技术站作为铁路网中主要办理货物列车和车辆作业的车站,其技术作业能力直接对铁路货物运输生产的质量和效率产生影响。技术站的日常工作主要通过编制各种类型的作业计划来组织,需解决几个优化决策问题。其中,车流推算确定到发列车间的车流接续方案,调机运用解决调车机车的解体、编组等调车作业计划,到发线运用确定到发列车对到发线的占用方案,调车线运用解决车辆对调车线的占用方案。由于包含车流推算和调机运用的配流决策在很大程度上决定了技术站对车辆的中转效率和作业计划的质量。同时,调车线是车辆解体结束后编组开始前可能长时间停留的场所,调车线的运用决策影响着车流推算和调机运用决策的可行性。因此,为提高配流决策的可行性,改进作业计划综合编制的质量,本文具体研究铁路技术站配流和调车线运用综合编制的优化方法,主要包含以下内容:(1)分析车流在站的技术作业过程。通过研究车流在站进行各项技术作业的具体办法,梳理有限车流资源与出发列车需求间的矛盾,待解、待编列车作业需求与有限调机解编能力不统一的问题,以及到解车辆集结需求与有限调车线资源间的冲突。此外,介绍技术站作业计划编制过程中所需解决的重要优化决策问题,并对各问题间相互促进、相互制约的关系进行分析,得到对作业计划编制中多个问题进行优化,能够有效提高车站作业计划可行性的结论。(2)对机器调度问题,“弧上具有最少流量要求的”最小费用流问题和累积流技术进行简要介绍,挖掘上述建模理论与技术站技术作业间的共通性。分析可知调机解编列车的过程与机床加工工件类似,故可将解体、编组调机运用问题视为一个存在释放时刻、截止时刻的机器调度问题。在车流推算问题中,需要为出发列车指定编组内容和车流来源,同时必须满足列车的正点、满轴和不违编出发要求,并考虑一般直通、直达等列车必须满轴出发,部分摘挂、小运转列车可欠轴开行的特点,可将车流推算问题视作一个“弧上具有最少流量要求的”最小费用流问题。对任一调车线,车辆需依次溜入且调车线内集结车辆的总长度不得超过该线路容车长,针对此限制,引入排队论中累积流技术刻画车辆对调车线的占用情况。(3)构建铁路技术站配流与调车线运用综合优化模型与算法。以加速货车在站中转时间为目的,提出最小化车辆在站总停留时间的主要目标;从调车线利用效率最大化出发,提出最小化车辆对调车线占用总惩罚的次要目标,将主次要目标相复合,建立铁路技术站配流与调车线运用综合优化模型。结合模型特点,设计三阶段分解算法,将原综合优化模型分解为配流和调车线运用两个子模型。首先求解配流子模型;在此基础上,提出配流调整子模型,在维持解编调机运用方案不变的基础上,对出发列车的编组内容进行部分调整,以避免大量存在调车线中部挑车的情况,以致于增加后续调车线运用的难度;最后,求解调车线运用子模型,最终得到配流方案和调车线运用方案。(4)采用1个演示算例和1个大规模切实算例对所提出的综合优化模型及算法进行检验。为验证本文方法的可行性,首先对1个演示算例进行测试,结果显示本文提出的综合优化模型由于规模过大,难以在一个合理时间内收敛。而三阶段分解算法能在极短时间内将算例求解到最优,且求解到的配流和调车线运用方案质量均较高。在此基础上,设计1个大规模切实算例以验证算法的有效性,经测试,所提出算法在不超过2min的时间内求解到了高质量的配流和调车线运用方案。基于此,证明了本文提出的优化方法适用于求解实际规模的铁路技术站配流与调车线运用的综合优化问题,具有一定使用价值。