01铁路编组站调度管理问题
我国货运量不断增长,编组站作为铁路货运网络的重要枢纽,其调度管理问题日益突出。编组站调度管理核心是配流问题,涉及车场设备(到达场、调车场、出发场、驼峰等)、移动设备(解体调机、编组调机、本务机车等),主要作业流程包括车流推算、解体及集结、车流编组、列车出发。阶段计划编制需考虑车流推算问题、解编排序问题及股道使用问题,三者相互影响。当前研究多采用数学优化模型,但难以全面考虑车站各类影响因素;仿真模型多用于能力评估,对阶段计划编制中的列车配流、调机运用等问题的研究不足。
02单向铁路编组站配流仿真优化方法
单向铁路编组站配流问题涉及车流推算问题、解编顺序决策问题及调车线使用问题。提出一种仿真优化方法,框架包括优化模型/算法、仿真模型和仿真验证。具体而言,构建以车站所有改编作业车的停站时间最小为目标的混合整数线性规划模型,建立编组站作业仿真模型用于仿真验证,并使用改进式禁忌搜索算法高效获得解编顺序解。仿真优化过程包括建立模型、求解初始解、仿真验证、反馈更新最优解。
03实例分析
以某实际单向编组站为例,验证方法有效性。实验结果表明,优化解编顺序后,调车线占用时间更优,车辆集结更顺利,车站解编作业效率得到提升;目标函数值(在站改编车辆的停留总时间)相比现场方案有一定降低,证明方法对不同作业规模下的配流问题均具有良好的优化效果。此外,基于动态参数解仿真输出的目标函数值数据分布更集中,平均值更低,说明动态参数解在应对随机参数场景时具有良好的稳定性。与常规禁忌搜索算法和遗传算法对比,改进式禁忌搜索算法在求解速度和求解质量上均具有优势,特别是动态参数条件下的求解表现。
04结论
总结配流优化问题相关理论,指出可采用仿真优化方法进行协同优化。构建单向编组站配流优化模型,明确配流问题应考虑车流推算、解编顺序决策及调车线使用问题。提出铁路单向编组站配流问题的仿真优化方法,实现仿真验证-优化求解的过程。实际案例验证表明该方法具有良好的求解效率及稳定性。
下一步工作展望:
- 迭代优化算法:开发精确性算法,提升解方案的质量。
- 深化不确定优化:将不确定优化理论及随机优化理论与配流问题仿真优化过程深入结合。