基于均衡和接續(xù)的路網(wǎng)列車(chē)運(yùn)行圖調(diào)整研究

孟標(biāo) 單峰 谷孝軍

摘 要：基于均衡和接續(xù)的路網(wǎng)列車(chē)運(yùn)行圖調(diào)整研究，設(shè)計(jì)了列車(chē)運(yùn)行線(xiàn)的優(yōu)化方法，即時(shí)間周期的迭代優(yōu)化方法。該方法可以對(duì)運(yùn)行圖鋪裝模型進(jìn)行分解，使其成為一個(gè)階段優(yōu)化模型，并用最早的沖突優(yōu)化方法對(duì)相圖進(jìn)行優(yōu)化。然后在此基礎(chǔ)上，選擇時(shí)間周期迭代來(lái)重復(fù)求解，最終得到整體優(yōu)化的運(yùn)行圖。結(jié)果表明，該方法具有良好的效果和較快的優(yōu)化速度。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)尉€(xiàn)區(qū)段列車(chē)；運(yùn)行圖鋪劃；運(yùn)行調(diào)整優(yōu)化

引言

計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖是一件非常困難的事，引起了眾多專(zhuān)家學(xué)者的關(guān)注。單線(xiàn)區(qū)段列車(chē)運(yùn)行圖由于運(yùn)行線(xiàn)路的相互作用和相互作用，具有更復(fù)雜的問(wèn)題和更大的沖突解決能力。因此，這是一個(gè)超尺度優(yōu)化問(wèn)題。為此，本文分析介紹了單線(xiàn)區(qū)間列車(chē)運(yùn)行圖的優(yōu)化調(diào)整方法。

1 區(qū)段列車(chē)運(yùn)行圖鋪劃問(wèn)題分析

在一定時(shí)期內(nèi)，單線(xiàn)區(qū)間列車(chē)運(yùn)行圖的區(qū)段只能由列車(chē)占用，只能在車(chē)站進(jìn)行列車(chē)交叉和交會(huì)工作。所謂單線(xiàn)段列車(chē)牽引的主要問(wèn)題是處理區(qū)間、車(chē)站與列車(chē)之間的關(guān)系，從而在多條件約束下合理確定列車(chē)的時(shí)間和順序，合理安排列車(chē)運(yùn)行的時(shí)間和順序。有效地提高了旅行速度。作為超大規(guī)模優(yōu)化問(wèn)題，24小時(shí)運(yùn)行圖的全局優(yōu)化過(guò)大，難以解決。作為一個(gè)封閉的圓柱體，截面操作圖是周期性的24h，因此它可以被劃分為幾個(gè)小的時(shí)間周期，每個(gè)優(yōu)化在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行，從而可以快速地獲得該階段的最優(yōu)解。并基于階段優(yōu)化解，采用時(shí)間-周期迭代法計(jì)算列車(chē)運(yùn)行圖的整體優(yōu)化解。

2 區(qū)段列車(chē)運(yùn)行圖的階段優(yōu)化模型分析

優(yōu)化和運(yùn)行調(diào)整的某一階段的運(yùn)行圖具有一致的優(yōu)化方法。在這里，我們可以借鑒操作調(diào)整的方法和手段，通常將[T0和T1]的時(shí)間段確定為3到4小時(shí)，然后分解優(yōu)化模型，使其成為[T0，T1]階段優(yōu)化模型，并設(shè)置在T0時(shí)間、基礎(chǔ)之前完成的工作圖。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該工序的運(yùn)行圖進(jìn)行了優(yōu)化。最早的沖突優(yōu)化方法被使用。

2.1單線(xiàn)區(qū)間列車(chē)運(yùn)行圖優(yōu)化模型

這里必須注意的是，在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，最小行駛時(shí)間和最大行駛速度不相等，因此不同的列車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)不一定等于行駛里程。在此基礎(chǔ)上，在目標(biāo)函數(shù)中需要最小的行駛里程和最小的行駛時(shí)間，也就是將等待的車(chē)輛分成兩類(lèi)，其中一個(gè)是在[T0和T1]的時(shí)間段中被放置到終端部分，另一個(gè)是在起點(diǎn)站之前。T1的時(shí)間。到達(dá)后，到達(dá)T1時(shí)刻后的終點(diǎn)站，并相互跟蹤，將得出旅行時(shí)間：

在T0之前的一些恒定量被包括在行駛時(shí)間中，并且在該區(qū)間中的T1 i列上運(yùn)行的列車(chē)被確定為DS（I，T1），并且在該區(qū)間中的T1J列上運(yùn)行的列車(chē)被確定為DX（J，T1），從而可以獲得行駛里程：

在行駛里程中包含T0之前的恒定量的一部分，根據(jù)B的平均行駛速度將行駛里程轉(zhuǎn)換為行駛時(shí)間，并進(jìn)行優(yōu)化。此時(shí)，目標(biāo)函數(shù)可以被轉(zhuǎn)換成A：

在這種情況下，區(qū)間時(shí)間約束、列車(chē)停止時(shí)間約束、區(qū)間時(shí)間約束、區(qū)間時(shí)間約束、區(qū)間時(shí)間約束、區(qū)間時(shí)間約束、區(qū)間時(shí)間約束、區(qū)間時(shí)間約束和區(qū)間時(shí)間C。同時(shí)可以計(jì)算約束。

2.2次最早沖突的優(yōu)化方法分析

在優(yōu)化階段，本文設(shè)計(jì)了最早的沖突優(yōu)化方法。在列車(chē)運(yùn)行線(xiàn)的規(guī)劃時(shí)，首先只考慮旅客列車(chē)運(yùn)行線(xiàn)的約束，而不考慮各種列車(chē)之間的約束。以基準(zhǔn)時(shí)間為T(mén)0，在一定時(shí)間內(nèi)，假定運(yùn)行圖已經(jīng)在這個(gè)時(shí)間之前被布置。在此基礎(chǔ)上，將獨(dú)立的上、下行 列車(chē)沿各自的方向推送。在初始時(shí)刻，以任意參考時(shí)間T0為基礎(chǔ)，對(duì)貨運(yùn)列車(chē)的初始布局和客車(chē)車(chē)架進(jìn)行優(yōu)化。

3 時(shí)間循環(huán)迭代法在列車(chē)運(yùn)行圖鋪劃中的具體應(yīng)用

在完成相圖的優(yōu)化之后，我們應(yīng)該對(duì)操作圖和優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的比較。如果該階段優(yōu)化了前一個(gè)循環(huán)的運(yùn)行圖和優(yōu)化后的結(jié)果，則可以解釋操作圖的優(yōu)化。如果前期的運(yùn)行圖與優(yōu)化后的結(jié)果不一致，則應(yīng)采用優(yōu)化后的結(jié)果來(lái)代替前一周期的優(yōu)化運(yùn)行圖。由于優(yōu)化時(shí)間為[t0，t1]，不取T1作為邊界優(yōu)化，T1作為邊界優(yōu)化，可能會(huì)出現(xiàn)不同的優(yōu)化結(jié)果。因此，在替換原始地圖時(shí)，應(yīng)重新優(yōu)化前一小時(shí)的T1操作圖，而不是替換它，并使優(yōu)化結(jié)果盡可能一致。這樣，迭代優(yōu)化周期為24小時(shí)，優(yōu)化的基礎(chǔ)是前一階段的優(yōu)化結(jié)果。通過(guò)這種優(yōu)化，最終完成了完整的操作圖。該過(guò)程是時(shí)間周期迭代優(yōu)化方法在列車(chē)運(yùn)行圖布局中的具體應(yīng)用過(guò)程。

在這個(gè)過(guò)程中， 列車(chē)的列車(chē)線(xiàn)路在優(yōu)化的初始階段不存在，因?yàn)樗哂懈斓男旭偹俣?，并且較少受到旅客列車(chē)的限制。在一個(gè)接一個(gè)地解決了一個(gè)周期并進(jìn)行了一個(gè)循環(huán)后，前面已經(jīng)鋪設(shè)好的 列車(chē)線(xiàn)和客運(yùn)列車(chē)線(xiàn)被綁定到運(yùn)行線(xiàn)的后部，導(dǎo)致速度減慢。隨著速度的穩(wěn)定，完全封閉的操作圖也可以被優(yōu)化。完成循環(huán)優(yōu)化后，時(shí)間環(huán)路迭代優(yōu)化將繼續(xù)滾動(dòng)，因此不需要專(zhuān)門(mén)解決表問(wèn)題。

4 運(yùn)行圖實(shí)施后的總結(jié)

可以說(shuō)，每次執(zhí)行新的操作圖后，都會(huì)或多或少地出現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)要做的工作是能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，解決問(wèn)題之前出現(xiàn)的問(wèn)題，下面是一些問(wèn)題。EMS經(jīng)常出現(xiàn)在過(guò)去的工作中：新的操作圖表在執(zhí)行后三天出現(xiàn)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，新的操作圖三晝夜的執(zhí)行，往往完成了新的和舊的交替過(guò)程，如果操作圖中存在問(wèn)題，可以在三天和夜晚找到，所以我們應(yīng)該特別注意新操作的執(zhí)行。在圖表上，在三天和夜晚，特別是連接列車(chē)中存在的問(wèn)題，及時(shí)向上級(jí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。盡早報(bào)告并解決。在客運(yùn)組織中，客運(yùn)組織可能存在各種各樣的問(wèn)題。例如，有些列車(chē)的停車(chē)時(shí)間很短，但客運(yùn)量非常大。在這種情況下，很難拆掉組織，這可能會(huì)導(dǎo)致列車(chē)晚點(diǎn)，有時(shí)列車(chē)線(xiàn)路的不合理安排也可能給客運(yùn)組織帶來(lái)困難。在這方面，這方面的共同問(wèn)題是：車(chē)輛數(shù)量大，開(kāi)的車(chē)少，每天或每班的交通流量積壓，交通不暢。它導(dǎo)致了技術(shù)工作的時(shí)間和人員的緊張。調(diào)車(chē)機(jī)使用中存在的問(wèn)題是，調(diào)車(chē)機(jī)中有許多車(chē)站，可能出現(xiàn)各調(diào)車(chē)機(jī)的工作量不平衡；對(duì)于某一調(diào)車(chē)機(jī)，可能出現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)繁忙時(shí)間不相等的問(wèn)題；調(diào)車(chē)機(jī)與調(diào)車(chē)單元之間的不合理布置與調(diào)車(chē)單元的調(diào)度可能會(huì)出現(xiàn)?？蛙?chē)的車(chē)底取送問(wèn)題、旅客列車(chē)的到達(dá)和到達(dá)后將影響客車(chē)車(chē)底的接續(xù)時(shí)間，進(jìn)而影響調(diào)車(chē)組的乘用車(chē)時(shí)間。當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)間不合理時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致公交車(chē)空閑繁忙。

結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)單線(xiàn)鐵路列車(chē)運(yùn)行圖本身的特點(diǎn)，綜合考慮運(yùn)行調(diào)整方法和運(yùn)行周期的周期性。建立了運(yùn)行圖模型，進(jìn)行了相位分解，采用最早的沖突優(yōu)化方法對(duì)各階段的運(yùn)行圖進(jìn)行優(yōu)化，效果為十，效果明顯。在此基礎(chǔ)上，采用時(shí)間環(huán)路迭代優(yōu)化。當(dāng)運(yùn)行線(xiàn)穩(wěn)定時(shí)，可以使運(yùn)行圖得到最佳的整體效果。

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