孟迎

【摘 要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)整體形式的良好發(fā)展，我國(guó)社會(huì)交通運(yùn)輸行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，尤其是在火車(chē)客運(yùn)方面實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車(chē)發(fā)展。動(dòng)車(chē)組在客運(yùn)方面的應(yīng)用給我國(guó)人民的生活帶來(lái)了很大的方面，甚至提高了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。那么，在這種情況下，如何保證動(dòng)車(chē)組的良好運(yùn)行與發(fā)展就成為了有關(guān)部門(mén)關(guān)心的重點(diǎn)，即要盡量?jī)?yōu)化動(dòng)車(chē)組的檢修方案，這也是本文所要探討的主要內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】列生成算法；動(dòng)車(chē)組；檢修計(jì)劃

【中圖分類(lèi)號(hào)】 F287.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0054-02

動(dòng)車(chē)組已經(jīng)成為了我國(guó)人民出行良好的選擇，而動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的好壞對(duì)于動(dòng)車(chē)組運(yùn)行效率的高低、動(dòng)車(chē)組維修費(fèi)用的高低等都有著重要的意義，最總要的是良好的動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃能夠在很大程度上提高我國(guó)動(dòng)車(chē)組車(chē)輛的優(yōu)化配置。但是從研究角度來(lái)講，對(duì)動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的維修還相對(duì)較少，研究力度和深度都嚴(yán)重不足，直接限制了我國(guó)動(dòng)車(chē)組的整體發(fā)展。正因如此，本文要總結(jié)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的維修經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的實(shí)際情況，建立具有特色的動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)檢修計(jì)劃的優(yōu)化。

一、問(wèn)題概述

對(duì)于動(dòng)車(chē)組檢修而言其需要一個(gè)完善的檢修計(jì)劃，這樣的計(jì)劃就是我們保證動(dòng)車(chē)組檢修質(zhì)量的關(guān)鍵，而其中檢修計(jì)劃的編制是進(jìn)行檢修的主要依據(jù)，而檢修計(jì)劃的編制主要是指“考慮作業(yè)時(shí)間在一天以上的動(dòng)車(chē)組檢修約束，根據(jù)動(dòng)車(chē)組當(dāng)前的工作狀態(tài)，提前一天到三天安排需要進(jìn)行二級(jí)以上檢修的動(dòng)車(chē)進(jìn)入到待檢狀態(tài)，并生成動(dòng)車(chē)組的運(yùn)用計(jì)劃”。

具體而言動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的基本特征分為以下幾點(diǎn)，第一點(diǎn)，已知的信息條件。其一，交路段狀況，主要是指該交路段的起始點(diǎn)，動(dòng)車(chē)在該交路段的起始時(shí)間以及運(yùn)行的總時(shí)間、總里程等等。其二，檢修基地狀況，是指動(dòng)車(chē)組維修所在的車(chē)站或者整個(gè)線路所連接的線路，檢修的能力以及所需要的檢修時(shí)間，所需要的備用車(chē)數(shù)量等等。其三，動(dòng)車(chē)組狀況，這種狀況主要是動(dòng)車(chē)組總運(yùn)行里程以及所歷史所行使的時(shí)間等等，同時(shí)通過(guò)檢測(cè)，也能夠了解到該動(dòng)車(chē)組是否需要維修，也就是說(shuō)能夠判斷出該動(dòng)車(chē)組是否為待檢車(chē)輛。第二點(diǎn)，需要進(jìn)行約束的信息條件。要優(yōu)化動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃就要從條件約束開(kāi)始，只有這樣才能夠保證檢修的實(shí)際效果。要限制動(dòng)車(chē)組相鄰的兩個(gè)路段之間的時(shí)間；相鄰路段中的交叉點(diǎn)同時(shí)為兩個(gè)交路段的起點(diǎn)和終點(diǎn)；動(dòng)車(chē)上次檢修到這次檢修之間的時(shí)間一定要控制在安全運(yùn)行時(shí)間之內(nèi)，路程也需要控制在一定的范圍之內(nèi)；使用中的動(dòng)車(chē)組數(shù)量也要保證守恒，這樣才能夠真正保證車(chē)輛的正常運(yùn)行。

二、建構(gòu)檢修網(wǎng)絡(luò)

檢修網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)需要借助于很多參數(shù)，不同參數(shù)存在著不同的意義，其中H表示的是檢修計(jì)劃的整個(gè)周期，K則表示在檢修期間動(dòng)車(chē)組現(xiàn)在的檢修級(jí)別，而M表示的是檢修基地的集合，初次之外還存在很多小的參數(shù)。而檢修網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)需要從以下幾個(gè)步驟進(jìn)行。

第一步，建結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)的建立需要從不同的方便進(jìn)行，首先，要建立檢修基地的結(jié)點(diǎn)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中這個(gè)結(jié)點(diǎn)可以用ovm表示，以同樣的方式要將該結(jié)點(diǎn)進(jìn)行H次的復(fù)制，這樣所獲得的檢修結(jié)點(diǎn)就記做mhv，各個(gè)不同檢修結(jié)點(diǎn)放到一起的整體就記為集合MV。其次，夜間結(jié)點(diǎn)的建立，夜間結(jié)點(diǎn)主要建立在那些不是檢修地點(diǎn)，但是卻是交路段中的起始點(diǎn)的位置，該位置的結(jié)點(diǎn)都記做sov，同樣也要進(jìn)行N此的復(fù)制，這樣所生成的結(jié)點(diǎn)標(biāo)記以及夜間結(jié)點(diǎn)的整體集合分別為shv、Vs。而在這一步驟中所有建立的結(jié)點(diǎn)都可以用集合V來(lái)表示。

第二步，建接續(xù)弧。在接續(xù)弧中主要包括交路段弧、檢修弧以及等待弧等內(nèi)容，不同類(lèi)型的弧所表示的內(nèi)容是不同的，其標(biāo)記方式也是不同的，但是，從總體而言，所有弧都可以用集合A表示。

第三部，建網(wǎng)絡(luò)。檢修網(wǎng)絡(luò)圖是進(jìn)行動(dòng)車(chē)組安全檢修的關(guān)鍵內(nèi)容，是一種計(jì)劃上的保障，這種網(wǎng)絡(luò)圖建立起來(lái)之后可以用N（V，A）表示，而建立起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)圖大致如圖1所示：圖1 動(dòng)車(chē)組檢修連續(xù)網(wǎng)絡(luò)圖

三、列生成算法在動(dòng)車(chē)組檢修中的應(yīng)用

在動(dòng)車(chē)組檢修中存在著很多充滿了變動(dòng)性質(zhì)的條件，這樣就為動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的優(yōu)化造成了很大的障礙，所以，面對(duì)如此多的變量，我們需要運(yùn)用一種行之有效的運(yùn)算方法，而其中列生成算法就是一種有效的模型求解方式。

列生成算法能夠很直接的找到問(wèn)題的下界，“其常常被嵌入分枝定界算法中進(jìn)行求解”，這種方法就比較適合與動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃中各種計(jì)算模型的求解。從總體而言，列生成算法的基本思路為，對(duì)于變量的考慮，每次只限于其中的一小部分，并不是對(duì)計(jì)算中的所有變量都考慮入內(nèi)，而所求得的內(nèi)容也是其中的一個(gè)限制問(wèn)題，這樣就能夠較輕松的收獲單純乘子，同時(shí)要善于利用價(jià)格中的問(wèn)題以及其子問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)限制主問(wèn)題的解決。

首先，生成可行解?？尚薪獾纳梢彩切枰ㄟ^(guò)幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的，第一步是要復(fù)制所構(gòu)件的網(wǎng)絡(luò)，這樣就形成了總網(wǎng)絡(luò)N。第二步，主要是對(duì)需要進(jìn)行檢測(cè)的動(dòng)車(chē)組進(jìn)行排列，排列的順序主要是以動(dòng)車(chē)組的剩余運(yùn)行里程進(jìn)行排序，方向是從少到多，同時(shí)，要制定一個(gè)可行的運(yùn)行計(jì)劃。同時(shí)要根據(jù)“深度優(yōu)先”的原則，從待檢動(dòng)車(chē)組初始結(jié)點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行搜索，一直要搜索到在檢修周期內(nèi)到達(dá)可行的動(dòng)車(chē)組檢修基地，同時(shí)還要根據(jù)該動(dòng)車(chē)組的實(shí)際情況確定所需要的檢修時(shí)間來(lái)選擇等待弧。而在檢修工作完成之后，還需要選擇一個(gè)擔(dān)當(dāng)交路，從而形成一個(gè)新的行駛路徑，同時(shí)刪除除了等待弧以外的所有弧。第三步，復(fù)制接續(xù)網(wǎng)絡(luò)，形成完整的網(wǎng)絡(luò)N，第四步，對(duì)于那些非檢測(cè)動(dòng)成要保證其能夠在原有的交路段進(jìn)行基本擔(dān)當(dāng)工作，同時(shí)也要適當(dāng)刪除無(wú)用的弧，對(duì)于剩余弧以及剩余非待檢動(dòng)車(chē)重新進(jìn)行線路的生成。

其次，確定分枝策略。對(duì)于動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的優(yōu)化而言，是一個(gè)對(duì)線性問(wèn)題的規(guī)劃，這種類(lèi)型常用的分枝策略主要是把求解結(jié)果中的分?jǐn)?shù)解變量強(qiáng)行的設(shè)置為1與零，最后劃分解空間，對(duì)分?jǐn)?shù)解進(jìn)行刪除處理。但是從實(shí)際工作角度來(lái)講，采用這種列生成法對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行求解，0分枝方法對(duì)問(wèn)題的解決來(lái)說(shuō)并沒(méi)有很大的實(shí)際意義，問(wèn)題的收斂率也會(huì)受到限制，所以，最好只選擇1分枝進(jìn)行求解。

最后，算法的流程。對(duì)于動(dòng)車(chē)組這樣一個(gè)高科技含量的現(xiàn)代化交通工具，其檢修計(jì)劃必然也需要以現(xiàn)代化的運(yùn)算方式計(jì)算機(jī)進(jìn)行，所以，進(jìn)行動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的求解過(guò)程中，也應(yīng)該利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，經(jīng)常采用的軟件以及程序都會(huì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷更新，而大致的算法流程如圖2所示：

素有很多種，我們需要不斷的進(jìn)行總結(jié)與綜合運(yùn)用，更重要的是對(duì)于動(dòng)車(chē)組的檢修工作而言，我們還需要在不斷的實(shí)踐工作中進(jìn)行研究，以提高檢修計(jì)劃的實(shí)用性。

結(jié)束語(yǔ)：

本文主要對(duì)動(dòng)車(chē)組計(jì)算過(guò)程中所需要解決的問(wèn)題，以及網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)件等內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，主要目的就是提高我國(guó)動(dòng)車(chē)組檢修工作的共組效率以及工作質(zhì)量，盡量減少動(dòng)車(chē)組檢修次數(shù)，提高動(dòng)車(chē)組的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。同時(shí)通過(guò)以上分析還簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)到了列生成算法在我國(guó)動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃優(yōu)化中的應(yīng)用方式，這種方式的應(yīng)用有其非常適合的一面，也存在不適應(yīng)的一面，所以需要我們?cè)偃蘸蟮膶?shí)際工作中進(jìn)一步總結(jié)動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的優(yōu)化方式。

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