鐵路行包配裝算法研究與實現(xiàn).doc

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1、鐵路行包配裝算法研究與實現(xiàn)　　論文關(guān)鍵詞：鐵路車站行包裝配編程實現(xiàn)　　論文摘要：行包裝配是鐵路行包管理的重難點之一，在鐵路行包運輸中出現(xiàn)的大部分問題均是由行包裝配不當(dāng)引起的。影響行包裝配的因素較多，通過對鐵路行包裝配的流程和影響行包裝配的主要因素進行分析，建立了鐵路車站行包裝配問題的條件約束模型，提出鐵路行包裝配的目標(biāo)函數(shù)，最后給出了鐵路行包裝配問題的編程實現(xiàn)方法。　　鐵路行李包裹運輸（以下簡稱行包運輸）是利用鐵路客運設(shè)施，以隨掛旅客列車的行李車為載體的一種運輸形式[1]，其業(yè)務(wù)流程如圖1所示。近年來，

2、隨著行包運輸業(yè)務(wù)量的增長，大部分車站在承運、交付、中轉(zhuǎn)和綜合統(tǒng)計報表打印等都實現(xiàn)了計算機的自動化管理。但是，在整個業(yè)務(wù)流程中的裝車單生成部分，現(xiàn)如今依然采用人工或半人工的方式進行處理。由于與“裝車”相關(guān)的因素較多，所以大多的鐵路行包管理系統(tǒng)對此采取回避的辦法。如今，在行包運輸中出現(xiàn)的大部分問題如貨物漏裝、錯裝、中轉(zhuǎn)不暢、快件不快等問題均是由行包裝配不當(dāng)引起的[2]。為此，解決好行包配裝問題，優(yōu)化運載設(shè)備的利用率，降低運輸成本是一個非常有價值的研究課題。本文從行包管理軟件編程的實際出發(fā)，提出了一種優(yōu)化的行

3、包配裝算法，并給出了實現(xiàn)方法?！　?行包配裝問題分析　　行包裝配主要是指合理制定待裝行包的裝配計劃。在現(xiàn)有運能一定的條件下，根據(jù)行包運達的要求，通過計算機科學(xué)的輔助決策，使行李車的利用效率最大[3]，最大可能的減少和避免裝車錯誤。鐵路車站行包配裝歸屬背包問題，但又與普通的背包問題有一定的不同。普通的背包問題是一對多的關(guān)系，而對于本問題的映射是多對多的關(guān)系，約束條件需要考慮客運車次、行包到站、運到期限、保價金額、貨物優(yōu)先級和車次的運量、容積、沿途站裝卸作業(yè)能力等因素，行包配裝單的生成流程如圖2所示。鐵路行

4、包裝配問題在學(xué)術(shù)上屬于復(fù)雜約束條件的組合優(yōu)化間題。從圖2可以得出鐵路行包配裝可分解為三步?！　tep1：根據(jù)車次和行包到站生成待裝車的行包集　　行包的到站與車次的?？空局g有兩種情況，一是貨物的到站屬于當(dāng)前車次的?？空?，此行包直接加入到備裝貨物集；二是貨物到站不在本次車的?？空局?，但又無直達車，經(jīng)計算裝此趟車進行中轉(zhuǎn)的距離最短，則此到站的行包加入到備裝貨物集中。16　　Step2：根據(jù)行包運達要求，生成當(dāng)前車次的裝車單　　第一步生成的是應(yīng)裝車的貨物清單，目前鐵路行包運輸還達不到應(yīng)運即運的程度，因此還應(yīng)

5、根據(jù)行包運達的要求，通過計算機科學(xué)的輔助決策，使行李車的利用效率最大，最大可能的減少和避免裝車錯誤[8]。裝車單生成的約束條件主要有重量和體積等方面?！　tep3:人工調(diào)整確認裝車單　　計算機輔助生成的裝裝配計劃應(yīng)基本達到了最佳優(yōu)化裝車方案，但由于車站運輸?shù)哪承┡R時特殊要求，車站行李員可對裝車單在一定許可范圍內(nèi)進行調(diào)整。　　2行包配裝問題的數(shù)學(xué)模型　　令待運行包集合為X，車站發(fā)車車次集合T。二者的映射定義為：　　ƒ：X→T(1)　　現(xiàn)在要為每一趟車進行配裝，生成每一車次的裝車單：x∈X。為了

6、求解x，首先要確定映射關(guān)系ƒ。由公式(1)可以看出，即使確定了ƒ，也很難最終求解x，如果能求出T中一個車次的結(jié)果，則其他車次依此類推，便可求出全部解。由此將公式(1)簡化為：　　ƒ(x)→Ti(1£i£m，共有m趟車)(2)　　令Ti車次?？空镜募嫌肧i（1£i£m）表示，承運站直達站集合S直達={S1∩S2∩…∩Sm}。貨物?？空炯嫌肈={D1,D2,…,Dn}表示?！　?.1條件約束模型　　2.1.1行包到站約束條件　

7、?。?）行包到站為Ti次車的?？空?，即：DiÎSi?！　。?）行包到站無直達車（DiÏS直達），但是裝此車次中轉(zhuǎn)貨物運送距離最短?！　∫虼诵邪秸炯s束條件公式：　　(DiÎSi)

8、

9、(DiÏS直達&&minD(Di,Ti))(3)　　式中minD(Di,Ti)表示貨物裝載Ti次車運送距離最短。16　　2.1.2行包運輸車載重約束條件ｋ=1，2，…(4)　　式中xij∈{0,1}為第i車站，第j件貨物的裝載狀態(tài)，gij為第i車站，第j件貨物的的重

10、量，Ｇ裝為車輛已裝載重量，G車為車輛的規(guī)定載重量?！　?.1.3行包運輸車容積約束條件　　　ｋ=1，2，…(5)　　式中Vij為第ｉ站上第ｊ件行包的體積，V裝為車輛已裝載容積，V車為行李車的容積；　　2.1.4行包運到期限約束條件　　(6)　　式中為第ｉ站上第ｊ件行包的運到期限；為第ｉ站上第ｊ件行包在該站已存放的時間，為該列車從第ｉ站到第ｍ站所需運行時間，第k站為該行包卸車站。　　2.1.5停靠站裝卸能力約束條件ｋ=1，2，…(7)　　式中