铁路行包配装算法研究与实现

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1、铁路行包配装算法研究与实现论文关键词：铁路车站行包装配编程实现论文摘要：行包装配是铁路行包管理的重难点之一，在铁路行包运输中出现的大部分问题均是由行包装配不当引起的。影响行包装配的因素较多，通过对铁路行包装配的流程和影响行包装配的主要因素进行分析，建立了铁路车站行包装配问题的条件约束模型，提出铁路行包装配的目标函数，最后给出了铁路行包装配问题的编程实现方法。铁路行李包裹运输（以下简称行包运输）是利用铁路客运设施，以随挂旅客列车的行李车为载体的一种运输形式［1］,其业务流程如图1所示。近年来，随着行包运输业务量的增长，大部分车站在承运、交付、中转和综合统计报表打印等

2、都实现了计算机的自动化管理。但是，在整个业务流程中的装车单生成部分，现如今依然采用人工或半人工的方式进行处理。由于与“装车”相关的因素较多，所以大多的铁路行包管理系统对此采取回避的办法。如今，在行包运输中出现的大部分问题如货物漏装、错装、中转不畅、快件不快等问题均是由行包装配不当引起的［2］。为此，解决好行包配装问题，优化运载设备的利用率，降低运输成本是一个非常有价值的研究课题。本文从行包管理软件编程的实际出发，提出了一种优化的行包配装算法，并给出了实现方法。1行包配装问题分析行包装配主要是指合理制定待装行包的装配计划。在现有运能一定的条件下，根据行包运达的要求，

3、通过计算机科学的辅助决策，使行李车的利用效率最大［3］，最大可能的减少和避免装车错误。铁路车站行包配装归属背包问题，但又与普通的背包问题有一定的不同。普通的背包问题是一对多的关系，而对于本问题的映射是多对多的关系，约束条件需要考虑客运车次、行包到站、运到期限、保价金额、货物优先级和车次的运量、容积、沿途站装卸作业能力等因素，行包配装单的生成流程如图2所示。铁路行包装配问题在学术上属于复杂约束条件的组合优化间题。从图2可以得出铁路行包配装可分解为三步。Stepl：根据车次和行包到站生成待装车的行包集行包的到站与车次的停靠站之间有两种情况，一是货物的到站属于当前车次的

4、停靠站，此行包直接加入到备装货物集；二是货物到站不在本次车的停靠站中，但又无直达车，经计算装此趟车进行中转的距离最短，则此到站的行包加入到备装货物集中。Step2：根据行包运达要求，生成当前车次的装车单第一步生成的是应装车的货物清单，目前铁路行包运输还达不到应运即运的程度，因此还应根据行包运达的要求，通过计算机科学的辅助决策，使行李车的利用效率最大，最大可能的减少和避免装车错误［8］。装车单生成的约束条件主要有重量和体积等方面。Step3:人工调整确认装车单计算机辅助生成的装装配计划应基本达到了最佳优化装车方案，但由于车站运输的某些临时特殊要求，车站行李员可对装车

5、单在一定许可范围内进行调整。2行包配装问题的数学模型令待运行包集合为X，车站发车车次集合T。二者的映射定义为：/：X-T（l）现在要为每一趟车进行配装，生成每一车次的装车单:xGXo为了求解X，首先要确定映射关系/。由公式（1）可以看出，即使确定了/，也很难最终求解X，如果能求出T中一个车次的结果，则其他车次依此类推，便可求出全部解。由此将公式（1）简化为：/（x）-Ti（l£i£m,共有m趟车）（2）令Ti车次停靠站的集合用Si（l£i£m）表示，承运站直达站集合s直达={sins2f>-nsm}。货物停靠站集合用D={D1,D2,…，Dn}表示。条件约束模型行

6、包到站约束条件(1)行包到站为Ti次车的停靠站，即：DilSio(2)行包到站无直达车(DilS直达)，但是装此车次中转货物运送距离最短。因此行包到站约束条件公式：(DilSi)

7、

8、(DiiiS直达minD(Di，Ti))(3)式中minD(Di，Ti)表示货物装载Ti次车运送距离最短。行包运输车载重约束条件k=1,2，…⑷式中xije{0,1}为第i车站，第j件货物的装载状态，gij为第i车站，第j件货物的的重量，G装为车辆已装载重量，G车为车辆的规定载重量。行包运输车容积约束条件k=l,2,…⑸式中Vij为第i站上第j件行包的体积，V装为车辆已装载容积，V车为

9、行李车的容积；行包运到期限约束条件(6)式中为第i站上第j件行包的运到期限；为第i站上第j件行包在该站已存放的时间，为该列车从第i站到第m站所需运行时间，第k站为该行包卸车站。停靠站装卸能力约束条件k二1，2，…⑺式中为第i站的行包作业装卸效率；为运输设备在第i站的停站时间。目前车站的装卸能力基本上可以满足要求，此约束条件在实际处理时做为参考。货物配装目标函数由于运力有限，经常不能一次把所有的行包运完，这样就需要找到最大或较大的装载效益值，装载效益用maxB来表示。影响maxB的因素按照权重值由大到小依次为行包种类的优先级、货物的存放时间、到站距离和保价金额。装载

10、效益目标函