機車周轉(zhuǎn)圖編制優(yōu)化及系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、機車周轉(zhuǎn)圖是依據(jù)機車交路、機車運轉(zhuǎn)制、乘務(wù)制度、乘務(wù)方式、機車最短折返作業(yè)時間標準等編制的機車工作計劃，是機務(wù)部門組織運輸生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)，是鐵路運輸計劃的重要組成部分。編制機車周轉(zhuǎn)圖應(yīng)綜合考慮各方面的因素以保證機車運用效率的最大化，經(jīng)濟合理地使用機車，加速機車周轉(zhuǎn)。此外，機車周轉(zhuǎn)圖的編制應(yīng)與列車運行圖相互協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌安排，才能保證運輸組織的正常實施，保證行車安全，提高運輸生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
　　機車周轉(zhuǎn)圖編制問題是以最少的機車資源

2、實現(xiàn)列車運行圖上所有列車的動力配置。機車周轉(zhuǎn)圖編制問題包含變量較多，且變量之間的約束關(guān)系復(fù)雜，是一類復(fù)雜的特殊指派問題，其求解難度較大。在實際工作中，主要通過開發(fā)機車周轉(zhuǎn)圖編制系統(tǒng)來進行具體編制的，設(shè)計機車周轉(zhuǎn)圖編制系統(tǒng)，提供機車周轉(zhuǎn)圖編制和調(diào)整手段，設(shè)計機車周轉(zhuǎn)圖與列車運行圖協(xié)同編制機制，將有利于提高機車周轉(zhuǎn)圖的編制質(zhì)量和編制效率。在現(xiàn)有機車周轉(zhuǎn)圖編制問題及機車周轉(zhuǎn)圖編制系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，論文主要研究了機車周轉(zhuǎn)圖編制模型和算法、機車周

3、轉(zhuǎn)圖與列車運行圖協(xié)調(diào)方法、機車周轉(zhuǎn)圖編制系統(tǒng)設(shè)計等幾個方面的內(nèi)容，具體如下:
　　1.通過分析機車周轉(zhuǎn)圖機車接續(xù)，總結(jié)出機車周轉(zhuǎn)圖具有機車順次接續(xù)特征:即對于任意一個機車折返站的機車接續(xù)可行解，在機車總折返時間不變的條件下，總可以轉(zhuǎn)化為從某一機車接續(xù)開始，按照順次接續(xù)的原則形成的可行解。并從理論上對機車周轉(zhuǎn)圖具有機車順次接續(xù)特征進行了證明。
　　2.建立了單一機車周轉(zhuǎn)圖編制問題的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上將單一機型機車周轉(zhuǎn)圖問題分

4、為成對機車周轉(zhuǎn)圖和不成對機車周轉(zhuǎn)圖兩種類型來分別設(shè)計相應(yīng)的算法進行求解。在求解成對機車周轉(zhuǎn)圖時，通過獲取密集到發(fā)點后依據(jù)機車順次接續(xù)方法可快速進行求解。在求解不成對機車周轉(zhuǎn)圖時，利用機車周轉(zhuǎn)圖的機車順次接續(xù)特征，確定不成對機車周轉(zhuǎn)圖的附掛機車接續(xù)擔(dān)當(dāng)列車，進而將機車附掛問題轉(zhuǎn)化為附掛機車接續(xù)擔(dān)當(dāng)列車之間的匹配問題，在此基礎(chǔ)上形成機車附掛方案，并最終將不成對機車周轉(zhuǎn)圖問題轉(zhuǎn)化為成對機車周轉(zhuǎn)圖問題進行求解。
　　3.分析了多機型機車周

5、轉(zhuǎn)圖編制問題的特點，提出了以機車運用效益作為該問題的優(yōu)化目標，并建立了機車折返站的到達機車、出發(fā)機車、機型的三維指派數(shù)學(xué)模型。在問題求解時，以固定機車臺數(shù)條件下的機車周轉(zhuǎn)圖編制算法為基礎(chǔ)，設(shè)計了機車接續(xù)互換的啟發(fā)式算法，進行機車周轉(zhuǎn)分組的優(yōu)化調(diào)整，最終實現(xiàn)機型分配和機車周轉(zhuǎn)時間的綜合優(yōu)化，達到機車運用效益優(yōu)化的目標。
　　4.在基于機車運用效益的多機型機車周轉(zhuǎn)圖問題的基礎(chǔ)上，研究了限定機型機車數(shù)量條件下的多機型機車周轉(zhuǎn)圖編制算法。

6、在對數(shù)量受限機型進行單一機型機車周轉(zhuǎn)圖編制的基礎(chǔ)上，通過采用機車接續(xù)互換和分組分化，實現(xiàn)受限機型的合理運用，有效提高機車運用效益。
　　5.分析了機車周轉(zhuǎn)圖與列車運行圖的編制內(nèi)容和協(xié)調(diào)編制流程，并就兩個主要協(xié)調(diào)編制階段討論了機車周轉(zhuǎn)圖與列車運行圖的協(xié)調(diào)編制方法。在列車運行方案編制階段，以均衡布點為基礎(chǔ)，通過設(shè)計反饋調(diào)整方法來協(xié)調(diào)各折返站之間的機車接續(xù);在列車運行圖編制階段，以緊交路條件下的機車周轉(zhuǎn)圖編制算法為基礎(chǔ)，提出了基于機車運

7、用優(yōu)化的列車運行圖反饋調(diào)整方案編制方法。
　　6.在機車周轉(zhuǎn)圖編制業(yè)務(wù)進行需求分析的基礎(chǔ)上，對機車周轉(zhuǎn)圖編制系統(tǒng)進行了設(shè)計，包括系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)設(shè)計、功能界面設(shè)計等。結(jié)合機車周轉(zhuǎn)圖與列車運行圖業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)需求，對機車周轉(zhuǎn)圖與列車運行圖編制進行了系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計。
　　機車是鐵路運輸?shù)臓恳齽恿?，機車運用計劃的編制質(zhì)量是列車運行秩序和運輸組織安全的重要保證，論文中機車周轉(zhuǎn)圖編制理論和系統(tǒng)設(shè)計兩個方面的研究成果，基本涵蓋了現(xiàn)有的機