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    列車開(kāi)行方案優(yōu)化中的機(jī)車交路影響研究

    2021-04-02 06:56:50林柏梁王振宇倪少權(quán)趙伊楠
    鐵道學(xué)報(bào) 2021年10期
    關(guān)鍵詞:優(yōu)化作業(yè)模型

    林柏梁,王振宇,倪少權(quán),趙伊楠

    (1.北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院, 北京 100044;2.西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院,四川 成都 610031)

    目前的貨物列車開(kāi)行方案優(yōu)化隱含著這樣一種假設(shè):列車到達(dá)一個(gè)技術(shù)站時(shí),若不進(jìn)行解體改編作業(yè)則必有更換機(jī)車等無(wú)調(diào)作業(yè),即默認(rèn)直達(dá)列車途經(jīng)技術(shù)站時(shí)必有無(wú)調(diào)作業(yè)。這種假設(shè)在蒸汽機(jī)車時(shí)代是合理的,因?yàn)檎羝麢C(jī)車一般采用肩回式機(jī)車交路運(yùn)行,通常每運(yùn)行200~300 km就需要加煤加水換掛機(jī)車,這一距離與實(shí)際路網(wǎng)中相鄰技術(shù)站間距比較接近,因此默認(rèn)直達(dá)列車途經(jīng)技術(shù)站時(shí)必有無(wú)調(diào)作業(yè)是合理的。但是在牽引動(dòng)力已經(jīng)取得重大進(jìn)步的今天,電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車已經(jīng)完全取代了蒸汽機(jī)車,它們兩者普遍采用循環(huán)制和半循環(huán)制機(jī)車長(zhǎng)交路。除此之外,隨著鐵路網(wǎng)的不斷完善,部分技術(shù)站間的間距較短,甚至小于機(jī)車交路的距離,這也使得列車在途經(jīng)技術(shù)站時(shí)并不一定需要換掛機(jī)車。實(shí)際中,在技術(shù)站的貨物列車作業(yè)類型主要有:到達(dá)解體或自編始發(fā)、無(wú)改編中轉(zhuǎn)、部分改編中轉(zhuǎn)和直接通過(guò)。其中到達(dá)解體和編組出發(fā)對(duì)應(yīng)的是車輛的有調(diào)作業(yè),無(wú)改編中轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的是無(wú)調(diào)作業(yè),部分改編中轉(zhuǎn)列車主要是換掛車組作業(yè),一般納入分組列車的組織范圍,本文暫不考慮部分改編中轉(zhuǎn)列車。這里的直接通過(guò)列車是指既不進(jìn)行有調(diào)作業(yè)也不進(jìn)行無(wú)調(diào)作業(yè)的列車。綜上分析,列車在技術(shù)站的作業(yè)模式可以歸納為:有調(diào)作業(yè)、無(wú)調(diào)作業(yè)、既不進(jìn)行有調(diào)作業(yè)也不進(jìn)行無(wú)調(diào)作業(yè)3種模式,而不是傳統(tǒng)的前兩類。需要說(shuō)明的是,列車的無(wú)調(diào)作業(yè)通常在到發(fā)場(chǎng)或出發(fā)場(chǎng)(或直通場(chǎng))上辦理,包括列檢、貨檢、換掛機(jī)車等作業(yè)。其中機(jī)車換掛作業(yè)占據(jù)了無(wú)改編中轉(zhuǎn)作業(yè)的主要時(shí)間。因此,本文將列車的無(wú)改編中轉(zhuǎn)作業(yè)等價(jià)為機(jī)車換掛作業(yè),作業(yè)車站由機(jī)車交路確定,從而間接關(guān)聯(lián)機(jī)車交路與無(wú)改編中轉(zhuǎn)列車的內(nèi)在聯(lián)系。本文在研究機(jī)車交路對(duì)列車開(kāi)行方案的影響時(shí),將機(jī)車交路作為輸入條件,綜合考慮無(wú)調(diào)作業(yè)和有調(diào)作業(yè)對(duì)貨物列車開(kāi)行方案的影響。

    在有關(guān)貨物列車開(kāi)行方案優(yōu)化的研究中,文獻(xiàn)[1]引入多商品流思想,將貨物列車開(kāi)行方案問(wèn)題看做多商品流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題,并設(shè)計(jì)一種大規(guī)模領(lǐng)域搜索算法來(lái)求解。文獻(xiàn)[2-4]將該問(wèn)題看做鐵路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)能力有限的規(guī)劃問(wèn)題,充分考慮了路網(wǎng)的通過(guò)能力和運(yùn)輸能力,并根據(jù)所建模型的特性分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的啟發(fā)式算法進(jìn)行求解。文獻(xiàn)[5]構(gòu)建貨物列車開(kāi)行方案雙層規(guī)劃優(yōu)化模型,上層模型是列車服務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型,下層模型在上層模型提供的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行配流,并設(shè)計(jì)模擬退火算法求解。文獻(xiàn)[6-7]構(gòu)建鐵路車流徑路與列車編組計(jì)劃整體優(yōu)化的非線性模型,并設(shè)計(jì)模擬退火啟發(fā)式算法進(jìn)行求解。文獻(xiàn)[8]最早發(fā)現(xiàn)直達(dá)列車途經(jīng)技術(shù)站均存在無(wú)調(diào)作業(yè)假設(shè)缺陷,考慮機(jī)車長(zhǎng)交路因素,提出機(jī)車長(zhǎng)交路條件下車流組織優(yōu)化模式的重構(gòu)模型。文獻(xiàn)[9-11]分別研究了分組列車和快運(yùn)班列的開(kāi)行方案優(yōu)化問(wèn)題。

    綜上所述,既有的關(guān)于貨物列車開(kāi)行方案優(yōu)化的研究幾乎均未考慮機(jī)車交路的影響,僅文獻(xiàn)[8]發(fā)現(xiàn)直達(dá)列車途經(jīng)支點(diǎn)站均存在無(wú)調(diào)作業(yè)假設(shè)缺陷,并提出機(jī)車長(zhǎng)交路條件下車流組織優(yōu)化模式的重構(gòu)模型,由于文中模型沒(méi)有對(duì)直達(dá)列車服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和車流有調(diào)中轉(zhuǎn)地點(diǎn)選擇進(jìn)行上下層規(guī)劃分離,導(dǎo)致模型求解的困難,故僅僅給出了模型及其分析。本文在此基礎(chǔ)上,分離直達(dá)列車服務(wù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與改編配流,分別構(gòu)造直達(dá)去向優(yōu)化的上層規(guī)劃模型,和針對(duì)每個(gè)備選直達(dá)方案的下層中轉(zhuǎn)配流模型,通過(guò)模擬退火隨機(jī)產(chǎn)生上層的直達(dá)去向進(jìn)行迭代優(yōu)化。

    1 問(wèn)題描述

    傳統(tǒng)的貨物列車開(kāi)行方案優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)是基于“min(集結(jié)車小時(shí)+有調(diào)作業(yè)停留車小時(shí))”的框架,如文獻(xiàn)[5-6]中模型的目標(biāo)函數(shù)為

    (1)

    式(1)中第一項(xiàng)為貨物列車的總集結(jié)費(fèi)用,第二項(xiàng)為車流的額外改編總費(fèi)用。由式(1)可知,傳統(tǒng)模型僅考慮了直達(dá)貨物列車的集結(jié)費(fèi)用成本并未考慮其無(wú)調(diào)作業(yè)費(fèi)用成本。目前國(guó)內(nèi)直通、直達(dá)列車機(jī)車交路為400~600 km較為普遍化,而鐵路網(wǎng)中相鄰技術(shù)站間的間距一般在100~300 km,這意味著在現(xiàn)有背景下,若直達(dá)列車采用機(jī)車長(zhǎng)交路,則在途經(jīng)技術(shù)站時(shí)并不一定進(jìn)行換掛機(jī)車等無(wú)調(diào)作業(yè)。以圖1為例說(shuō)明傳統(tǒng)模型假設(shè)的局限性,假設(shè)開(kāi)行F到H的直達(dá)列車,其中B站、F站、G站為機(jī)務(wù)折返段所在站,C站、E站、H站為機(jī)務(wù)段所在站,下圖中綠色線段代表肩回式機(jī)車交路,藍(lán)色線段代表循環(huán)式機(jī)車交路。

    圖1 傳統(tǒng)模型(單位:km)

    圖1(a)中,該直達(dá)列車在各個(gè)區(qū)段均采用肩回式機(jī)車交路,即列車途經(jīng)各個(gè)技術(shù)站時(shí)必會(huì)進(jìn)行換掛機(jī)車等無(wú)調(diào)作業(yè)。這種情況適用于傳統(tǒng)的基于蒸汽機(jī)車的假設(shè),因此在貨物列車開(kāi)行方案優(yōu)化研究時(shí),默認(rèn)直達(dá)列車在技術(shù)站必有換掛機(jī)車的無(wú)改編作業(yè)是合理的。

    圖1(b)中,該直達(dá)列車在F—B和B—G區(qū)間采用循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)制機(jī)車交路,在G—H區(qū)間采用肩回式機(jī)車交路。結(jié)合圖中實(shí)際情況,列車從F站出發(fā),由于在F—B區(qū)間采用的是循環(huán)式機(jī)車交路,那么列車在途經(jīng)E站時(shí)并不會(huì)停站換掛機(jī)車,而是到達(dá)B站后進(jìn)行機(jī)車換掛,其原因是機(jī)車運(yùn)行受到所屬區(qū)段的限制。同理,列車在途經(jīng)C站時(shí)也不需要換掛機(jī)車,只需要在G站進(jìn)行換掛機(jī)車等無(wú)調(diào)作業(yè),最后到達(dá)H站。綜上分析,在現(xiàn)有背景下,直達(dá)列車在途經(jīng)技術(shù)站時(shí)并不一定進(jìn)行無(wú)調(diào)作業(yè),具體作業(yè)情況受到機(jī)車交路的影響。

    2 雙層規(guī)劃建模

    2.1 模型參數(shù)及決策變量

    參數(shù)符號(hào)及定義見(jiàn)表1。

    表1 模型符號(hào)及定義

    2.2 上層規(guī)劃模型的構(gòu)建

    如果計(jì)劃提供一組從i站到j(luò)站的直達(dá)列車,假設(shè)其途經(jīng)的技術(shù)站有n個(gè),則其中要辦理無(wú)調(diào)作業(yè)的車站數(shù)量一般小于n,這在不同的鐵路線路上有不同的方案。在數(shù)學(xué)上,這樣的在途無(wú)調(diào)作業(yè)總費(fèi)用為

    (2)

    式中:λij為編組去向i→j的日均開(kāi)行列數(shù),其值為該編組去向的日均流量與列車編成輛數(shù)之比,即

    λij=Dij/mij

    (3)

    (4)

    式中:fij為i到j(luò)的實(shí)際車流量,包括i的后方站在該站中轉(zhuǎn)(在i站進(jìn)行改編)形成的去往j站的車流,是一個(gè)中間變量,即

    (5)

    上層規(guī)劃模型確定鐵路網(wǎng)絡(luò)上哪些點(diǎn)對(duì)之間要提供直達(dá)列車服務(wù),可構(gòu)造為

    (6)

    (7)

    (8)

    Fk≤θkCRk?k∈S

    (9)

    (10)

    (11)

    (12)

    式中:φ(Dij)為調(diào)車線數(shù)需求函數(shù);Fk為k支點(diǎn)站的改編負(fù)荷量。按照文獻(xiàn)[12],一般是200車占用一條股道。

    目標(biāo)函數(shù)式(6)由3部分構(gòu)成,第一項(xiàng)為直達(dá)列車的集結(jié)車小時(shí)和途經(jīng)技術(shù)站無(wú)改編通過(guò)的列車小時(shí)總成本,第二項(xiàng)為直達(dá)列車在途的無(wú)調(diào)作業(yè)總費(fèi)用,第三項(xiàng)為所有支點(diǎn)站的車流改編費(fèi)用。式(7)確保每支車流僅選擇一種輸送方案,即車流輸送方案的唯一性。式(8)是邏輯約束,如果i站到j(luò)站的車流在k站進(jìn)行改編,那么i站到k站一定開(kāi)行直達(dá)列車。式(9)是關(guān)于車站解編能力的約束,即車站的解編負(fù)荷要小于車站的解編能力。式(10)是車場(chǎng)調(diào)車線約束,考慮到編組股道運(yùn)用具有一定的靈活性,本文采用φ(Dij)=Dij/200的形式確定每個(gè)編組去向?qū)傻赖男枨?。即需要占用的調(diào)車線數(shù)要小于車場(chǎng)可用的調(diào)車線數(shù)。式(11)表明決策變量為0-1變量。

    2.3 下層規(guī)劃模型的構(gòu)建

    (13)

    s.t.

    (14)

    (15)

    (16)

    ?n≠in≠jn,j,u∈S

    (17)

    (18)

    式中:M為一個(gè)正無(wú)窮大數(shù)。

    式(13)為下層模型的目標(biāo)函數(shù),旨在實(shí)現(xiàn)車流的總相對(duì)延誤最小化。式(14)表示若不開(kāi)行i到k的直達(dá)列車,那么i到j(luò)的車流不能在k站改編。式(15)~式(17)為模型的約束條件,采用流量平衡的思想,確保每支車流被送達(dá)至目的地。式(18)表明決策變量為0-1變量。

    3 求解模型的模擬退火算法

    結(jié)合本文模型在求解過(guò)程中需要不斷循環(huán)迭代的特性,選用模擬退火算法(Simulated Annealing,SA)對(duì)模型進(jìn)行求解。

    3.1 能量函數(shù)

    為降低模型求解復(fù)雜度,將模型中的復(fù)雜約束條件作為懲罰項(xiàng)加入到目標(biāo)函數(shù)中。復(fù)雜約束主要是式(9)、式(10),將其作為懲罰項(xiàng)加入到上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)中作為能量函數(shù)。

    H(X)=β1max{0,Fk-θkCRk}+β2max{0,

    (19)

    式中:β1、β2為正懲罰參數(shù),根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),分為取值為400、200。

    能量函數(shù)為

    (20)

    3.2 初始溫度的確定

    在確定初始溫度時(shí),根據(jù)文獻(xiàn)[13]先隨機(jī)產(chǎn)生m個(gè)解,則有

    (21)

    (22)

    式中:m+、m-分別為能量函數(shù)Z(Xn)值增加、減少的解數(shù);ρ0為給定的初始接受率,一般取0.9~0.99,本文對(duì)取值為0.98;Δavg為m+個(gè)能量函數(shù)增加值的平均值。

    3.3 初始解的生成

    3.4 鄰域解的生成

    3.5 模擬退火算法步驟

    Step1確定初始溫度T0。記當(dāng)前的降溫次數(shù)k=0,轉(zhuǎn)Step2。

    Step2記迭代次數(shù)為n=0。初始溫度下,按照3.3節(jié)中的方法產(chǎn)生初始解并計(jì)算能量函數(shù)值,轉(zhuǎn)Step3。

    Step3當(dāng)經(jīng)過(guò)k次降溫后,在溫度Tk下,記第n-1次迭代后的解為Xn-1,為了得到鄰域解Xn,隨機(jī)增加1個(gè)或減少1個(gè)直達(dá)去向,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的函數(shù)值能量Z(Xn),轉(zhuǎn)Step4。

    Step4利用Metroplis抽樣準(zhǔn)則對(duì)當(dāng)前解進(jìn)行檢驗(yàn),若Z(Xn)-Z(Xn-1)<0,則無(wú)條件接受Xn代替Xn-1;若Z(Xn)-Z(Xn-1)>0,則以概率γn(Tk)接受鄰域解。γn(Tk)為

    (23)

    轉(zhuǎn)Step5。

    Step6算法收斂終止判定。本文設(shè)置了兩個(gè)終止準(zhǔn)則:一種是接受率小于給定的閾值時(shí),另一種是能量函數(shù)在多次迭代過(guò)程中保持不變,兩個(gè)準(zhǔn)則滿足一個(gè)即結(jié)束該算法。否則,轉(zhuǎn)Step7。

    Step7按如下公式進(jìn)行降溫:

    (24)

    式中:參數(shù)δ一般取0.4,α一般取0.95;kd為高低溫迭代次數(shù)的分界點(diǎn),一般為70;φ(Tk)為T(mén)k溫度下能量函數(shù)期望值的標(biāo)準(zhǔn)差。

    Tk溫度下經(jīng)過(guò)降溫后,溫度更新,此時(shí)記降溫次數(shù)k=k+1,置迭代步數(shù)n=0,返回Step3,在新的溫度下進(jìn)行循環(huán)迭代。

    4 算例分析

    4.1 算例背景

    以京滬鐵路為背景進(jìn)行案例研究。該線路的主要支點(diǎn)站有:豐臺(tái)西、南倉(cāng)、德州、濟(jì)南西、兗州、徐州北、蚌埠東、南京東、南翔等,分別對(duì)其編號(hào)為Y1~Y9。其中,德州、兗州、蚌埠東為一般技術(shù)站,豐臺(tái)西、南倉(cāng)、濟(jì)南西、徐州北、南京東、南翔為路網(wǎng)性編組站,具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

    圖2 京滬線結(jié)構(gòu)圖

    4.2 潛在的列車編組去向及無(wú)調(diào)作業(yè)車站

    表2 各編組去向換掛機(jī)車車站集合

    4.3 技術(shù)站參數(shù)及OD矩陣

    目前京滬線各區(qū)段的牽引定數(shù)普遍在5 000 t,考慮到區(qū)段列車編成輛數(shù)一般小于遠(yuǎn)程直達(dá)列車的編成輛數(shù),為了不失一般性,本文選取相鄰技術(shù)站間的區(qū)段(直通)列車編成輛數(shù)為50車,不相鄰技術(shù)站間的列車編成輛數(shù)為63車。9個(gè)支點(diǎn)站間的OD矩陣見(jiàn)表3。

    表3 車流OD 車

    表4 支點(diǎn)站技術(shù)參數(shù)

    各支點(diǎn)站的能力參數(shù)見(jiàn)表5。考慮本文的研究算例僅是整個(gè)鐵路網(wǎng)中的一條通道,未考慮跨線流量,故這里的能力參數(shù)是經(jīng)過(guò)理論分析后的剩余能力。例如,以豐臺(tái)西編組站為例,它是一個(gè)雙向系統(tǒng)的路網(wǎng)性編組站,其上下行系統(tǒng)的合計(jì)解體能力達(dá)萬(wàn)車以上,兩個(gè)調(diào)車場(chǎng)的股道數(shù)量達(dá)百條之多,如果在該算例中仍采用其實(shí)際的能力參數(shù),那么相當(dāng)于在一定程度上松弛掉了某些約束。因此,本文在對(duì)能力參數(shù)取值時(shí)進(jìn)行了人工處理。比如,在對(duì)可用調(diào)車線數(shù)CTk取值時(shí)適當(dāng)縮小了相應(yīng)的數(shù)值,如果仍采用實(shí)際中的CTk,那么相當(dāng)于在一定程度上松弛掉了上層規(guī)劃模型中的約束式(10),因此,為了體現(xiàn)其約束性,對(duì)技術(shù)參數(shù)CTk進(jìn)行了適當(dāng)?shù)目s減。同理,對(duì)CRk也進(jìn)行了適當(dāng)?shù)乜s減。

    表5 支點(diǎn)站能力參數(shù)

    4.4 結(jié)果分析

    為了體現(xiàn)本文所建模型的創(chuàng)新性和有效性,基于該算例分別使用文獻(xiàn)[5]中的傳統(tǒng)模型和本文構(gòu)建的新模型進(jìn)行計(jì)算,兩個(gè)模型的不同之處在于文獻(xiàn)[5]是傳統(tǒng)的貨物列車開(kāi)行方案優(yōu)化模型,由于默認(rèn)直達(dá)列車在途經(jīng)技術(shù)站時(shí)必有無(wú)調(diào)作業(yè),因而模型中并未考慮無(wú)調(diào)作業(yè)對(duì)列車開(kāi)行方案的影響;而本文的新模型則充分考慮了列車的無(wú)調(diào)作業(yè)產(chǎn)生的影響。

    4.4.1 傳統(tǒng)模型計(jì)算結(jié)果

    這里需要說(shuō)明的是,在利用傳統(tǒng)模型進(jìn)行計(jì)算時(shí),采用表4中的無(wú)改編作業(yè)參數(shù),默認(rèn)列車在途經(jīng)技術(shù)站時(shí)必會(huì)進(jìn)行換掛機(jī)車等無(wú)調(diào)作業(yè),并采用式(6)的形式將其無(wú)調(diào)作業(yè)費(fèi)用作為定值分別計(jì)算到對(duì)應(yīng)的直達(dá)列車去向yij中(以往認(rèn)為其為定值,模型中僅有cimijyij而沒(méi)有將其計(jì)算在內(nèi)),這樣做的目的是為了便于與新模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,以便突出其優(yōu)越性。本文同樣采用模擬退火算法對(duì)傳統(tǒng)模型進(jìn)行求解。最終結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)46次降溫迭代之后完成了優(yōu)化計(jì)算,求解結(jié)果確定了12個(gè)理論優(yōu)化編組去向,最終得到上層規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解為60 965車·h,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3。

    圖3 傳統(tǒng)模型計(jì)算結(jié)果

    以編組去向Y1→Y8為例進(jìn)行說(shuō)明,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,Y1→Y8編組去向的車流需要在Y2和Y6進(jìn)行改編,體現(xiàn)在圖中其改編鏈?zhǔn)?Y1→Y2)∪(Y2→Y6)∪(Y6→Y8)。計(jì)算結(jié)果中統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6,其中中最后一列表示車流改編鏈,比如(Y1→Y2)∪(Y2→Y3)表示 Y1→Y3去向的車流運(yùn)輸任務(wù)由(Y1→Y2)和(Y2→Y3)的列車服務(wù)擔(dān)當(dāng)。技術(shù)站的改編能力和調(diào)車線占用情況見(jiàn)表7。

    表6 傳統(tǒng)模型計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

    表6(續(xù))

    表7 傳統(tǒng)模型車站改編負(fù)荷及調(diào)車線占用情況

    4.4.2 新模型計(jì)算結(jié)果

    本文模型的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4,根據(jù)本文設(shè)計(jì)的求解步驟,采用VC++程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),在Core 2.4 GHz的PC機(jī)上運(yùn)行,經(jīng)過(guò)129次降溫迭代之后完成了優(yōu)化計(jì)算。求解結(jié)果確定了17個(gè)理論優(yōu)化編組去向,最終所得上層規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值41 390車·h。結(jié)果見(jiàn)圖4和表8,圖中弧段意義和表8中的參數(shù),均與傳統(tǒng)模型計(jì)算結(jié)果中的參數(shù)一致。新模型技術(shù)站的改編能力和調(diào)車線占用情況見(jiàn)表9。

    圖4 新模型計(jì)算結(jié)果

    表8 新模型計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

    表8(續(xù))

    通過(guò)對(duì)比結(jié)果可以看到,本文所建模型的優(yōu)越性較為明顯,傳統(tǒng)模型得到的最優(yōu)開(kāi)行方案車流開(kāi)行總成本為60 965車·h,本文所建模型得到的最優(yōu)開(kāi)行方案車流開(kāi)行總成本為41 390車·h,車流開(kāi)行總成本減少了32%。除此之外,所有車站的總體改編負(fù)荷有所下降,由之前的23 703車減少為22 181車。同時(shí),新模型得到的結(jié)果也更加符合實(shí)際,比如Y7(蚌埠東)到Y(jié)2(南倉(cāng))的車流,在傳統(tǒng)模型的結(jié)果中,該編組去向需要開(kāi)行直達(dá)列車。新模型得到的結(jié)果中,該編組去向的列車需要在Y6(徐州北)、Y4(濟(jì)南西)進(jìn)行改編,這正是考慮了機(jī)車交路對(duì)列車編組計(jì)劃的影響。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況,上述兩種結(jié)果中后者更加符合實(shí)際,這是因?yàn)榘霾簴|是一般技術(shù)站,而徐州北和濟(jì)南西為路網(wǎng)性編組站,在實(shí)際車流組織中,蚌埠東的車流一般要先到徐州北進(jìn)行解體改編,然后進(jìn)入濟(jì)南局管轄范圍,在到達(dá)濟(jì)南西后進(jìn)行解體改編,最后進(jìn)入北京局管轄范圍到達(dá)目的地。綜上分析,新模型得到的結(jié)果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模型得到的結(jié)果,主要體現(xiàn)在車流開(kāi)行總成本的減少,改編次數(shù)的減少和所得結(jié)果更加符合實(shí)際。

    5 結(jié)論

    本文為適應(yīng)機(jī)車長(zhǎng)交路普遍化發(fā)展,考慮了機(jī)車交路對(duì)直達(dá)列車無(wú)調(diào)作業(yè)的影響,構(gòu)建了考慮無(wú)調(diào)和有調(diào)作業(yè)的列車開(kāi)行方案優(yōu)化雙層規(guī)劃模型。上層規(guī)劃模型在傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上引進(jìn)了列車的無(wú)改編作業(yè)費(fèi)用,旨在實(shí)現(xiàn)列車開(kāi)行總成本最小化。下層規(guī)劃模型以車流的總相對(duì)延誤最小化為目標(biāo),以流量平衡為約束條件。結(jié)合模型求解時(shí)需要不斷循環(huán)迭代的特性,采用模擬退火算法對(duì)模型進(jìn)行求解。所得結(jié)果表明,新模型得到的最優(yōu)開(kāi)行方案明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模型得到的開(kāi)行方案,主要體現(xiàn)在車流開(kāi)行總成本的減少,所得結(jié)果更加符合實(shí)際。

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