鐵路行包配裝算法研究與實(shí)現(xiàn).doc

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1、鐵路行包配裝算法研究與實(shí)現(xiàn)　　論文關(guān)鍵詞：鐵路車(chē)站行包裝配編程實(shí)現(xiàn)　　論文摘要：行包裝配是鐵路行包管理的重難點(diǎn)之一，在鐵路行包運(yùn)輸中出現(xiàn)的大部分問(wèn)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(guò)對(duì)鐵路行包裝配的流程和影響行包裝配的主要因素進(jìn)行分析，建立了鐵路車(chē)站行包裝配問(wèn)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(wèn)題的編程實(shí)現(xiàn)方法。　　鐵路行李包裹運(yùn)輸（以下簡(jiǎn)稱(chēng)行包運(yùn)輸）是利用鐵路客運(yùn)設(shè)施，以隨掛旅客列車(chē)的行李車(chē)為載體的一種運(yùn)輸形式[1]，其業(yè)務(wù)流程如圖1所示。近年來(lái)，

2、隨著行包運(yùn)輸業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)，大部分車(chē)站在承運(yùn)、交付、中轉(zhuǎn)和綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印等都實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化管理。但是，在整個(gè)業(yè)務(wù)流程中的裝車(chē)單生成部分，現(xiàn)如今依然采用人工或半人工的方式進(jìn)行處理。由于與“裝車(chē)”相關(guān)的因素較多，所以大多的鐵路行包管理系統(tǒng)對(duì)此采取回避的辦法。如今，在行包運(yùn)輸中出現(xiàn)的大部分問(wèn)題如貨物漏裝、錯(cuò)裝、中轉(zhuǎn)不暢、快件不快等問(wèn)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(wèn)題，優(yōu)化運(yùn)載設(shè)備的利用率，降低運(yùn)輸成本是一個(gè)非常有價(jià)值的研究課題。本文從行包管理軟件編程的實(shí)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(shí)現(xiàn)方法。　　1行包配裝問(wèn)題分析　　行包裝配主要是指合理制定待裝行包的裝配計(jì)劃。在現(xiàn)有運(yùn)能一定的條件下，根據(jù)行包運(yùn)達(dá)的要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)的輔助決策，使行李車(chē)的利用效率最大[3]，最大可能的減少和避免裝車(chē)錯(cuò)誤。鐵路車(chē)站行包配裝歸屬背包問(wèn)題，但又與普通的背包問(wèn)題有一定的不同。普通的背包問(wèn)題是一對(duì)多的關(guān)系，而對(duì)于本問(wèn)題的映射是多對(duì)多的關(guān)系，約束條件需要考慮客運(yùn)車(chē)次、行包到站、運(yùn)到期限、保價(jià)金額、貨物優(yōu)先級(jí)和車(chē)次的運(yùn)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(wèn)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。　　Step1：根據(jù)車(chē)次和行包到站生成待裝車(chē)的行包集　　行包的到站與車(chē)次的?？空局g有兩種情況，一是貨物的到站屬于當(dāng)前車(chē)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(chē)的停靠站中，但又無(wú)直達(dá)車(chē)，經(jīng)計(jì)算裝此趟車(chē)進(jìn)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(yùn)達(dá)要求，生成當(dāng)前車(chē)次的裝車(chē)單　　第一步生成的是應(yīng)裝車(chē)的貨物清單，目前鐵路行包運(yùn)輸還達(dá)不到應(yīng)運(yùn)即運(yùn)的程度，因此還應(yīng)

5、根據(jù)行包運(yùn)達(dá)的要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)的輔助決策，使行李車(chē)的利用效率最大，最大可能的減少和避免裝車(chē)錯(cuò)誤[8]。裝車(chē)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(rèn)裝車(chē)單　　計(jì)算機(jī)輔助生成的裝裝配計(jì)劃應(yīng)基本達(dá)到了最佳優(yōu)化裝車(chē)方案，但由于車(chē)站運(yùn)輸?shù)哪承┡R時(shí)特殊要求，車(chē)站行李員可對(duì)裝車(chē)單在一定許可范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整?！　?行包配裝問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型　　令待運(yùn)行包集合為X，車(chē)站發(fā)車(chē)車(chē)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(chē)進(jìn)行配裝，生成每一車(chē)次的裝車(chē)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(gè)車(chē)次的結(jié)果，則其他車(chē)次依此類(lèi)推，便可求出全部解。由此將公式(1)簡(jiǎn)化為：　　ƒ(x)→Ti(1£i£m，共有m趟車(chē))(2)　　令Ti車(chē)次停靠站的集合用Si（1£i£m）表示，承運(yùn)站直達(dá)站集合S直達(dá)={S1∩S2∩…∩Sm}。貨物停靠站集合用D={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T(mén)i次車(chē)的?？空?，即：DiÎSi?！　。?）行包到站無(wú)直達(dá)車(chē)（DiÏS直達(dá)），但是裝此車(chē)次中轉(zhuǎn)貨物運(yùn)送距離最短?！　∫虼诵邪秸炯s束條件公式：　　(DiÎSi)

8、

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

10、量，Ｇ裝為車(chē)輛已裝載重量，G車(chē)為車(chē)輛的規(guī)定載重量。　　2.1.3行包運(yùn)輸車(chē)容積約束條件　　?。?1，2，…(5)　　式中Vij為第ｉ站上第ｊ件行包的體積，V裝為車(chē)輛已裝載容積，V車(chē)為行李車(chē)的容積；　　2.1.4行包運(yùn)到期限約束條件　　(6)　　式中為第ｉ站上第ｊ件行包的運(yùn)到期限；為第ｉ站上第ｊ件行包在該站已存放的時(shí)間，為該列車(chē)從第ｉ站到第ｍ站所需運(yùn)行時(shí)間，第k站為該行包卸車(chē)站?！　?.1.5?？空狙b卸能力約束條件ｋ=1，2，…(7)　　式中