铁路编组站动态配流分层模型
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只考虑 了解 编顺序 与配 流 的协 同优 化 ，是不 够全 面
（ Ｉ ＡＩ Ｓ － Ｃ Ｐ ｒ － ＭＰ Ｃ Ｓ ）求 解 ，得 到 优化 的解 编 顺 序 和 初 步配 流方 案 ；然 后 ，在此 基础上 ，以 出发 列 车车 流来 源 总数最 少 为 目标 ，建 立二 次配 流整数 规划模 型 ，采 用贪婪 算法 对初 步配 流方案 进行 成功的出发列车优先级 总和最 大 、车辆在 站平均 中转停 留时间最小 和资源 利用 率最高 ３个 目标函数的字典序 ，建立适 应于不同解体方 式的动 态配流 字典序多 目标累积 调度模 型 ，并设计 约束
传播与多点结构化搜索相结合的混合算法迭代求 解 ，得 到解 编顺 序和初步 配流方 案 ；然后 ，以出发 列车车 流来
时最小 和资 源利 用率 最 高 ３个 目标 函数 的字 典 序 ， 建 立动 态配 流字 典 序 多 目标 累 积 调 度 （ ＤｗＡＬ Ｍ— Ｃ ｕ Ｓ ）模 型 ，并 设 计 约束 传 播 （ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｐ ａ —
ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ Ｐ ｒ ） ［ １ ３ ， １ ５ ］ 和 多 点 结构 化 搜 索 （ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ， ＭＰ Ｃ Ｓ ） 『 １ 。 ７ ］ 的混 合 迭 代 算 法
克隆选择、启发式、有偏随机键遗传和局部邻域搜 索 等算 法求 解模 型 。但 这些 研究 中的 已知数 据是 精 确 的 、固定 的 ，这 与现 场 的实 际情况 有些不 符 。文
献 ［ ９ ］ 设计 了解 编 作 业 时 问 的精 确 估 算 方 法 ，在 此基 础上 建立 了静 态配 流和 列车解 编方 案协 同优 化 模 型 ，再 采 用 Ｉ Ｉ ０Ｇ 与和声搜 索联 合求解 ；该 研 究 减 少配 流方 案在实 施过 程 中的调 整范 围和规 模 ，但
Ｍａ ｒ ｃ ｈ， ２ ０ １ ５
铁 路 编 组 站 动 态 配 流 分 层 模 型
马 亮 ，郭 进 ， 陈光伟
（ １ ．西南交通 大学 信 息科 学与技术 学院 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ；
２ ． 中国铁路总公 司 中国铁路 总公 司信息技术 中心 ，北京 １ ０ Ｏ ８ ６ ０ ） 摘 要 ：为 了使编组站动态配流充分考虑实际解体 和编组 作业过 程 ，首先基 于约束程 序 中的累积调度 和字
心 ，是指从 车 站 的现在车 和计 划到 达列 车 中挑 选 出 满足 编组计 划要 求 的货车 ，形成 出发 列 车 。按 照列 车 的解 体 和编组 顺序 是否确 定 ，配 流分为 静态 配流 和动态 配 流［ １ ３ ３ ，静 态 配 流 是 解 编 顺 序 确 定 的车 流
选 择 与搭 配问题 ，动 态配流 是静 态配 流和作 业 调度 的综合 ，主要确 定 出发列 车车 流来源 和解 编作 业顺
配流 是 编 组 站 阶段 计 划 （ ３ ～４ ｈ计 划 ） 的核
的协 同优 化 ，建 立 了综合 、协 同数 学优化模 型 ，并 设 计遗 传 、蚁群 等算 法快 速求解 。上 述基 于数 学规
划 （ Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ，ＭＰ） 的 研 究 取
序 。动态 配流是 典 型的组合 优化 问题 ，较 早时 期 时 专 家采 用分 解 方 法＿ １ 。 ］ 降低 求 解 难 度 ，近 一 段 时 期
专家运用智能计算技术＿ ４ 。 ｌ ＿ 求解 ，提高 了模 型的准 确 性和 求解 效率 。其 中文献 ［ ４ —８ ］将 列 车 的解 编
顺 序安排 与 配流作 为整 体进 行考 虑 ，建立 动态 配流 混 合整 数规 划模 型 ，分别设 计 了混合 遗传 、 自适应
源总数最少为 目标 函数 ，建立二次 配流整 数规 划模 型 ，并 设计 贪婪算 法对 初步 配流方 案优化 。算 例结果 表 明，
采用给出的编组站动态配流分层模型和求解算法 ，可提高铁路编组站的解编调车作业效率和配流方案兑 现率。
关 键 词 ：铁 路运 输 ； 编 组 站 ；动 态 配 流 ；到 发 车 流 ；解 体 ；编 组 中 图 分 类 号 ：Ｕ２ ９ ２ ． １ ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ
第３ ６ 卷 ， 第２ 期 ２ ０ １ ５年 ３月
文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ５ ）０ ２ — ０ ０ ８ ７ — ０ ９
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ Ｌ Ｗ Ａ Ｙ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ２
和字典 序 多 目标 优 化 （ Ｌ ｅ ｘ ｉ ｃ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ —
ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｌ ＭＯ） 口 ］ 理 论 ，按 照 配 流 成 功
的出发 列车优 先 级总和 最大 、车辆 在站 平均 中转停
得 了一 定 的理论 成果 ，但 ＭＰ模 型 中只能将 约束 写 成 算术 表达 式 ，难于满 足 现场 的复杂 需求 。
为 了使 编组 站动态 配 流充分考 虑 实际解 体 和编 组 作业 过程 ，本 文建立 分层 模 型 。首 先 ，基 于 约束 程序 （ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ，Ｃ Ｐ ） ｌ １ 纠中 的 累 积 调度 （ Ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ，Ｃ Ｕ Ｓ Ｐ ） ＿ １ ３ ＿
（ Ｉ ＡＩ Ｓ － Ｃ Ｐ ｒ － ＭＰ Ｃ Ｓ ）求 解 ，得 到 优化 的解 编 顺 序 和 初 步配 流方 案 ；然 后 ，在此 基础上 ，以 出发 列 车车 流来 源 总数最 少 为 目标 ，建 立二 次配 流整数 规划模 型 ，采 用贪婪 算法 对初 步配 流方案 进行 成功的出发列车优先级 总和最 大 、车辆在 站平均 中转停 留时间最小 和资源 利用 率最高 ３个 目标函数的字典序 ，建立适 应于不同解体方 式的动 态配流 字典序多 目标累积 调度模 型 ，并设计 约束
传播与多点结构化搜索相结合的混合算法迭代求 解 ，得 到解 编顺 序和初步 配流方 案 ；然后 ，以出发 列车车 流来
时最小 和资 源利 用率 最 高 ３个 目标 函数 的字 典 序 ， 建 立动 态配 流字 典 序 多 目标 累 积 调 度 （ ＤｗＡＬ Ｍ— Ｃ ｕ Ｓ ）模 型 ，并 设 计 约束 传 播 （ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｐ ａ —
ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ Ｐ ｒ ） ［ １ ３ ， １ ５ ］ 和 多 点 结构 化 搜 索 （ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ， ＭＰ Ｃ Ｓ ） 『 １ 。 ７ ］ 的混 合 迭 代 算 法
克隆选择、启发式、有偏随机键遗传和局部邻域搜 索 等算 法求 解模 型 。但 这些 研究 中的 已知数 据是 精 确 的 、固定 的 ，这 与现 场 的实 际情况 有些不 符 。文
献 ［ ９ ］ 设计 了解 编 作 业 时 问 的精 确 估 算 方 法 ，在 此基 础上 建立 了静 态配 流和 列车解 编方 案协 同优 化 模 型 ，再 采 用 Ｉ Ｉ ０Ｇ 与和声搜 索联 合求解 ；该 研 究 减 少配 流方 案在实 施过 程 中的调 整范 围和规 模 ，但
Ｍａ ｒ ｃ ｈ， ２ ０ １ ５
铁 路 编 组 站 动 态 配 流 分 层 模 型
马 亮 ，郭 进 ， 陈光伟
（ １ ．西南交通 大学 信 息科 学与技术 学院 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ；
２ ． 中国铁路总公 司 中国铁路 总公 司信息技术 中心 ，北京 １ ０ Ｏ ８ ６ ０ ） 摘 要 ：为 了使编组站动态配流充分考虑实际解体 和编组 作业过 程 ，首先基 于约束程 序 中的累积调度 和字
心 ，是指从 车 站 的现在车 和计 划到 达列 车 中挑 选 出 满足 编组计 划要 求 的货车 ，形成 出发 列 车 。按 照列 车 的解 体 和编组 顺序 是否确 定 ，配 流分为 静态 配流 和动态 配 流［ １ ３ ３ ，静 态 配 流 是 解 编 顺 序 确 定 的车 流
选 择 与搭 配问题 ，动 态配流 是静 态配 流和作 业 调度 的综合 ，主要确 定 出发列 车车 流来源 和解 编作 业顺
配流 是 编 组 站 阶段 计 划 （ ３ ～４ ｈ计 划 ） 的核
的协 同优 化 ，建 立 了综合 、协 同数 学优化模 型 ，并 设 计遗 传 、蚁群 等算 法快 速求解 。上 述基 于数 学规
划 （ Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ，ＭＰ） 的 研 究 取
序 。动态 配流是 典 型的组合 优化 问题 ，较 早时 期 时 专 家采 用分 解 方 法＿ １ 。 ］ 降低 求 解 难 度 ，近 一 段 时 期
专家运用智能计算技术＿ ４ 。 ｌ ＿ 求解 ，提高 了模 型的准 确 性和 求解 效率 。其 中文献 ［ ４ —８ ］将 列 车 的解 编
顺 序安排 与 配流作 为整 体进 行考 虑 ，建立 动态 配流 混 合整 数规 划模 型 ，分别设 计 了混合 遗传 、 自适应
源总数最少为 目标 函数 ，建立二次 配流整 数规 划模 型 ，并 设计 贪婪算 法对 初步 配流方 案优化 。算 例结果 表 明，
采用给出的编组站动态配流分层模型和求解算法 ，可提高铁路编组站的解编调车作业效率和配流方案兑 现率。
关 键 词 ：铁 路运 输 ； 编 组 站 ；动 态 配 流 ；到 发 车 流 ；解 体 ；编 组 中 图 分 类 号 ：Ｕ２ ９ ２ ． １ ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ
第３ ６ 卷 ， 第２ 期 ２ ０ １ ５年 ３月
文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ５ ）０ ２ — ０ ０ ８ ７ — ０ ９
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ Ｌ Ｗ Ａ Ｙ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ２
和字典 序 多 目标 优 化 （ Ｌ ｅ ｘ ｉ ｃ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ —
ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｌ ＭＯ） 口 ］ 理 论 ，按 照 配 流 成 功
的出发 列车优 先 级总和 最大 、车辆 在站 平均 中转停
得 了一 定 的理论 成果 ，但 ＭＰ模 型 中只能将 约束 写 成 算术 表达 式 ，难于满 足 现场 的复杂 需求 。
为 了使 编组 站动态 配 流充分考 虑 实际解 体 和编 组 作业 过程 ，本 文建立 分层 模 型 。首 先 ，基 于 约束 程序 （ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ，Ｃ Ｐ ） ｌ １ 纠中 的 累 积 调度 （ Ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ，Ｃ Ｕ Ｓ Ｐ ） ＿ １ ３ ＿