铁路车站进路选择的免疫进化算法研究

车站进路的选择是铁路车站运输组织的基础，合理地安排车站内各项作业的运行进路及其排放时机有利于提高车站运输生产的效率，节约生产成本。铁路车站作业进路的自动排列方法的研究，通过优化进路选择方案以及排列时机，达到均衡有效利用车站设备，提高车站作业的有序性，保证完成车站生产任务的目的。无论是在实际运输生产中，还是列车运行仿真中，进路自动选择的实现都具有重要的意义。 本文以一般技术站为背景，在详细分析车站的技术作业内容以及流程的基础上，从数学规划的角度研究车站进路的自动选择的方法。通过对锚点和衔接点的定义，建立了车站网络的描述方法，并进一步构建了车站元素的详细信息模型；建立了车站进路的数学描述和形式化描述，采用Dial算法设计了进路表的生成方法：对于车站的列车作业和调车作业进行了信息模型构建。 以车站作业晚点最小以及进路走行时间最短为目标，考虑避免车站作业的时空交叉关系、满足作业计划要求为约束构建了车站进路选择的数学规划模型。通过对模型的简化处理，分析了进路的路径选择和进路排放时间的映射关系，把进路选择模型转化成一个等价的0-1整数规划模型；针对模型的非线性特点，提出了适合求解进路选择模型的免疫进化算法。算例研究表明，本文采用的免疫进化算法有较好的收敛性，能够得出满足技术作业和设备利用要求的进路选择结果。