机车周转图是机务部门组织铁路运输生产计划的基础,主要是确定机车运用数量、机车交路方式、乘务制度、乘务方式等,以运用最少机车资源为目的。由于铁路系统设备故障、外部环境、机车运行等不确定性,常常影响运输生产计划,致使机车实际周转方案与图定周转方案发生很大的偏离。目前,机务部门为了保证列车的正常运行,在确定机车周转方案后,随意地预留一台或多台机车作为备用机车,造成了机车资源的浪费,增加铁路运输成本。在大力发展铁路货运的前景下,合理优化与配置机车资源,增加机车周转方案抗干扰性,提高机车周转图的鲁棒性,对铁路运输生产经济效益有着举足轻重的作用。本文通过对机车周转过程中多种随机干扰进行量化分析,研究基于机车周转扰动时间方案的机车周转接续方案问题。其主要内容如下:1.对机车周转图做了相关的概述,分析了机车周转的主要影响因素。分别从机车运用指标、机车周转交路、机车运转制以及乘务制度等方面进行了阐述。2.从理论角度提出了机车周转图鲁棒性的概念,分析了机车运用扰动时间的影响因素以及机车周转冗余时间与机车周转接续方案之间的关系。并对机车牵引区段内运行区间扰动时间服从的左β分布、机车站段扰动时间服从的双负指数分布进行了参数拟合。3.基于机车周转扰动时间方案,分别对单肩回运转下的单机成对、单机不成对、以及部分双机不成对机车周转方案进行过了建模分析,并设计了求解算法。模型的求解算法采用改进的遗传算法,利用多参数自然数编码,同时针对机车周转的实际问题对算法中的选择、交叉、变异操作进行了改进。4.设计了AB、OD、MN区段算例,首先运用设计的优化算法对算例进行了计算,确定了机车周转接续方案;其次以机车周转接续方案为基础,铺画了机车周转图;最后运用Matlab随机数模拟机车运用随机干扰,对算例中机车周转冗余时间设定的合理性进行了分析,如果随机干扰情景小于设定机车周转冗余时间的概率在90%以上,则表明基于机车周转扰动方案制定地机车周转方案合理。