基于时空状态网络的高速铁路乘务交路计划优化研究

乘务交路计划是同时考虑相对时间和绝对时间约束的混合时间问题,该类问题难以用时空网络描述。提出基于乘务规则的时空节点状态坐标递推原则和乘务任务可行转化判定条件,以此作为网络生成策略,构建融入乘务规则的时空状态网络,从而控制网络规模并简化数学模型复杂度。建立基于该网络的0-1整数规划模型,设计拉格朗日松弛算法,将多乘务交路组合优化问题分解为单乘务交路时空最短路径问题集合,提高求解效率。最后,以京津城际铁路和郑州东站高速铁路网为背景进行验算。结果表明:本方法不仅能有效解决高速铁路乘务交路计划问题,在求解大规模混合时间问题时也有一定效果。     

基于蚁群算法的客运段乘务值乘交路计划编制研究

将铁路客运段乘务值乘交路计划问题与旅行商问题相结合,以获取管辖交路乘务组的最小乘务组组数为目标,建立乘务交路计划编制数学模型.深入分析客运段乘务交路计划的特点,并将其转化为模型的约束条件,给出交路接续规则、非对称约束条件、交路执行条件、子回路禁止条件等4个约束条件表达式.同时采用蚁群算法对模型求解,规定算法所需的信息素更新函数,交路选择规则等.将该模型算法在实例中应用,应用结果表明,该模型能够清楚表达乘务值乘交路计划编制问题,并极大地提高了编制效率,降低了成本,实现了乘务值乘交路计划编制的自动化,具有一定的实际意义.     

基于列生成算法的动车组检修计划优化

基于动车组运用维修规程的特点,研究动车组检修计划的优化问题。构建动车组交路段和动车组检修基地相互关系的接续网络,刻画动车组担当交路段、进行检修、等待检修3种状态。进一步考虑交路段覆盖约束、检修弧能力约束和路径数量约束,以动车组可行运用计划为决策变量,以待检动车组检修前的累计运行里程最大化为目标函数,建立动车组检修计划优化模型。针对优化模型的决策变量数远远大于约束条件数量的特点,设计将列生成算法嵌入分枝定界算法的分枝定价求解算法。以广深线14列动车组的交路计划为例,采用给出的模型和算法进行动车组检修计划优化。结果表明:优化的动车组检修计划提高了动车组运用效率;只有当检修能力和备用车数量匹配时,才会使动车组得到充分的利用。     

高速动车组司机乘务交路优化编制方法

高速动车组司机乘务交路编制是动车组运用工作的重要组成部分,其编制过程分为日乘务交路编制和乘务排班两个阶段。我国铁路部门目前仍然以传统的"先到先走"方法为基础,靠人工凭经验来编制。针对此不足,本文以所需要的高速动车组司机数和司机的冗余休息时间最少建立了编制日乘务交路的0-1整数规划模型,该模型可以描述每个乘务交路由1个或多个乘务片段组成的类型。针对问题模型属于NP-难问题的特点,设计了一个求解的禁忌搜索算法。以多个机务段值乘的高速动车组实际数据为例,对模型和算法进行测试,求解结果验证了所提出的方法能快速求出较优的高速动车组司机乘务交路方案。     

基于蚁群算法的客运专线乘务交路计划编制方法研究

;乘务交路计划的编制是乘务计划编制智能化的关键.简述客运专线乘务交路计划编制问题,在将其转化为一类特殊的旅行商问题(TSP)的基础上,建立了该问题的数学模型.改进了最大最小蚂蚁系统(MMAS,max-min ant system),提出用K-MMAS算法求解该数学模型.以京津城际客运专线相关数据为背景对该算法进行仿真,验证了算法的有效性.     

基于任务均衡的城市轨道交通乘务任务轮转模型及算法

乘务计划是城市轨道交通运输组织的核心计划之一,优化乘务计划编制是保证日常行车安全和乘务员良好作息的重要手段。本文以乘务计划编制工作中的乘务任务轮转问题为研究对象,考虑各项任务轮转约束,以优化乘务员之间的任务均衡性为目标,建立城市轨道交通乘务任务轮转的0-1整数规划模型。由于模型变量规模较大,传统分支定界算法难以在较短时间内求得较优解,本文引入列生成思想和跟随分支策略设计该模型的快速求解算法。以实际某城市轨道交通线路乘务数据为例,通过实验发现,相对于传统人工轮转方法,本文模型求解的方案在任务均衡性和轮休安排方面具有明显优势,而在乘务员轮转规律性方面有所降低。     

高速铁路单循环乘务排班计划编制模型与算法

乘务计划是高速铁路运输组织的基本计划之一,而乘务排班计划又是乘务计划的重要组成部分。本文研究高速铁路单循环形式乘务排班计划编制问题,建立以乘务交路总接续时间最短和冗余时间分布最均衡的双目标优化模型,设计基于动态启发式信息的蚁群优化算法。算例表明:求解算法对编制单循环乘务排班计划是有效的。     

城市轨道交通乘务任务划分模型及算法研究

针对我国城市轨道交通(以下简称城轨)乘务计划编制效率较低的现状,结合城轨乘务劳动作业规定,建立城轨乘务任务划分的RTSCP模型。提出基于列生成思想的乘务任务划分优化算法(CGLR算法),采用该思想获取小规模较优乘务任务子集合,降低任务划分问题的求解复杂度;采用以最优拉格朗日乘子为启发信息的LR_Heuristic算法取代单纯形算法求解RTSCP松弛问题,提高算法效率;结合获取的拉格朗日乘子,引入随机列修补技术获取RTSCP问题的可行解,提高解质量。最后以某地铁线路为背景进行验证。结果表明,模型及算法能有效求解乘务任务划分问题并获得较优的划分方案。     

固定区段轮乘制乘务交路计划编制模型及算法

为利用高速铁路开行密度大的特点,大幅减少乘务员过夜次数,提出了"固定区段轮乘"乘务模式和乘务交路计划编制方法。将乘务交路计划编制过程分为两阶段,第一阶段以总接续时间最小为目标将乘务区段组合为乘务交路段集合,第二阶段以过夜次数最小为目标,将过夜交路段组合为闭合乘务交路,并设计了MOMS求解算法。当采用"固定区段轮乘"模式时,乘务交路计划求解规模由某一客运段扩大为某条线路客运段,避免了最优解求解速度和精度的下降,实现了乘务交路数最小的前提下乘务员过夜次数的大幅减少。以京沪、京广高速铁路作为算例,结果表明,该方法能够在10s内得到最优乘务交路方案,验证了该方法的可行性,同时论证得出固定区段轮乘模式的适应条件。     

高速铁路乘务计划编制系统的研究与设计

高速铁路的乘务方式将不同于传统的包乘制,乘务计划的编制也将采用信息化手段进行优化。高速铁路乘务计划编制系统基于分枝定界算法及回溯算法,提出乘务计划编制的基本方法,给出乘务计划编制流程及系统功能设计。实际测试表明,系统编制的高速铁路乘务计划符合未来客运的需求。