向量H(t T,其中表示t时刻完成的方向号为w)为零向量(与其它向量有相同维数), H时刻完成的方向号为w i,车种为e装车数, H时刻完成的车种为编组站运输系统的状态变量为X(t),控制向量为出发列车向量F(t),列车到达向量D(t)为已知,装卸车向量H(t)由取送车计划决定,系统兰州铁道学院学报(自然科学版)的状态方程为式中, t为每日(班)内站存车发生变化的时刻,包括列车到达时刻、列车出发时刻、取送车时刻。假设有N 1个,分别用t表示, t和t分别表示计划开始和结束时刻。

  系统在实现上述状态转移方程时,要满足如下的约束:1)编组计划约束2)牵引定数的约束(空车整列按计长约束)式中, q为出发列车的平均每辆车的重量QD(t为t时刻出发列车的牵引定数L分别为列车编组时编成辆数浮动后的最小和最大的值。

  3)接续时间约束式中, t为满足t时刻出发列车的车流接续时间的最晚有车流变化的时刻,且有tτ(τ为车流接续时间)。

  4)装车计划约束式中,Z为请求车中被承认的车种为e和装车方向为w的车数。

  5)卸车计划约束式中, Y为分局规定车种e的卸车数。

  6)排空计划约束式中, P为轮廓计划规定的计划日内本站排空车种为e的空车数。

  编组站日班计划的最优控制模型就是在满足式(1~7)的约束下,使车辆在站总停留时间J为最小:2智能求解算法编组站日班计划最优控制模型揭示了日班计划编制中诸多因素之间的内在联系。由于该模型具有维数高、控制变量受不等式约束、解要求为整数等特点,而且根据状态转移方程可以看出下一时刻的站存车与上一时刻的站存车、到达车流、完成的装卸车及出发车流车有关,该模型具有动态阶段性。若采用通常动态规划等方法已不能有效地求解,本文提出一种智能编制方法即采用自顶向下的启发式搜索方法逐列编制出发列车计划,通过局部较优解获得全局的满意解。

  2.1有效车推算在编制计划前,先按照状态方程式(1),推算有效车流。根据车站已知的现存车及预计接入到达车流及完成装卸车推算具体车流的有效可利用时间、车数等内容。由于列车的到达时间为已知,本站作业车定点取送时间已定,因此假设在不受设备及能力限制条件下即可推算出各车流的有效可利用时间。

  由于不同的车流来源需经历不同的技术作业,在计算有效可利用时间T效时,把编组站车流分为三种情况分别计算,且这个时间一定要满足车流所编入列车的出发时刻T发,即T效发。

  1)交班时在编组场集结车流效编发非1式中, t为计划开始时刻Δt编为编组列车所需技术作业时间Δt发为列车编组后进行出发作业的时间非1为列车等待(编组、出发)的非生产时间。

  2)到达场待解车流和预计到达车流效到检解编发非2式中, t到为列车到达时刻Δt检为列检时间(对到达场站存车经过列检的不计该项)Δt解为解体车列所需时间Δt非2为列车等待(解体、编组、出发)的非生产时间。

  3)从货场、专用线取回的本站作业车流效取解编发非2式中, t取为车列取回时刻。

  2.2确定出发列车的编组内容确定出发列车的编组内容是编制日班计划的核心内容,有两种条件的车流情况,一是出发列车的有兰州铁道学院学报(自然科学版)效车的总数大于该列车的最大编成辆数,挑选一部分有效车作为编组内容二是出发车流不足,需要进行有效的调整,争取凑足车流。根据模型约束(1~6)推算出发列车编组,同时平衡各次列车车流,最大程度保证列车满轴、正点出发,优化编组站的运输指标2 .2.1消除对后续列车满轴出发的影响本子过程中,消除列车i对后续出发列车影响的方向包括:与i的编组计划p有部分相同的编组方向所对应的最早的后续出发列车中有效车的汇总辆数S大于最小编成辆数的那些列车,即对于i中的每一方向号g的集合B),并且以B)中的每一条编组计划对应的最早的汇总有效车辆数满足最小编成辆数的后续出发列车形成集合L),即对于每一个g后续出发列车集合为L为了消除对G中列车满轴出发的影响,要先确定对这些列车处理的顺序,需要按如下方式排序:1)对G中的L)中列车从多到少的降序排序。因为L)中列车越多说明方向号可能影响的列车数就越多。)中的列车,以列车中方向号由少到多的升序排列。因为列车中的方向号越少说明该列车对方向号g的依赖性越强,缺少g对其造成的影响可能也越大。

  首先判断k列车中方向号为g的车流是否会欠轴,即式中, x为i状态时,方向号为g ,车种为h的站存车在t时刻到达(或取回)的车数。

  如果式(12)成立,表明方向号g对k列车有影响。消除影响的步骤如下:1)计算需要从有效车集合E中匀出给k的辆数y为式中, S为列车i的有效车中最多减去多少车才能保证不影响i满轴出发L)为列车k中最多需要的方向号为g的车数。

  2)对有效车集合E中方向号为g的每一车组从E中删除, E(2)计算消除与后续列车间的影响后, x车组中剩余的车数并改变需要匀给列车k的辆数≠0 ,修改i的有效车集合:2 .2.2处理与后续列车间的空车争用如果列车i和后续列车都可以编入某一车种的空车,但按照分局下达的排空任务所得的启发式知识可以确定后续列车比该列车对空车需要的优先级更高,此时称发生空车争用。

  假设车站有n列出发列车需要车种为c的空车,分别为j n,且它们的外局到站或分界口分别为:q的争用优先级评价函数h式中,(f为车站还需向q排出的车种为c的空车数与应由该站向q排出的空车数的比值,该值越大,说明q需要空车的优先级越高为排空计划中规定向q排出车种为c的空车流为发往到站q的列车集合为已经向q输送的车种为c的空车数)为空车争用优先级评价函数中的经验值。),已包含该车种空车的编组计划号形成集合(c),并且以B(c)中的每一条编组计划对应的最早的汇总辆数满足最小编成辆数的出发列车形成集合L对L)的值从高到低降序排列,如邓小瑜等:yabo88亚博app编组站日班计划计算机编制的研究果h(i)表明列车j比列车i有更高的优先级获得车种为c的空车,此时发生空车争用,处理方法如下:1)计算需要从E中匀给列车j的车种为c的空车辆数为y :式中, S为列车i的有效车中最多减去多少车才能保证不影响满轴出发f为发往最多需要的车种为c的空车数。

  2)对有效车集合E中车种为c的空车的每一车组循环做(1)~(3)。

  从E中删除, E(2)计算消除与后续列车间的影响后, x车组中剩余的车数,并改变需要匀给列车j的辆数≠0 ,修改i的有效车集合E运用上述两个子算法,可以根据列车编组计划的要求,综合考虑前后车流合理接续,确定出发列车的编组内容,并努力完成分局下达的排空任务。如果列车的编组计划中包括重、空车流,则按照2 .2.1和2 .2.2针对重、空车流分别处理争用后,再确定列车编组。

  2 .2.3车流不足的调整措施当编组列车的车流不足时,可以通过压缩车辆在站的非生产作业时间和调整取送车时间这两项措施来争取出发列车满轴、正点出发。

  1)压缩车辆在站的非生产作业时间由于车列在站的技术作业是按照一定的顺序组织,会产生车列排队等待的非生产时间。当出发列车车流不足时,可以通过压缩这部分非生产作业时间,实现车流的紧接续来凑足出发车流。

  在确定出发列车编组内容子过程中,如果车流不足会产生欠轴的辆数及方向,判断是否存在内容上满足列车编组计划要求,数量上满足欠轴辆数,时间上扣除全部或部分非生产作业时间后赶得上列车出发时间的可能有效车。即满足效非如果存在可能有效车,修改其有效可利用时间为T效非,然后在重点任务栏里记录此出发列车紧接续某车流,注意做好组织工作。

  2)调整取送车作业时间一般来讲,取送调车是定次数、定时间的,根据车站作业习惯先分批定出取送车时间,这样本站作业车的有效可利用时间T效就确定了。在确定出发列车编组内容时,如果编组场集结的车流不足,且按既定的取送车时间取回的作业车即使有该方向的车流也赶不上相应技术作业所需的时间,这样会造成列车的欠轴。在这种情况下,有时可以通过调整取送车时间来利用本站作业车补轴,从而使出发列车满轴出发。

  首先判断是否存在可能有效车,即内容上满足列车编组计划要求,数量上能补足欠轴辆数,时间上满足装卸作业完毕取回时间先于列车出发时刻扣除技术作业时间,即效技式中, t为装卸作业晚了的时刻Δt技为列车技术作业时间(包括取车时间)。

  然后调整取送车时间t n,综合考虑调整后的取送车时间对其他列车满轴出发是否有影响,比选方案后再进行调整或恢复。如果调整取送车时间就要重新推算与其相关车流的有效可利用时间。

  4结束语本文把人工智能的理论应用于编组站日班计划的编制,可以利用这种方法,研究建立相应的日班计划编制决策支持系统。

  刘军。用AI方法编制yabo88亚博app编组站日班计划的研究何世伟,宋瑞,朱松年。yabo88亚博app编组站日班计划网络流张全寿。编组站货车时实信息系统[ M] .北京:中国铁道出版社, 1996 .

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