基于MAS的列车编组计划与运行图的一体化优化方法研究

摘要

列车编组计划是全路的车流组织计划；列车运行图是铁路运输企业的列车运行生产计划，是向社会提供服务的一种承诺。列车编组计划是运输计划和列车运行图之间的重要联系环节，它所规定的列车数量、列车分类、发站和到站、以及定期运行的列车等，是编制列车运行图的基础。因此，在列车编组计划和运行图的编制过程中必须注意二者的协调配合，加强流线结合，以提高编组计划和运行图的编制质量，实现运输生产过程组织管理的整体优化。 本文建立了以货运需求为导向的列车编组计划与运行图一体化编制的数学模型和基于MAS的一体化模型框架，给出了相应的算法，最后用算例进行了验证。主要内容包括： (1)通过分析货运需求以及目前铁路货物运输中存在的不足，以铁路运输企业经济效益最大化为目标，建立了列车编组计划与运行图的一体化编制的数学模型，来阐述两者之间的协调机理。 (2)建立了基于MAS的列车编组计划与运行图的一体化优化模型框架，根据各Agent所映射的实体的属性和要求，赋予其效用函数，采用一个基于合同网的交互模型来阐述Agent之间的交互过程，并给出了消息格式。 (3)对于为列车分配相应运行线的问题，建立了任务调度模型，给出了基于改进“甘特图”的调度算法。 (4)在上述研究的基础上，进行了算例验证，得出该方法用来解决列车编组计划与运行图的协调问题是可行的。 本文以货运需求为导向，首次尝试用MAS技术来解决列车编组计划与运行图的一体化编制问题，建立了模型，给出了算法，虽然并不完善，但是对于该问题的深入研究具有一定的借鉴作用。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1引言

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.2.1列车编组计划的研究现状

1.2.2列车运行图的研究现状

1.2.3列车编组计划与运行图的复合优化研究现状

1.2.4 MAS在铁路运输组织中的应用

1.3研究内容及方法

2列车编组计划与运行图的一体化编制模型

2.1货物运输需求

2.2我国铁路货物运输现存问题

2.3目标函数

2.4一体化编制的数学模型

2.4.1编组网络图的建立

2.4.2模型的建立

2.5一体化编制的特征

2.6小结

3基于MAS的列车编组计划与运行图的一体化编制模型

3.1一体化编制过程与生产调度的比较

3.2基于MAS的列车编组计划与运行图一体化编制模型的建立

3.3任务和资源的知识表达

3.4各Agent的功能

3.5一体化编制过程

3.6小结

4 Agent之间的交互

4.1 Agent的效用函数

4.1.1任务的效用函数

4.1.2资源的效用

4.2 Agent的交互过程

4.2.1合同网

4.2.2交互模型

4.2.3交互步骤

4.2.4消息格式

4.3小结

5任务调度算法

5.1任务调度模型的建立

5.2任务调度算法

5.3小结

6案例分析

7结论

参考文献

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