第五章 货物作业车的取送技术作业

第五章 货物作业车的取送技术作业
• 设一昼夜货物作业车车流量为N作业 ，集结待送车小时为
T集送，集结待送参数为c作业，取送作业次数为x，平均一
次送车数为m作业 ，平均每辆作业车的待送时间为t 待送 则 有:
i T集送 T集送 c作业m作业 i
i
m作 业
m
i
x

N 作业 x

N 作 业 m作 业 x
（1）单一送车——简称“单送”，指机车挂着一批货车送往货场（或专 用线），对好货位之后单机返回。 （2）单一取车——简称“单取”，指单机去货场（或专用线），将装卸 完毕的车辆取回车站。 （3）送取结合——也叫“连送带取”，指在送车的同时取回车辆。 （4）送兼调移——在送车的同时完成调移车辆的作业，然后单机返回。
为使 E 总 取极小值，对上式求导，并令其等于0，得 合理取送次数为
x N作业 e车时 c作业＋24） （ t 取送 e机时
西南交通大学
13
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
第五章 货物作业车的取送技术作业
第三节 放射形专用线取送车顺序问题
与取送次数x成正比
t 待送
T集送 N作业

c作业m作业 m作业 x

c作业 x
与取送次数x成反比
t待取
24 T作 业 x
故 增加取送次数有利有弊
西南交通大学
11
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
第五章 货物作业车的取送技术作业
同样，若上式右边计算结果小于0，令 tj 0 。
特别地，当 j 1 ， tj t j 。
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
19
第五章 货物作业车的取送技术作业
三 最佳取送方案的求解步骤
一个送车顺序和一个取车顺序配合而成的方案叫做一个取 送方案。一个取送方案用两个向量组成的集合来表示，第一个向 量为送车顺序，第二个向量为取车顺序，向量中的数字为专用线 代号。 由组合数学知，n条专用线的送车顺序共有 n！ 个，取车顺序也有 个，故取送方案数等于n！ 。随着n的增大，方案数急剧增长。 n！ 2 在如此众多的方案中挑选T总最小的方案，穷举法显然是不可取的。
西南交通大学
6
第五章 货物作业车的取送技术作业
四 树枝形与放射形的区别
1、形状上的区别
放射形专用线
树枝形专用线
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
7
第五章 货物作业车的取送技术作业
2、作业组织方法上的区别 放 射 形
区别1 向一专用线送（取） 完一批车组后必须返 回车站才能再去另一 线送（取）车 各线车辆入线时刻不 同，取回站内时刻也 不同
目标函数
i T总 2 t走 T等
i 1
i 其中 2 t走 为定值，故问题归结为寻找T等最小的方案 i 1 n
n
T等 tk
k 1
n
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
17
第五章 货物作业车的取送技术作业
第五章 货物作业车的取送技术作业
第五章
货物作业车的取送技术作业
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
1
第五章 货物作业车的取送技术作业
第一节
第二节 第三节
取送车工作概述
取送车次数问题 放射形专用线取送车顺序问题
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
2
第五章 货物作业车的取送技术作业
第一节 取送车工作概述
一. 取送车工作的意义和原则
送车——将待卸重车由车站调车场（或到发线）送往 货场、专用线等卸车地点卸车，或将空车由 调车场（或到发线）送往货场、专用线等装 车地点装车
取车——将装完重车（卸后空车）由装车地点（卸车
地点）取回站内调车场集结（或直接取至到 发线）
由于装车作业只有在空车入线后才能开始，时差的计算 n 公式为 i k
ti t货 t走
k i
若上式右边计算结果小于0，令
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
ti 0 。
西南交通大学
18
第五章 货物作业车的取送技术作业
定合理取送次数，确定合理取送顺序。 整列到，整列发 2、按车流到发方式分 整列到，非整列发
非整列到，整列发
非整列到，非整列发
3、按专用线布置形式分——放射形（也称“
扇形”）专用线，树枝形专用线。 ·
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
（5）取兼调移——单机去货场（专用线）完成调移作业，然后取车返回。
（6）送调取结合——送车、调移、取车结合起来一次完成。
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
5
第五章 货物作业车的取送技术作业
三 取送车问题的分类
1、按研究目的分——确定合理取送时机，确
二、问题的建模与求解
从技术经济合理性的角度来考虑，合理取送车 次数 x取送 应保证与货物作业车停留时间及取送车调 车作业有关的运营支出有最小值。
（1）集结待送车小时费用 （2）待取车小时费用
E1 N 作 业t 待 送e车 时 N 作 业
c作 业 x
e车 时
24 E 2 N 作业t 待取e车时 N 作业 T作业 e车时 x
树 枝 形
在一批作业中间不必 返回车站 各线车辆入线时刻不 同，但取回站内时刻 是相同的
区别2
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
8
第五章 货物作业车的取送技术作业
第二节 取送车次数问题
一. 问题的分析
取送车次数问题主要发生在与工厂、企业、港口、 矿山相衔接的车站上。为了简化起见，将车站和厂矿 企业分别看作1个点，机车往返运行于这2个点之间， 至于“点”内的线路布wk.baidu.com不作考虑。问题表述为：当 车流陆续到达车站，集中入线并集中取出的情况下， 调机一昼夜取送几次是合理的？所谓合理，指的是与
西南交通大学
15
第五章 货物作业车的取送技术作业
问题表述
已知作业的专用线数n，各专用线的装车数及其作业时间t货，各
专用线的取送作业往返走行时间t走（送车包含对货位，取车包含收
集车辆在内），如何确定合理的送车顺序和取车顺序，使得T总最小？
T总
到达
t3
t 4
Δ t 4
出发
专用 线号
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
3
第五章 货物作业车的取送技术作业
意义
取送车工作是货运站、货物作业较多的技术站以
及较大的中间站的一项重要工作，它的效率高低直接
关系到车辆周转和货物送达的快慢，影响到铁路的竞 争力和企业的生产经营。因此，应当科学合理地安排 取送调车作业，优化作业组织，不断提高作业效率。
一. 问题的表述
关于放射形专用线取送车顺序问题，有车流整列到发和非整列到发之 分，本节讨论车流整列到发、一台机车作业条件下的放射形专用线取送顺 序问题。 为便于叙述，以装车站为背景，其作业方法为： 空车整列到达车站，在到发线上进行必要的到达作业后，机车
将空车分别送往各条专用线装车，装完的重车由该机车先后取回站内，
考虑
一个取送方案由送车和取车两部分组成,采用分部求解: 先不考虑送车顺序，而是假定送车顺序已经确定， 在此前提下求解最佳的取车顺序。这一部分解决之后， 再考虑最佳送车顺序问题。
西南交通大学
20
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
第五章 货物作业车的取送技术作业
i 批入线的车辆数， T集送 i 1， ， 2 3表示第i批入线车辆集结待送车小时，
等于对应多边形的面积。
m1
m2 m3
1 T集送
2 T集送
3 T集送
货车集结待送过程示意图
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
10
（3）取送调车机车小时费用
E3 xt取送e机时
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
12
第五章 货物作业车的取送技术作业
一昼夜与取送次数有关的总费用 E 总 可以用上述费用 的总和表示，即：
E总 E1 E 2 E 3 c作业 24 = N作业 e车时 T作业 xt 取送 e机时 x
二 时差概念与机车等待时间的计算
装车作业在送车过程中完成一部分（甚至全部），在取车过程 中完成一部分。把送车过程所提供的装车时间与专用线需要的装车 时间之差称为“供需时间差”，简称为“时差”。专用线（k）的 时差记作 tk 。 专用线（1）的装车作业在送车过程中全部完成，不存在供需 时间差，所以 t1 0
专用线的取送作业往返走行时间t走（送车包含对货位，取车包含收
集车辆在内），如何确定合理的送车顺序和取车顺序，使得T总最小？
T总
到达
t3
t 4
Δ t 4
出发
专用 线号
t3
（1） （2） （3） （4）
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
取送次数有关的总费用最少。
西南交通大学
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
9
第五章 货物作业车的取送技术作业
如同货车在编组前有一个集结过程一样，本站作业车在送车前 也有一个集结待送过程。二者的区别主要在于，送车没有满轴的 要求。下图是货车集结待送过程示意图。图中，mi i 1,2,3 表示第i
原则:
（1）急用先送、急用先取原则。
（2）及时取送原则。
（3）协调配合原则。 （4）经济合理原则。
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
4
第五章 货物作业车的取送技术作业
二 取送车作业组成因素
按照实际作业内容的不同，取送车作业细分为六种 ：
当某专用线的装车作业不能在送车过程中全部完成，将 要由取车过程继续提供时间。 若取车过程所能提供的时间仍不足以完成该线的装车作
业，则产生机车等待时间。
易知，取车过程为某线提供的时间包括先于该线取车的 专用线的走行时间及其机车等待时间。因此，各专用线的机
车等待时间用下式计算：
k tj t j t走 tk j -1 k 1
前人研究表明，在送车顺序已经确定的前提下，按照时差由 小到大的顺序取车，将使机车总的等待时间 T等 取最小值。
确定最佳取车顺序的方法——时差顺序法。
余下的问题是如何方便地确定最佳送车顺序，对此 至今尚未找到简单的算法。不过经验告诉我们，在需要
送车的n条专用线中，先送t货最大的专用线是有利的。这 样，需要比较的方案数可减少到（n-1）！。
t3
（1） （2） （3） （4）
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
16
第五章 货物作业车的取送技术作业
T总由3部分组成：各专用线送车走行时间之和，
各专用线取车走行时间之和，因装车未完而使机车等 待的时间T等之和。
编组成列出发。 此时，车辆在站总停留车小时的长短主要取决于从第一批车辆送车开始至
全部车辆取回为止的时间，称之为技术作业总时间，记作T总 。
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
西南交通大学
14
第五章 货物作业车的取送技术作业
问题表述
已知作业的专用线数n，各专用线的装车数及其作业时间t货，各