[發明專利]基于免疫克隆算法的重載鐵路裝車區車流組織的優化方法

有效

• 申請號: 201811599696.9
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109840615B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 景云;郭思冶;劉應科
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供了一種基于免疫克隆算法的重載鐵路裝車區車流組織的優化方法。該方法包括：分析半封閉式重載鐵路裝車區空重車流的組織特征，以空重車輛在裝車區停留時間最小為目標，建立重載鐵路裝車區系統空重車流的綜合優化模型；利用裝車區車流的作業過程中涉及的各變量建立表示裝車區車流的編碼方案的一維向量；以一維向量和綜合優化模型的目標函數為抗體，以綜合優化模型中的約束條件為抗原，利用免疫克隆算法構建基于信息熵的親和度表示方式，并依據親和度進行變異操作，得到綜合優化模型的最優解。本發明中的免疫克隆算法的搜索效率高于其他算法，能夠有效求解大規模車流組織優化問題，得到使裝載端所有車輛停留時間最小的綜合車流組織方案。

技術領域

本發明涉及鐵路運輸技術領域，尤其涉及一種基于免疫克隆算法的重載鐵路裝車區車流組織的優化方法。

背景技術

重載鐵路具有容量大，成本低，效率高的優點，現已成為中國煤炭，礦石等資源的主要運輸通道，對工業的發展具有重要意義。根據重載鐵路線路的運行情況和網軌連接條件，其組織模式可分為全封閉模式、全開放模式和半封閉模式。半封閉模式重載鐵路是介于前兩種模式之間的重載鐵路模式，這類重載鐵路在鐵路網中是相對獨立的，兩端銜接路網中的相關線路，車流來源和去向比較復雜，大部分車流需在線路兩端技術站進行解編或組合拆解作業，從而形成半封閉的運輸組織模式。半封閉式重載鐵路一般都是作為地區間物資運輸的大通道，線路一端是處于吸引范圍內的貨源地，貨物裝車點分布在與線路相連的集運干支線上，另一端是線路下游的貨物消費地或轉運節點。貨物在貨源地裝車，通過重載線路直達運輸到達位于貨物消費地或轉運節點的卸車端，由此形成一個完整的重載鐵路運輸集疏運系統。

現有技術中的一種半封閉式重載鐵路運輸系統如圖1所示。滿足開行重載列車各相鄰始發車站組成的區域，被稱為重載鐵路裝車區。隨著重載鐵路運量的不斷提高，重載鐵路裝車區的車流量也在大幅增加，這就需要加強對裝車區集疏運系統的車流組織方案的研究。

裝車區集疏運系統的空、重車流方向明顯不同，空車由卸車區以大列的形式返回裝車區編組站，在編組站分解后依據裝車地所需車種、車數分解成小列送至裝車地。裝車區車流組織方案的主要任務是規劃裝車區的重車流和空車流，即在已知各裝車點空車需求的情況下，考慮線路運輸能力約束和裝車點裝卸能力約束，將到達裝車區編組站的空車合理分配到各裝車點，并將裝車點裝好的重車取回編組站。

在裝車區集疏運系統中，空車是重車的車流來源，車流組織方案應根據各裝車點的需求，合理將空車按時送達各裝車點裝車，以保證裝車區車流組織的連續性。由于各裝車站空車需求在時空上具有不均衡性，若空車無法按時到達將影響裝車點正常裝車作業，不但浪費裝車站裝卸能力還將影響裝車站重車出發時間，擾亂行車秩序；若空車集中到達裝車站，將使裝車點無法及時裝車，增加空車在裝車站的停留時間，降低空車周轉率。所以，在集疏運系統日常車流組織工作中，調度人員需要根據現場實際情況安排本班車流組織方案，不間斷向卸車地發出所需列車，保證重載鐵路運輸的連續性與穩定性。通過車流組織方案最大限度縮短車輛在裝車區停留時間，提高貨車周轉率，保障重載鐵路運輸系統的日常調度工作平穩有序進行，提高重載鐵路整體能力。

目前，現有技術中還沒有一種有效地使得裝車區所有車輛停留時間最短的綜合車流組織方案。

發明內容

本發明的實施例提供了一種基于免疫克隆算法的重載鐵路裝車區車流組織的優化方法，以克服現有技術的問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種基于免疫克隆算法的重載鐵路裝車區車流組織的優化方法，包括：

分析半封閉式重載鐵路裝車區空重車流的組織特征，以空重車輛在裝車區停留時間最小為目標，建立重載鐵路裝車區系統空重車流的綜合優化模型；

對裝車區車流的作業過程中涉及的各變量進行因果分析，利用所述各變量建立表示裝車區車流的編碼方案的一維向量；