基于协同机制的路局调度日计划编制过程建模研究

摘要

调度日计划面向铁路日常运输组织和生产指挥，是实现铁路运输资源配置和各业务有效协同的关键，正确合理地编制调度日计划是实现良好运输秩序的前提，对调度指挥的整体效率具有重要影响。为此，本文研究了基于协同机制的路局调度日计划编制过程建模，为建立能够支撑多工种调度岗位协同编制路局调度日计划的计划协同编制平台奠定了一定的理论基础。本文对这一问题从如下三个方面进行了研究:
　　首先，对复杂过程分解与合成的理论进行研究。基于一般过程的特征分析及相应形式化描述，给出了复杂过程的特征及形式化描述;提出了复杂过程的分解策略及等价性定理;提出了分解后子过程的合成策略及等价性定理;说明了复杂过程协同机制与构造的关系，并给出构造问题的形式化定义及相关定理证明。
　　其次，对路局调度日计划协同编制过程建模进行研究。采用层次化建模方法，对路局调度日计划协同编制过程进行了建模。通过对现有路局调度日计划编制过程分析，提出路局调度日计划协同编制过程的总体规划，建立路局调度日计划协同编制过程层次化模型。并在对协同机制进行总体描述的基础上，构建了包含组织协同层和功能协同层的协同机制层次化模型。
　　最后，基于Multi Agent技术实现了路局调度日计划协同编制平台。基于MultiAgent及Multi Agent组的结构，具体说明了模型各层相应Multi Agent组结构及相互关系;并在上述模型的指导下，成功研制了铁路运输调度管理系统(TDMS4.0)的调度日计划协同编制平台，列举了主要业务工作计划编制功能实现界面，介绍了系统的实际应用效果。
　　基于上述研究，在各铁路局成功建立了调度计划协同编制平台，优化了铁路局调度日计划编制过程，实现了对参与日计划编制的多调度工种岗位协同编制计划的有效支撑，促进了各铁路局调度日计划编制效率和编制质量的提高;也为下一步实现跨局和部局间协同编制计划，乃至未来建立超大型全国铁路调度网络化计划协同编制平台奠定了基础。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 调度计划协同编制的研究意义

1．2 国内外铁路调度指挥信息化建设现状

1．2．1 国外铁路调度指挥信息化概况

1．2．2 国内铁路调度指挥信息化概况

1．3 复杂协同问题综述

1．3．1 复杂协同业务流程建模概述

1．3．2 基于Multi Agent的复杂协同问题建模研究

1．4 论文组织结构

2 路局调度日计划组成结构及其作用

2．1 铁路运输的四层计划体系

2．2 调度指挥三级机构

2．3 调度日计划的含义

2．4 路局调度日计划的组成结构

2．5 路局调度日计划编制过程概述

2．6 参与调度日计划编制主要调度职责

2．6．1 生产副主任基本职责

2．6．2 施工调度基本职责

2．6．3 客运调度基本职责

2．6．4 货运调度基本职责

2．6．5 计划调度基本职责

2．6．6 机车调度基本职责

3 复杂过程分解与合成理论基础

3．1 过程的一般特征与形式化描述

3．2 复杂过程的的一般特征与形式化描述

3．3 复杂过程的分解

3．4 复杂协同过程的合成与等价原理

3．5 复杂协同过程的构造

3．5．1 构造问题的形式化描述

3．5．2 复杂协同过程的构造问题与协同机制

4 路局调度日计划编制过程特征分析与优化

4．1 路局调度日计划编制过程特征分析与形式化描述

4．1．1 路局调度日计划编制过程特征分析

4．1．2 路局调度日计划编制过程形式化描述

4．2 现有路局调度日计划编制过程介绍

4．2．1 现有路局调度日计划编制总体过程

4．2．2 施工日计划编制子过程

4．2．3 客运工作计划编制子过程

4．2．4 货运工作计划编制子过程

4．2．5 列车工作计划编制子过程

4．2．6 机车工作计划编制子过程

4．3 路局调度日计划编制过程分析

4．4 路局调度日计划编制过程优化

4．5 优化后路局调度日计划编制各子过程形式化描述

4．5．1 调度日计划编制子过程特征分析与形式化描述

4．5．2 施工日计划编制子过程特征分析与形式化描述

4．5．3 客运工作计划编制子过程特征分析与形式化描述

4．5．4 货运工作计划编制子过程特征分析与形式化描述

4．5．5 列车到达计划编制子过程分析与形式化描述

4．5．6 列车开行计划编制子过程分析与形式化描述

4．5．7 机车工作计划编制子过程特征分析与形式化描述

5 路局调度日计划协同编制过程层次化建模

5．1 层次化建模思想

5．2 路局调度日计划层次化模型

5．3 路局调度日计划协同编制过程层次化建模

5．3．1 路局调度日计划“一体协同”编制模式

5．3．2 路局调度日计划编制过程总体规划

5．3．3 路局调度日计划协同编制过程建模

5．4 路局调度日计划编制协同机制层次化建模

5．4．1 协同机制的作用

5．4．2 协同机制的层次化模型

5．4．3 协同机制的组织协同关系描述

5．4．4 协同机制的功能协同关系描述

5．4．5 协同机制层间对应关系描述

6 基于Multi Agent技术的调度计划协同编制平台的实现

6．1 Multi Agent组的概念

6．2 基于Multi Agent的日计划协同编制层次模型

6．3 层次构成及功能

6．3．1 信息处理层

6．3．2 编制执行层

6．3．3 组织控制层

6．3．4 信息软总线

6．3．5 其它Agent

6．4 基于黑板模型的调度日计划编制过程协同机制实现

6．4．1 黑板模型简介

6．4．2 基于黑板模型的Multi-Agent实现模型构成及实现原理

6．4．3 基于黑板模型的日历运行图协同编制机制

6．5 路局调度计划协同编制平台应用介绍

6．5．1 施工天窗的协同编制

6．5．2 客运列车运行线的协同编制

6．5．3 货运列车运行线的协同编制

6．5．4 机车交路的协同编制

7 总结与进一步研究

7．1 总结

7．2 进一步研究

参考文献

作者简历

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