基于遺傳算法的鐵路機車周轉方案研究

安志龍 安志學

摘要：針對單肩回運轉方式下單機成對機車周轉問題，快速求解機車指派方案，降低計算復雜度，優化機車周轉方案。文章首先針對單肩回機車周轉問題，以縮短機車周轉時間為目標建立機車指派周轉模型;其次為快速對模型進行求解，選擇遺傳算法對模型進行求解，并以自然數編碼為染色體，改進算法的選擇、變異與交叉運算過程。最后設計模型求解算例，進行計算驗證，得出機車指派方案。

關鍵詞：單肩回;單機成對;遺傳算法;機車周轉方案;自然數編碼

中圖分類號：U492.3 文獻標志碼：A

0引言

鐵路機車周轉圖是鐵路機務段組織機車運用的一個重要依據，提高機車周轉方案編制速度，實現計算機編制機車周轉圖，降低計算復雜度，對機車周轉模型的算法研究具有重要意義。

針對機車周轉問題，國內外學者進行了大量的研究。國外學者將機車周轉問題轉化為網絡流問題與指派性問題，采用動態規劃法、分支定界法、啟發式算法等求解算法進行問題的求解。國內學者大多數把該問題定義為固定區段與非固定區段機車周轉問題，針對不同問題，采用多旅行商問題、蟻群算法，進行算法的設計理論研究。基于此，本論述基于已有研究，針對單肩回運轉方式下單機成對問題，提出了一種融合指派問題的遺傳算法，對算法中的交叉、變異過程進行改良，從而實現模型的快速求解。

1鐵路機車周轉方案模型的建立

單肩回運轉方式如圖1所示，其O站為基本段，D站為折返段。

4結論

本論述針對單肩回運轉方式下單機成對機車周轉的數學模型問題，以機車運用數最少為目標，設計了求解算法。同時利用c++編程算法實現過程，對算例進行求解，得出機車指派方案，驗證算法的有效性。