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编组站进路调度优化研究 关键词：编组站，阶段计划，自动编制， 1 引言 铁路现代化建设及信息化建设进程的进一步加快，我国铁路调度指挥自动化已基本实现，但作为铁路运输基层生产单位的铁路车站虽然集中了与绝大多数技术设备，但其自动化和智能化水平却不高，尤其是复杂的技术站的作业计划的职能编制和调整水平较低，不能满足日益增长的运输需求，已逐步成为推进铁路信息化和智能化进程的瓶颈。 由于实际现场情况的多样性，作业的密集、作业时刻或地点的特殊要求、突发事件等都使问题变得更加复杂化，调度员很难从整体角度出发，合理安排列车作业进路，预先编制整个阶段的技术站进路占用计划，因此长期以来该项工作一直处于手工化、经验化操作状态。其列车作业组织方法的优劣不仅与其业务水平的高低有关，还与个人偏好有关。所以，为了实现车站接发列车和调车作业自动化，有必要研究编组站列车进路排列的优化方法，促进车站作业组织水平的提高。 2 国内研究文献综述 青学江马国忠在《遗传算法在区段站到发线的应用研究》中运用遗传算法建立了区段站到发线运用的染色体结构和适应度函数，对这种复杂的非线性组合优化问题进行了仿真求解。从满足车站到发线的运用、有利于列车技术作业、调机解编作业、减少交叉作业以及便于旅客乘降等方面，给出了评价到发线安排优劣的适应值函数，但其给出的实例运行时间达25min，算法的实时性不能满足应用要求。 李文权，王炜在《铁路编组站到发线运用的排序模型和算法》 建立了编组站到发线运用的固定工件排序模型，设计了基于两种标号算法的求解方法。并指出这是特殊的固定工件排序问题，也是一个NPC问题，不大可能有好算法，通过调整调车任务来照顾行车任务。若方案不可行，则调整列车占用时区及到发线活用；若还不可行，则通过取消部分行车任务或更改部分接发车时刻，以得到列车集的可行安排。 吕红霞的《技术站调度决策支持系统的研究到发线的合理使》建立了一个计算机编制技术站到发线运用计划的二次0-1规划模型，并将模型分解为2个简单的0-1规划模型。论文给出了 “时间片”的定义：将某阶段的时间划分为几段，每段时间被几列车占用，并且由于这几列车在占用到发线的时间上存在着交叉干扰不能使用同一到发线，各段时间就称为一个时间片。“时间片”被多篇文献引用。 徐杰通过《铁路区段站到发线运用计划安排的优化算法》分析车列占用到发线时区集合的特点，提出了K段站到发线运用安排的图论模型，将到发线运用问题转化为图的6顶点着色问题，并将模拟退火算法应用于该问题。 姬莉霞在《机务段整备区股道安排的算法研究》研究机务段整备区的股道占用问题，用遗传算法进行求解。论文提出了甚于NxM 二维矩阵的染色体编码设计，构造了基于矩阵操作的新遗传算子，采用了自适应变换等技术。 王正彬在《铁路技术站到发线运用调整模型及算法》中，从满足技术站到发线的运用要求、减少作业和进路的交叉干扰出发，建立了技术站到发线运用模型；针对模型非线性的特点，基于对交叉干扰产生原因的分析，将非线性约束条件进行转化，提出了等价模型，设计了求解该问题的遗传算法。 陈建鑫在《客运专线客运站到发线运用优化研究》中提出了客运专线车站到发线和进路占用时间范围的确定方法，在考虑客运站咽喉能力限制和旅客换乘要求的基础上，建立了到发线运用计划编制的0-1整数规划模型，根据软约束和硬约束的不同影响，设计了一种适用于该0-1规划模型的启发式算法。 崔炳谋在《客运专线本站作业计划协同优化方法研究》中，研究编组站作业进路的排列问题。以各项作业延误时间的加权和最小为优化目标，任务的前后工序选择路径为动态约束，建立编组站作业进路调度数学模型，并采用遗传算法进行求解。 周再玲在《铁路技术站咽喉区道岔组占用安排的模型和算法》中研究技术站咽喉区道岔组的占用优化问题，主要解决的是在列车确定了到发线占用方案后，如何选择接车进路。将咽喉区线路配置图抽象为一个多源多汇网络图，列车从进站信号机至接车到发线的进路就可以表示为2个源、汇点间的有向子网。对咽喉区道岔组占用进行优化，就是分别确定每个有向子网的最小费用最大流。 史峰从有利于后续接发车作业进路排列的目的出发，分别提出了铁路车站咽喉区最大平行进路和最大概率进路的紧侧优化方法。如果一项作业的进路排列使剩余旳平行进路数最多，该进路连同剩余平行进路称为最大平行进路方案；如果一项作业的进路排列使下一项作业有进路排列的可能性最大，该进路就称为最大概率进路。 3 进路调度问题的研究情况及存在问题 研究主要集中在通过对国内外相关文献资料的梳理，方面的研究而言，虽然目前已取得了相当可观的成果，但是存在部分问题2阶段计划自动编制研究思路 编组站计划编制涉及的内容很多，主要解决本阶段列车出发计划、调机运用计划和到发线运用计划3个相互联系的问题。其中，列车出发计划是指按照列车编组计划规