我国铁路乘务调度计划编制方法的研究与设计

摘要

运输调度是铁路运输组织的重要组成部分，它包括乘务调度、动车调度、到发线调整、运行图调整，其中，乘务调度问题既要受到运行图限制，又要受复杂乘务规则的约束，是运输调度的一个难题。目前，我国对铁路乘务调度计划编制方法的研究较少，铁路乘务调度中仍以手工方式为主编制乘务调度计划。这种方式编制乘务调度计划效率低，所编制乘务调度计划质量难以保证，尤其在乘务规则复杂的情况下，采用手工方式编制乘务调度计划是非常困难的。研究一套科学的铁路乘务调度计划编制方法对提高我国铁路乘务调度计划编制效率，提高我国铁路乘务调度工作水平有着重要的意义。 针对我国铁路乘务调度计划编制方面存在的问题以及相关研究较少的现状，论文从铁路乘务调度计划编制的过程、建模方法和求解方法三方面对铁路乘务调度计划编制方法进行研究，选择出用于设计我国铁路乘务调度计划编制方法的理论依据；接下来，论文分析了我国铁路CSP问题的目标及约束条件，采用集合覆盖方法建立我国铁路CSP问题模型，并研究了如何利用列生成算法进行求解；然后，论文分析了我国铁路CRP问题的目标及约束条件，采用线性规划方法建立我国铁路CRP问题模型，研究了我国铁路CRP问题的求解过程；最后，本研究通过计算机仿真实验，以京津高速铁路列车开行方案为例，对论文设计的方法进行了验证。 通过研究，论文设计出了比较完整的我国铁路乘务调度计划编制方法。该方法求解我国铁路CSP问题时采用了列生成算法，解决了启发式算法不能保证解的最优性的问题，提高了铁路乘务调度计划的优化程度。仿真实验结果表明，论文设计的方法能够满足我国铁路乘务调度规则，具有一定的可行性。论文的研究为我国铁路乘务调度计划编制系统的开发及相关研究的进一步开展提供了理论支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1论文研究的背景

1.2论文研究的内容

1.3论文研究的意义

1.4国内外研究现状

1.4.1现有研究成果与方法

1.4.2现有研究存在的问题

1.5论文研究的技术路线

1.6论文研究的独特之处

2铁路乘务调度计划编制方法的研究

2.1铁路乘务调度计划编制过程

2.1.1 CSP问题

2.1.2 CRP问题

2.1.3 CSP问题与CRP问题的关系

2.2建模方法的选择

2.2.1线性规划方法

2.2.2集合覆盖方法

2.2.3建模方法的比选

2.3列生成算法

2.3.1列生成算法的原理

2.3.2列生成算法的内容

2.3.3列生成算法的优点

2.4小结

3我国铁路CSP问题建模与求解

3.1 CSP问题的图形描述

3.2 CSP问题建模

3.2.1问题的目标

3.2.2问题的约束

3.2.3问题的模型

3.3基于列生成算法的CSP问题求解

3.3.1初始可行解的产生

3.3.2限制主问题求解

3.3.3子问题求解

3.3.4分枝策略

3.3.5列生成算法求解CSP问题流程

3.4小结

4我国铁路CRP问题建模与求解

4.1 CRP问题的图形描述

4.2 CRP问题建模

4.2.1问题的目标

4.2.2问题的约束

4.2.3问题的模型

4.3 CRP问题求解

4.3.1模型求解

4.3.2双休日的添加

4.4小结

5计算机仿真实验

5.1仿真实验系统介绍

5.1.1乘务数据输入模块

5.1.2乘务数据处理模块

5.1.3乘务调度计划输出模块

5.2仿真实验数据说明

5.2.1京津高速铁路列车开行方案

5.2.2乘务规则数据

5.3仿真实验结果及分析

5.4小结

6结论

6.1论文所做工作及研究成果

6.2需要进一步研究的问题

参考文献

附录A

附录B

附录C

作者简历