摘挂列车调车计划的计算机实现

摘挂列车调车计划的计算机实现 尹志东 郑州北站 调度车间副主任 450000 通过对摘挂列车调车计划编制的，阐述计算机实现自 动编制摘挂列车调车计划的可能性及主要编程思想。 YIS 摘挂列车 调车计划 计算机 郑州北站的YIS系统已投入运营多年，在确保作业安全、提高作业效率、 降低劳动强度方面取得了良好的成效，但由于该系统投入较早，技术尚未完 全成熟，存在部分欠缺，其中摘挂列车调车计划的计算机自动编制一直未能 实现。 摘挂列车在技术站编组始发，在区段内中间站进行摘挂作业。摘挂列车 在中间站的调车作业由本务机车担当。由于中间站站型简单、股道少，且受 咽喉长度限制，部分中间站要进行出站调车，影响正线列车运行，所以要求 中间站的调车作业尽可能简单，牵出车辆尽可能少，最好是“一勾甩”，这就 要求摘挂列车在始发站要按沿途站顺进行编组。 摘挂列车的计算机实现不同于直达、区段列车的解编计划。直达、区段 列车的解编在固定线路用途的情况下，不用考虑站顺，按组号直接溜入不同 的分类线，实行的是简单的分组、对号入座方式。摘挂列车的解编则要灵活 的多，线路的应用及待编车辆双不固定，对算法有较高的要求。考虑到 要尽量减轻现场的工作量和使用调车线的具体要求，不能简单的使用起泡等 1 排序算法，要结合调车作业的实际设定算法，从而达到可用、实用的目的。 摘挂列车的作业可分为驼峰溜放调车法和平面调车法，因为摘挂列车本 身特殊的编组要求，两种作业法的调车勾计划并无太大的差别，主要反映在 坐底、牵出勾与推送勾的时间比等细节。 现场生产中摘挂列车的调车计划有比较成熟的图表作业法，由于图表作 业法具有灵活性强、图解答案多、不能完全确定最优勾的特点，所以一直难 以实现程序化，但通过分析，我们发现图表作业法有以下几个特点： 1、图表作业法大部分步骤规律性较强，可以通过计算机实现； 2、考虑到摘挂列车所牵涉的中间站数量有限，可对部分难以计算机实现 的步骤人工分析出结果，直接固化。 我们通过算法实现与固化信息结合的方法解决摘挂列车调车计划问题： 图表调车作业法的主要思路是对对口列的分析，8个到站的对口列的次序图如下： 对口次序 一 二 三 K=3 一 一二 一二三四 一二三四五六七八 二 三 三四 四 五 五六 五六七八 六 七 七八 最大的 八 对口个数 k1=4 k2=2 k3=1 Σk=7=p—1 从上图中可以看出，下落列数为P的完全的调车流程图共用线路k+1条，k 2 从而需要的推送勾数为k+2条（包扣第一次连挂待编车列的推送勾和最后转 k线前连挂已顺列的推送勾）。P=2的流线图是唯一的，其排列方法是：首先k 将全部下落的偶数列组成暂合列，然后再将剩余列中偶数位置的列组成暂合 列，余此类推，直至最后将剩余的“一”列列为一列为止。 1 ?一 2 ?五 1 3 ?七三 ? 21 八六四二4 ? ? ? ?3221 －kk1由于，P=2=2×2 =2 P，所以流线图的结构是按2的幂次成倍扩展－kk1而成的系统。同时系统每扩大一级，使用线路将增加一条。在实际工作中， －k1k通常会有2＜p＜2的情况，此时仍需经过K次对口过程才能实现调转P 反 －K1顺序（即P－1次对口）的任务（因K－1次对口只能调转2个反顺序，而 －K1P>2，故需经过K次对口过程）。 在最少推送勾确定的情况下，需确定最少的溜放勾。摘挂列车里的车辆 是按照到站天然分组的，一个到站的车辆可能集中为一个车组，也可能分成 几个相互不邻的车组。而我们在考虑调车计划时需要考虑的是按照下次溜放 的股道进行的分组。在车列中相连续的溜向同一股道别的车辆即为一个股道 组，股道组的个数即为本次推送勾所产生的溜放勾。每个推送勾的股道组都 是不同的。 在8站系统的调车勾计划中，我们可以根据流线图和对口图确定股道组 3 －k1kKK的个数。在2＜p＜2的情况下，因2>P，流线图中将有2－P个位置空闲， 可以通过在一些位置上补“0”来沿用既有的调车算法。在7站系统中，我们 分别对?一八~?的站位置“0”，然后按8站统计溜放勾，通过比较拥有单独 最少溜放勾的即为要选择的调车。在5、6站系统中这样选择方案一共有 KKC（2－P）个。 2 当待解车列中某一到站的最后一个到站组与他的前方站的某一到站组天 然相连时，我们为了便于分解作业，可以把他们人为合并视为一个大的到站 组，如c4d3，当这个c4是所有c站车组中最后一组时，我们可以在解编作业 过程中把c4d3视为c7，这样至少可以减少一个溜放勾。如果c 站单独分类占线，其后续的d站车同样可以溜入c站股道，如果c站的股道存在再杂，则c站后、再杂前的连续的d站车可以溜入该股道。当两个车站的中间站均无到 站车辆，而两站又拥有如上性质的到站组时，如c4f3同样可以比照上法处理。 在讨论这个问题之前，我们先假设两个基础条件，一是待解车辆从存车 道取出在专用股道进行解编，作业完成后再次送回存车道，存车道不作为作 业股道考虑；二是不考虑坐底，不管分几次牵出，存车道内车辆必须出清。 减少使用股道主要是受股道条数或条件限制，我们可以通过对部分股道 置空，借用其他股道存放该股道的后续溜入车辆，如果在该2 K级别内无法压 K+1缩到预定股道，需要在2范围内置0，直到该条件下的作业问题解决。这样， 我们通过增加一定的再杂来解决股道不足的问题。下面是一些特殊条件下的 解决方法： 4 方K P 原流线图上的位置 新流线图 案 3 2 1 4 2 3 1 2 3 1 1 2 4 2 3 2 7 3 4 2 1 8 4 2 5 3 1 3 5 7 3 4 1 2 8 6 4 5 3 2 15 11 7 7 4 2 1 16 14 12 8 6 8 6 5 3 1 4 8 15 11 3 7 4 1 2 16 14 12 6 4 8 6 5 3 2 L=2，2?K?4时的调车流线图 方K P 原流线图上的位置 新流线图 案 1 1 1 7 3 6 3 8 6 4 2 7 5 4 2 3 7 5 4 2 7 3 6 2 8 6 4 2 7 5 3 1 13 5 10 4 1 15 11 7 3 12 8 7 2 16 14 12 8 6 4 2 13 11 9 6 5 3 1 4 13 13 5 10 3 2 15 11 7 3 12 8 5 1 16 14 12 10 8 6 4 13 11 9 7 6 4 2 L=3，3?K?4时的调车流线图 减少股道等于增加了再杂。一般情况下需增加溜放勾数。但在部分情况 下，在合适的置“0”位仍可保持最少的推送勾，但这时溜放勾会增加，相对 于没有这次再杂的情况增加了该再杂站的天然分组勾。通过应用上述置“0”法的反复筛选，我们可以得到各到站数的最少推送勾最少股道方案。下表显 示了其中的部分： 5 股道 到站 内容 到站 内容 到站 内容 1 一 一 一 2 5 二四五 6 二四五 7 二四五七 3 三 三六 三六 通过对这些股道分配方案的固化，我们可以解决特殊要求下的调车计划 编制。 8站系统的流线图是使用4（=K+1）条股道，通过该流线图我们可以看到， 增加股道会增加推送勾数，如果我们将? 三七?到站单独分类，会增加一个推送 勾，但会减少后面所有的溜放勾，当减少的溜放勾数与增加的推送勾数之比 大于我们默认的推送勾与溜放勾的时间比时，我们即可以采用增加股道方案， 增加股道时应首先考虑上层股道拆分方案。 我们通过对推送、溜放勾数的比选来选择方案。但当两个及多个方案有 共同的最小勾数时，我们需要有其他的标准来进行评判、解决多方案中的选 择问题。 在机车类型、调车区域固定的条件下，每一种调车程的时间基本上与调 动重量或车数成线性关系，即： t =a+bm+c iii 或t=a+b’Q+c iii 式中t——第i调车程的实际测定值； i 6 m——第i调车程的调动车数； i Q——第i调车程的调动重量； i a、b、b’——线性方程参数； c——实际测定值与线性方程计算值的误差。 i 这里我们引进勾程*辆的概念：勾程*辆是各勾程车辆数的总和。较小的 勾程*辆意味着有更小的吨公里、意味着更短的作业时间，也就是更小的能力 浪费、更高的作业效率。 8站系统的调车作业计划为： 存车道+P 1—?一 五2—? 三七3—?? 二四六八4—???? 二四六八4+???? 二 1—? 六 2—? 四八 3—?? 三七四八3+???? 三四1—?? 七八2—?? 五六七八2+???? 一二三四1+???? 从上单可以看出，该计划共有推送勾5勾，溜放3次，（这里因没有明确 的调车计划，不考虑具体的溜放勾数，只简单考虑溜放次数。）具体溜放勾需 看具体的车列组成，各站车辆参与的作业勾数分别为： ?一推送2勾，溜放1次 二?推送3勾，溜放2次 三?推送3勾，溜放2次 四?推送4勾，溜放3次 五?推送2勾，溜放1次 六?推送3勾，溜放2次 7 七?推送3勾，溜放2次 八?推送4勾，溜放3次 驼峰溜放作业法中，勾程*辆为溜放次数和到站辆数的乘积（不考虑合并 车组的情况下），平面推送调车作业法中，勾程*辆和作业计划中的溜放勾、 辆数有密切的关系。从以上统计可以看出驼峰溜放作业法中?四八、?到站车辆的作业次数较多。不足8站或连续到站组存在合并现象的都会影响勾程*辆的数值，通过对勾程*辆的比较可以细分相同推送、溜放勾数的作业方案。 摘挂列车作业计划的编制、比选是一个复杂的过程，除上面的主程外还 牵涉到其他各方面的因素：调机在车列的A端还是B端、是否采用两端调车、 是否受转场牵出线长度、调车机牵引力的限制、是否多次牵出、平面调车甚 至驼峰调车能否考虑坐底、调车作业过程中股道和车站的匹配、多股道可用 情况下的股道选择、箭翎线的使用、列车编组中隔离限制的规定、限长限吨 检查、摘挂列车中的车辆来源与总现车的综合考虑、单一到站车辆数与该站 货物线长度的比较、特种车辆的特殊调车作业法等等，这里不再一一讨论。 当我们屏蔽这些信息和功能，将整个数学模型简单化的时候，摘挂列车 调车计划的计算机编制是可以初步实现的，可以以满意解服务于现场，其他 部分的深化还需要一个长期的探索的过程，我们期待着这一天的早日到来。 参考文献：北方交通大学.铁路行车组织.北京：中国铁道出版社，1998 8