基于专家系统的网络化动车组运用计划的编制.pdfVIP

第37卷 ，第1期 中 国 铁 道 科 学 VoL37 No．1 2016年 1月 CHINA RAILWAY SCIENCE January，2016 文章编号：1001—4632 (2016)O1—0108—09 基于专家系统的网络化动车组运用计划的编制 陈 然，周磊 山，乐逸祥，路 (北京交通大学 交通运输学院，北京 摘 要 ：针对网络化运行条件下动车组运用存在多线路、多运行线、多动车组、多动车段、多修制修程等 复杂情况，设计 1种更直观表现网络化运行条件下的 “网络化动车组运用计划图”。以检修作业包的里程和时 间、动车段 (动车运用所)检修能力、最小接续时间等为约束条件，构建以动车组使用数 目最少为最优 目标、 检修次数最少为次优 目标的动车组运用双 目标规划优化模型；将编制动车组运用计划的经验加入专家系统，并 通过设计基于专家系统指导的最大最小蚁群算法求解模型。以京沪、沪杭、宁杭、京津 、沪宁、胶济线上共计 432条列车运行线为例，求解动车组运用计划。结果表明：与仅用蚁群算法相比，该算法在一定程度上减少了动 车组的使用数量。 关键词：动车组运用计划；网络化运行；专家系统；蚁群算法 中图分类号：U268．1；U292．6 文献标识码 ：A ， 随着高速铁路新线的开通，动车组的使用数量 约束，以减少动车组数和检修成本为 目标，设计了 超 咖 逐渐增大，但动车组的成本高昂，如何安全、经济 运用计划与检修计划一体化编制的整数规划模型， 周 地运用动车组越来越受到人们的关注。 先求解约束条件生成可行的运用路径集合，再以此 国外学者对动车组或机车运用进行了研究_1]， 为基础设计模拟退火算法_1。史峰等为描述动车 宇 主要关注在为旅客提供足够多的客车座席以及保证 组运用均匀性，以环形排列为动车交路建立模型， 列车足够牵引动力情况下，尽量减少客车和机车的 将检修约束以罚值函数代入 目标函数用基于三交换 使用数量。但国外铁路线路里程短、客流量较少、 法的模拟退火算法求解_】；在后续的研究中_1， 运行线结构规律性明显，而且旅客列车非固定编 建立以车站作业时间、动车组接续时间和到发线数 组，可以通过重联、分解、连挂、无动力回送等方 为约束条件，以列车旅行时间和动车组接续时间最 式增减编组辆数或机车数以适应客流变化，动车组 小化为 目标函数的综合优化模型，将动车组周转、 运用情况与国内有较大不同，因此借鉴性较少。 到发线运用与运行图整体优化。林柏梁等研究了固 国内专家重点研究动车组的交路计划、检修计 定区段和不固定区段动车组二级检修特点，建立了 划和分配计划，目的是减少动车组使用数量或提高 相关模型_1引。李华等以设计接续边的累计时间和 动车组使用效率。王莹等研究二级修以上的动车组 里程为约束建立整数规划模型，以武广线为例引入 检修计划，以检修前累计运行里程最大为 目标，通 动车组运用最优接续网络为粒子飞行参考，运用粒 过构建接续网络建立数学模型，以广深线为例运用 子群算法求解_】。张才春提出了基于簇式运用方 列生成算法求解_7]；在后续的研究[。]中，将动车组 式和动态备用方式编制动车组运用计划，将动车组 周转计划编制问题在列车运行图可作微调的前提下 运用计划优化问题转化为多个小周期内的优化问题 进一步优化，实现动车组运用计划与运行图编制优 并使用蚁群算法求解 ¨1。这些研究多数使用智能 化的协调。赵鹏等以京沪高铁为实例，利用局域搜