计算机编制编组站阶段计划的模型和算法的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文计算机编制编组站阶段计划的模型和算法的研究姓名：胡猛申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：周磊山20060301北京交通大学硕士研究生论文Y879281中文摘要阶段计划是铁路编组站作业计划的核心部分，一个好的阶段计划应该反映出本阶段的工作重点，并按照列车编组计划的要求，把车流及时编成各种列车，保证本阶段的所有列车都正点发车，传统手工编制方法的弊端日趋明显。随着我国铁路现代化建设步伐的加快。作为铁路调度指挥自动化重要内容之一的编组站阶段计划自动化编制的研究势在必行。本文在前人研究成果的基础上，针对编组站阶段计划

2、编制的重点和难点，从我国铁路编组站实际情况出发，利用人工智能的最新研究成果—Agent及多Agent方法，结合启发式搜索及离散事件动态系统，对编组站阶段计划编制内容进行详细的分析，并对阶段计划编制系统的进行了初步探讨。论文主要内容如下：1．对目前铁路编组站阶段计划编制的内容和流程进行了详细分析，指定编组站阶段计划编制问题的难点，论述了编组站阶段计划编制方法研究的紧迫性，并给出编组站阶段计划形式化描述。2．基于人工智能最新成果一Agem及多Agent方法的编组站阶段计划编制方法研究中，讨论了系统的基本结构、功能及实现方法，并完成了各主要Agcnt予

3、系统的设计与实现。3．在完成编组站阶段计划编制系统构建的基础上，提出了阶段计划主要问题的模型和求解算法。在基于前人研究成果上，重点研究了“车流接续”的启发式搜索模型与算法，对原有的车流接续模型与算法进行了改进；利用离散事件动态系统的Job—shoD生产调度方法构建了到发线运用计划的模型与算法，并从空间和时间两个方面构建了疏解冲突模型与算法：在调车机车运用计划的研究中，在求得以“调北京交通大学硕士研究生论文车机车作业时间最小”为目标的单目标较优解的基础上，结合“调车机车走行距离最短”的且标，构建了双目标加权求和的目标函数，求出满足权重约束的双目标最

4、优解。4．结合实际科研项目，本文对编组站阶段计划编制系统进行了研究开发，系统能够对简单的原始资料进行整理、分析和设计，并在人工干预的条件下最终得到阶段计划表、技术作业图表及车流信息等一系列重要资辩。关键词：编组站阶段计划，多Agent方法，启发式搜索，Job—shop调度问题2北京交通太堂填±研嚣生论文曼掣kHk型

5、p1lull¨{下l{上§f鬟H塞摹葛t器号I”瓠醒¨址；囊i1刍强jD*lsh簧r}lin皿；涟0址11Nn篓荇J1学1JAg葬篁墨蔷Y^￡写醚Jud鄹疆一爿罐H≥蓑??11一塾莲野0i叫竿J；ph：i譬^_M请书#峙X0譬小"x北

6、京交通大学硕士研究生论文l绪论1．1问题的提出铁路系统是一个庞大而复杂的系统，铁路运输生产过程是在全国纵横交错的铁路网上进行的，从路网的结构看，它是由“点”f车站、枢纽)和“线”(线路)两个子系统组成。在进行运输生产时，必须协调好这两个子系统的关系。随着人工智能在各个领域的应用，实现铁路系统自动化也已经逐步展开，以便使常规铁路系统扩展功能，降低成本，提高安全性，最终实现铁路自动化。目前，采用计算机编制列车运行图已经在许多路局展开，大多数路局已经能完全利用计算机编制运行图，摆脱了纸和笔，运用计算机辅助编制运行图代替原始的手工画图，实现了“线”的自动

7、化，而“点”的自动化还远远没有达到计算机辅助编制的程度。铁路调度工作在铁路运输组织中占有重要的地位，编组站是铁路调度最为集中，在铁路运输各主要方面占有极其重要地位的场所。编组站的作业计划是组织各车问、工种协调生产，充分发挥技术设备能力的前提与保证，是指挥车站各项作业有序进行的神经中枢。作业计划编制的好坏直接关系到铁路运输生产的效率和编组站作业管理的质量。现行由人工编制的编组站作业计划包括日班计划、阶段计划和调车作业计划三个组成部分。从管理层次上看，铁路编组站同班计划是对次日(班)车站作业的总体轮廓安排，它规定了车站一班的到发列车接续的各种作业指标

8、。阶段计划是车站作业计划的核心部分，它既是实现日班计划的分阶段部署，又是编制调车作业计划的主要依据，对于车站意义重大。一个高质量的阶段计划应该反映本阶段的工作重点，并按照编组计北京交通大学硕士研究生论文划的要求，把车流及时编成各种列车，保证本输段的所有出发列车都能正点发车，并能合理的安排列车解体和编组顺序以及调车机车的作业内容。阶段计划质量的高低对于车站设备综合有效利用，对于全面高效地完成运输生产任务起着至关重要的作用。近年来铁路编组站已经逐步建立起了车站管理信息系统和全路的预确报系统、现车系统，这在很大程度上方便了现场作业，提高了编组站运输作业

9、的效率和现代化水平。不过，目前铁路上已经建立起的确报系统、现车系统等只是管理信息系统，只能为调度人员提供信息，自动化程度只停留在现车管理