專利名稱：動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動車檢修計劃自動排程相關技術，尤其是涉及一種動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟不斷發(fā)展及城市、城鎮(zhèn)化進程的持續(xù)加速，城際間旅客運輸量持續(xù)迅猛增長，鐵路運能緊張的矛盾日益突出，既有線鐵路運輸，特別是旅客運輸已嚴重滯后，跟不上市場需求變化，中國鐵路面臨著十分緊迫的形勢。建設客運專線，實現(xiàn)客貨分離，是實施《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》的重要內(nèi)容，也是世界鐵路發(fā)展的方向，客運專線緩解了鐵路運輸能力瓶頸、提高了旅客運輸速度、擴充了運輸能力、提升了鐵路技術整體裝備水平、實現(xiàn)了鐵路現(xiàn)代化，為國民經(jīng)濟快速發(fā)展提供強有力支撐。隨著客運專線運營規(guī)模不斷擴大，為了保證高速客運專線動車組的快速高效運營，必須擁有功能綜合、技術先進的動車檢修檢 修作業(yè)計劃軟件。二級檢修是一級檢修的拓展和延伸，在遵循引進檢修標準，保證不失修的基礎上，調(diào)整檢修周期，增加檢修項點，實現(xiàn)全面檢修和重點保養(yǎng)的要求。檢修的主要項目絕緣測試、車頂設備、駕駛室、上部設施、車內(nèi)配電盤、走行部、連接部、車體兩側等，按規(guī)定進行濾網(wǎng)的清洗或更換，并進行頭罩分并裝置、制動系統(tǒng)、車載監(jiān)控屏等設備的全部試驗和檢查。二級修的檢修周期為3萬公里，檢修時間為12小時左右。目前國內(nèi)動車周運用及二級檢修結合專項修計劃由調(diào)度員手工編寫。由于二級修約束較多，要考慮的周期長，且計劃執(zhí)行對運營影響較大，一般由經(jīng)驗豐富的調(diào)度員編寫。人工編寫檢修計劃時間長、效率低且可執(zhí)行性不夠有效。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)—種動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置，其特征在于，包括調(diào)度終端、計算引擎服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，所述的計算引擎服務器分別與調(diào)度終端、數(shù)據(jù)庫服務器連接。所述的調(diào)度終端依次通過接入交換機、核心交換機后與計算引擎服務器連接。所述的計算引擎服務器通過核心交換機分別與數(shù)據(jù)庫服務器連接。還包括磁盤陣列，該磁盤陣列通過SAN交換機與數(shù)據(jù)庫服務器。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點I、使動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理自動化、智能化，解決了調(diào)度員編寫計劃耗時長、效率低，不優(yōu)化等問題；2、用計算機代替人腦計算，在可接受的時間內(nèi)可以推定較長時間的檢修計劃，達到人腦不能企及的時間跨度；3、同時具有很強的可拓展性和可移植性，可便利的應用于其他路局的動車周運用及檢修計劃排程當中。

圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例 如圖I所示，本實用新型的結構包括調(diào)度終端I、計算引擎服務器2、數(shù)據(jù)庫服務器3和磁盤陣列4，所述的計算引擎服務器2分別與調(diào)度終端I、數(shù)據(jù)庫服務器3連接。所述的調(diào)度終端I依次通過接入交換機6、核心交換機7后與計算引擎服務器2連接。所述的計算引擎服務器2通過核心交換機7分別與數(shù)據(jù)庫服務器3連接。磁盤陣列4通過SAN交換機5與數(shù)據(jù)庫服務器3。如圖2所示，本實用新型的工作流程如下I)調(diào)度終端將交路及動車運行狀態(tài)信息發(fā)送給計算引擎服務器；2)計算引擎服務器將接收到的交路及動車運行狀態(tài)信息作為輸入，通過混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，計算在周期內(nèi)每條交路上安排的動車和每天進行檢修的動車信息；3)計算引擎服務器根據(jù)在周期內(nèi)每條交路上安排的動車和每天進行檢修的動車信息得到每條交路的運行情況和每輛動車的運行狀態(tài)信息；4)判斷得到的結果是否可行，若為是，執(zhí)行步驟5)，若為否，重新調(diào)整模型參數(shù)，返回步驟2)；5)計算引擎服務器通過啟發(fā)式算法來判斷得到結果是否健壯，若為是，執(zhí)行步驟6)，若為否，返回步驟2)；6)將得到結果發(fā)送給調(diào)度終端，供用戶選擇。所述的交路及動車運行狀態(tài)信息包括每一條交路的運行天數(shù)和公里數(shù)，每一輛動車的當前距離上次檢修后的累積天數(shù)和公里數(shù)，以及檢修所的檢修能力信息。所述的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型嵌入在計算引擎服務器中的IBM ILOG CPLEX優(yōu)化引擎中。所述的交路及動車運行狀態(tài)信息作為約束條件，把動車的累積公里數(shù)與累積天數(shù)作為變量，把最小化所有動車的累積公里數(shù)之和與累積天數(shù)之和作為目標函數(shù)。所述的啟發(fā)式算法具體為對得到的每條交路運行里程加上一個服從正態(tài)分布的擾動，并判斷在加上這樣的擾動之后原來的安排方案是否可行，若為是，該計算結果為健壯，否則，該計算結果為不健壯。線性規(guī)劃是最優(yōu)化問題中的重要領域之一，是輔助人們進行科學管理的一種數(shù)學方法。很多運籌學中的實際問題都可以用線性規(guī)劃來表述。線性規(guī)劃的某些特殊情況，例如網(wǎng)絡流、多商品流量等問題，都被認為非常重要，并有大量對其算法的專門研究。很多其他種類的最優(yōu)化問題算法都可以分拆成線性規(guī)劃子問題，然后求得解。同樣的，在微觀經(jīng)濟學和商業(yè)管理領域，線性規(guī)劃被大量應用于解決收入極大化或生產(chǎn)過程的成本極小化之類的問題，即合理安排人力物力資源。線性規(guī)劃所研究的是在一定條件下，合理安排人力物力等資源，使經(jīng)濟效果達到最好。一般地，求線性目標函數(shù)在線性約束條件下的最大值或最小值的問題，統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題。滿足線性約束條件的解叫做可行解，由所有可行解組成的集合叫做可行域。決策變量、約束條件、目標函數(shù)是線性規(guī)劃的三要素。 當線性規(guī)劃中的變量有一部分被要求為整數(shù)時，我們就稱這樣的規(guī)劃為混合整數(shù)線性規(guī)劃。整數(shù)線性規(guī)劃的應用范圍極其廣泛，不僅在工業(yè)和工程設計和科學研究方面有許多應用，而且在計算機設計、系統(tǒng)可靠性、編碼和經(jīng)濟分析等方面也有新的應用。整數(shù)線性規(guī)劃是從1958年由R.E.戈莫里提出割平面法之后形成獨立分支的。半個世紀以來發(fā)展出很多方法解決各種問題。解整數(shù)規(guī)劃最典型的做法是逐步生成一個相關的問題，稱它是原問題的衍生問題。對每個衍生問題又伴隨一個比它更易于求解的松弛問題(衍生問題稱為松弛問題的源問題)。通過松弛問題的解來確定它的源問題的歸宿，即源問題應被舍棄， 還是再生成一個或多個它本身的衍生問題來替代它。隨即再選擇一個尚未被舍棄的或替代的原問題的衍生問題，重復以上步驟直至不再剩有未解決的衍生問題為止。目前比較成功又流行的方法是分枝定界法和割平面法，它們都是在上述框架下形成的。IBM ILOG CPLEX優(yōu)化引擎提供了解決實際的大型優(yōu)化問題所需的能力，并且能夠以最快的速度最可靠地實現(xiàn)基本算法，從而制定精確且合理的決策。它提供的靈活的高性能優(yōu)化程序，能夠解決線性規(guī)劃、二次規(guī)劃和混合整數(shù)規(guī)劃等問題。CPLEX不僅借助了其背后優(yōu)秀的數(shù)學功底，更是能夠利用多個CPU，讓工作在各個CPU中分別進行加工，從而實現(xiàn)更快的計算效果。IBM ILOG CPLEX還提供了靈活的開發(fā)界面和多平臺移植性。在應用程序開發(fā)和部署過程中，開發(fā)人員可以通過大多數(shù)編程環(huán)境來訪問CPLEX,例如C、C++、Java、. Net語目等。它可以被部署在多個平臺上使用，包括AIX、HP Unix、Linux、Macintosh、Sun Solaris、Windows等,真正實現(xiàn)了可移植性。在優(yōu)化方面，系統(tǒng)先通過混合整數(shù)規(guī)劃建立問題的模型，然后調(diào)用IBM ILOGCPLEX引擎來求解這個模型。模型的輸入為交路及動車運行狀態(tài)的信息，包括每一條交路的運行天數(shù)、公里數(shù)，每一輛動車的當前距離上次檢修后的累積天數(shù)和公里數(shù)，以及檢修所的檢修能力。模型的輸出為在周期內(nèi)，每條交路上安排的動車，每天晚上進行檢修的動車。給定這些時刻，系統(tǒng)就能安排出每條交路的運行情況、每輛動車的運行狀態(tài)(包括動車的累積公里數(shù)和累積天數(shù))。在得到這個安排之后，系統(tǒng)使用啟發(fā)式算法來驗證模型的可靠性和健壯性，對每條交路的運行里程人為加上一個服從正態(tài)分布的擾動，如果在加上這樣的擾動之后，原來的安排方案依然可行，就稱這樣的安排是“健壯的”。我們把所需時間內(nèi)的運行方案分成數(shù)個周期，對于每個周期采用上述方法分別求解，然后疊加在一起，就可以得到數(shù)個健壯的可行解供用戶選擇。在二級修結合專項修中，我們把每輛動車是否在交路上安排作為0-1變量，把動車的累積公里數(shù)與累積天數(shù)作為變量，約束條件包括動車的可用性、交路的可用性、檢修量的限制、動車檢修后對累積公里數(shù)與累積天數(shù)的影響等。目標函數(shù)為最小化所有動車的累積公里數(shù)之和與累積天數(shù)之和。在采用IBM ILOG CPLEX優(yōu)化引擎求得最優(yōu)解后，我們可以保證經(jīng)過這樣的一個安排，動車的總體健康狀況得到改善，并且能滿足交路的所有需要以及檢修車輛數(shù)的限 制。
權利要求1.一種動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置，其特征在于，包括調(diào)度終端、計算引擎服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，所述的計算引擎服務器分別與調(diào)度終端、數(shù)據(jù)庫服務器連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置，其特征在于，所述的調(diào)度終端依次通過接入交換機、核心交換機后與計算引擎服務器連接。
3.根據(jù)權利要求I所述的動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置，其特征在于，所述的計算引擎服務器通過核心交換機分別與數(shù)據(jù)庫服務器連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置，其特征在于，還包括磁盤陣列，該磁盤陣列通過SAN交換機與數(shù)據(jù)庫服務器。
專利摘要本實用新型涉及一種動車周運用及檢修計劃自動排程信息處理裝置，包括調(diào)度終端、計算引擎服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，所述的計算引擎服務器分別與調(diào)度終端、數(shù)據(jù)庫服務器連接。與現(xiàn)有人工排程技術相比，本實用新型具有使動車周運用及檢修計劃排定自動化、智能化等優(yōu)點。
文檔編號G06Q10/06GK202495087SQ201220003209
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者馮敏剛, 周黍雨, 郭洪文 申請人:上海杰之能信息科技有限公司