本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、智能信息處理等多種理論與技術(shù)，主要應(yīng)用于工業(yè)鐵路運(yùn)輸物流的智能調(diào)度。

背景技術(shù)：
當(dāng)前，鐵路運(yùn)輸是大型企業(yè)內(nèi)部運(yùn)輸?shù)闹匾问?。鐵路運(yùn)輸調(diào)度作業(yè)計(jì)劃(也稱(chēng)為行車(chē)作業(yè)計(jì)劃、調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃)制定的好壞直接關(guān)系到車(chē)站設(shè)備是否得到綜合有效利用，關(guān)系到是否能全面高效地完成運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)，保證規(guī)范作業(yè)安全生產(chǎn)，從而影響到企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理效率。調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的編制要考慮到許多復(fù)雜因素，如車(chē)流的有效接續(xù)，調(diào)機(jī)及到發(fā)線的合理使用，機(jī)車(chē)作業(yè)時(shí)間，線路的長(zhǎng)短等，作為一個(gè)調(diào)度計(jì)劃員，盡管可能經(jīng)驗(yàn)豐富，但是仍有可能存在疏忽和考慮不周的情況。更為重要一點(diǎn)，在站場(chǎng)規(guī)模較大且時(shí)間性要求較高的情況下涉及時(shí)間、距離、優(yōu)先級(jí)等數(shù)據(jù)，人工很難在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行精確計(jì)算并給出最優(yōu)的調(diào)度方案。同時(shí)，作為事故多發(fā)領(lǐng)域，安全生產(chǎn)對(duì)于鐵路運(yùn)輸尤為重要，所有鐵路運(yùn)輸部門(mén)都制定了詳盡的作業(yè)規(guī)范以保障運(yùn)輸安全。除了提高人員素質(zhì)外，以技術(shù)手段保證這些作業(yè)規(guī)范的嚴(yán)格落實(shí)也是及其重要的。目前編制調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的優(yōu)秀的調(diào)度人員也已經(jīng)成為企業(yè)的稀缺資源，需要長(zhǎng)期培訓(xùn)與實(shí)踐訓(xùn)練。因此為了提高調(diào)度計(jì)劃的編制質(zhì)量、節(jié)約資源、提高生產(chǎn)調(diào)度的效率、保障作業(yè)安全，研究實(shí)現(xiàn)企業(yè)鐵路智能調(diào)度作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)是極其有意義的。目前在國(guó)內(nèi)工業(yè)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中的關(guān)于調(diào)度方面的研究多集中在信號(hào)控制與物流跟蹤方面，在調(diào)度作業(yè)計(jì)劃智能編排方面尚無(wú)成功技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決上述工業(yè)鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度問(wèn)題，提供了一種鐵路運(yùn)輸調(diào)度作 業(yè)計(jì)劃的智能編制方法，本技術(shù)通過(guò)編組狀態(tài)空間搜索、狀態(tài)仿真、智能推理、最優(yōu)路徑搜索等算法完成鐵路運(yùn)輸調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的智能編排并最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)鐵路運(yùn)輸調(diào)度的自動(dòng)化。保證了調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的編制質(zhì)量，提高了編制效率，規(guī)范了運(yùn)輸安全生產(chǎn)作業(yè)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度系統(tǒng)，工業(yè)鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度系統(tǒng)由智能調(diào)度計(jì)算機(jī)、物流管理計(jì)算機(jī)、信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、物流管理服務(wù)器、物流管理數(shù)據(jù)庫(kù)、ERP接口數(shù)據(jù)庫(kù)、鐵路機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)組成；所述智能調(diào)度計(jì)算機(jī)與信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間通過(guò)RS232通訊線連接，智能調(diào)度計(jì)算機(jī)、物流管理計(jì)算機(jī)、物流管理服務(wù)器、物流管理數(shù)據(jù)庫(kù)、ERP接口數(shù)據(jù)庫(kù)等各計(jì)算機(jī)與服務(wù)器之間通過(guò)以太網(wǎng)通訊線連接，智能調(diào)度計(jì)算機(jī)與鐵路機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通訊方式連接。鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度系統(tǒng)，調(diào)度運(yùn)算過(guò)程在所述智能調(diào)度計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)，由調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊、編組調(diào)度狀態(tài)空間搜索模塊、調(diào)度計(jì)劃生成模塊、調(diào)度計(jì)劃篩選模塊組成。鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)車(chē)計(jì)劃生成方法，由智能調(diào)度計(jì)算機(jī)生成鐵路運(yùn)輸行車(chē)作業(yè)計(jì)劃，行車(chē)作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行方式如下：將調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊生成的鐵路運(yùn)輸行車(chē)作業(yè)計(jì)劃發(fā)送到信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，由編組調(diào)度狀態(tài)空間搜索模塊和調(diào)度計(jì)劃生成模塊、調(diào)度計(jì)劃篩選模塊根據(jù)接收到的鐵路運(yùn)輸行車(chē)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)選排進(jìn)路，開(kāi)放進(jìn)路，并根據(jù)車(chē)輛的行駛、到達(dá)情況自動(dòng)實(shí)現(xiàn)清溝確認(rèn)，并將確認(rèn)信息反饋到智能調(diào)度計(jì)算機(jī)。鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)車(chē)計(jì)劃生成方法，調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊的處理方法是：將所有調(diào)度需求轉(zhuǎn)化為三種調(diào)度計(jì)劃條件：第一種是要車(chē)(即摘車(chē))條件；第二種是送車(chē)(即掛車(chē))條件；第三種是既有要車(chē)條件又有送車(chē)條件；①要車(chē)條件是某一條或多條股道需要車(chē)輛，以及車(chē)輛的類(lèi)型與數(shù)量，形式如{(Ri，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}；Ri為股道編號(hào)，Tij為車(chē)輛類(lèi)型，可以為空，nij為該種車(chē)輛的數(shù)量，可以為空，當(dāng)Tij或nij為空時(shí)表示不指定車(chē)輛類(lèi)型或數(shù)量，由系統(tǒng)自動(dòng)判斷；每一個(gè)股道下各種車(chē)輛是按由左到右排序的，各股道之間沒(méi)有順序。②送車(chē)條件是某一條或多條股道將車(chē)輛送走，以及需送走車(chē)輛的類(lèi)型與數(shù)量； 形式如{(Ri，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}或者{ti∣i＝1，2……}；Ri為股道編號(hào)，Tij為車(chē)輛類(lèi)型，可以為空，nij為該種車(chē)輛的數(shù)量，可以為空，ti為車(chē)輛編號(hào)；當(dāng)Tij，nij為空時(shí)表示掛走該股道上的全部車(chē)輛，當(dāng)僅nij為空時(shí)表示掛走該股道上該種車(chē)輛類(lèi)型的全部車(chē)輛；各股道或車(chē)輛之間均沒(méi)有順序。調(diào)車(chē)計(jì)劃生成方法，編組調(diào)度狀態(tài)空間搜索模塊的處理方法是：首先根據(jù)調(diào)車(chē)計(jì)劃條件生成所有可能的掛車(chē)車(chē)組組合列表；并對(duì)掛車(chē)車(chē)組組合列表中的每一個(gè)車(chē)組組合進(jìn)行全排列；然后再對(duì)每一個(gè)車(chē)組排列進(jìn)行合法性篩選；再對(duì)合法的車(chē)組排列中的臨近車(chē)組進(jìn)行合并；經(jīng)過(guò)以上處理的車(chē)組排列的合集即為編組調(diào)度狀態(tài)空間。調(diào)車(chē)計(jì)劃生成方法，所述掛車(chē)車(chē)組組合列表生成方法如下：①根據(jù)調(diào)度計(jì)劃條件確定本次調(diào)度任務(wù)的各車(chē)輛類(lèi)型的最大掛車(chē)數(shù)量，確定方法為其中Nj為本次調(diào)度任務(wù)中車(chē)輛類(lèi)型j的最大掛車(chē)數(shù)量，nij為要車(chē)條件中車(chē)輛類(lèi)型j在Ri股道上的數(shù)量；mij為送車(chē)條件中車(chē)輛類(lèi)型j在Ri股道上的數(shù)量；②搜索符合條件的車(chē)組組合，搜索要求：a)送車(chē)條件中指定股道上指定車(chē)輛類(lèi)型與車(chē)數(shù)的車(chē)組必須放入每一個(gè)車(chē)組組合中；b)車(chē)組組合中每一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型的所有車(chē)組的車(chē)輛數(shù)量之和等于Nj；c)每個(gè)車(chē)組組合中同一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型的所有車(chē)組中，最多只允許一個(gè)車(chē)組的車(chē)組包含的車(chē)輛數(shù)不等于掛車(chē)輛數(shù)，也就是說(shuō)一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型只允許拆開(kāi)一個(gè)車(chē)組；d)要能覆蓋所有可能的車(chē)組組合方式。調(diào)車(chē)計(jì)劃生成方法，調(diào)度計(jì)劃生成模塊的處理方法是：采用掛車(chē)驅(qū)動(dòng)、摘車(chē)引導(dǎo)、以掛定摘的方法，對(duì)編組調(diào)度狀態(tài)空間中的每一個(gè)車(chē)組排列進(jìn)行車(chē)組排列分段，以確定摘車(chē)點(diǎn)，分別按作業(yè)方向?yàn)椤白蟆被颉坝摇备魃梢粏握{(diào)度計(jì)劃，在兩個(gè)方向的處理中分別順序處理車(chē)組排列中的車(chē)組與摘車(chē)點(diǎn)，處理方法如下：判斷車(chē)組的作業(yè)方向側(cè)是否存在障礙車(chē)，若存在則插入障礙車(chē)處理操作；對(duì)應(yīng)車(chē)組排列中的每一個(gè)車(chē)組生成掛車(chē)計(jì)劃，每生成一勾掛車(chē)計(jì)劃就對(duì)此前已生成的障礙車(chē)計(jì)劃和掛車(chē)計(jì)劃進(jìn)行仿真執(zhí)行，修改站場(chǎng)狀態(tài)；對(duì)應(yīng)摘車(chē)點(diǎn)按照摘車(chē)車(chē)輛類(lèi)型與數(shù)量生成摘車(chē)作業(yè)計(jì)劃，同樣每生成一勾摘車(chē)計(jì)劃就對(duì)此前已生成的摘車(chē)計(jì)劃進(jìn)行仿真執(zhí)行，修改站場(chǎng)狀態(tài)； 最后在以上生成的作業(yè)計(jì)劃中每?jī)晒醋鳂I(yè)計(jì)劃之間插入需要的通過(guò)計(jì)劃。調(diào)車(chē)計(jì)劃生成方法，調(diào)度計(jì)劃篩選模塊的處理方法是：對(duì)權(quán)利要求8生成的每一單計(jì)劃計(jì)算調(diào)度代價(jià)其中Gi表示該單計(jì)劃的總勾數(shù)，表示所有計(jì)劃的勾數(shù)平均值，Ri表示該單計(jì)劃執(zhí)行后站場(chǎng)上空閑股道數(shù)相比執(zhí)行前減少的空閑股道數(shù)，表示所有計(jì)劃的執(zhí)行前相比執(zhí)行后減少的股道數(shù)的平均值，Li表示該單計(jì)劃的路徑總距離，表示所有計(jì)劃的路徑距離的平均值，WG、WR、WL分別為勾數(shù)權(quán)值、空閑股道權(quán)值、路徑距離權(quán)值，為常數(shù)；以調(diào)度代價(jià)最小為篩選調(diào)度計(jì)劃的依據(jù)，選擇Ci最小的計(jì)劃為最佳調(diào)度作業(yè)計(jì)劃。調(diào)度計(jì)劃生成方法，車(chē)組排列分段的處理方法是：預(yù)先掃描車(chē)組排列中的車(chē)組，計(jì)算其目的區(qū)域，對(duì)車(chē)輛類(lèi)型與目的區(qū)域進(jìn)行分類(lèi)，生成如下數(shù)據(jù){(Si，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}，表示在Si區(qū)域需要摘Tj車(chē)輛類(lèi)型nij輛車(chē)；在每一個(gè)掛車(chē)車(chē)組后，求該車(chē)組與前面所有未摘車(chē)量的合集，判斷該合集中每一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型是否有需要摘到本區(qū)域的足夠數(shù)量的車(chē)，即是否小于nij)；若滿(mǎn)足就插入摘車(chē)操作點(diǎn)，其數(shù)據(jù)內(nèi)容如下{(Si，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}，表示要在Si區(qū)域摘Tj車(chē)輛類(lèi)型nij輛車(chē)；然后判斷車(chē)組排列中下一個(gè)車(chē)組是否在另一個(gè)區(qū)域，若在另一個(gè)區(qū)域，則改變區(qū)域號(hào)，再進(jìn)行上一步的判斷與插入摘車(chē)點(diǎn)的操作。調(diào)度計(jì)劃生成方法，所述的障礙車(chē)處理操作方法是：①根據(jù)本單作業(yè)的作業(yè)方向，判斷待處理車(chē)組在所處股道上的作業(yè)方向側(cè)是否存在其它車(chē)輛，若存在，則將這些車(chē)輛全部做為障礙車(chē)；②在本區(qū)域按以下順序查找障礙車(chē)目的股道：同一作業(yè)方向最外側(cè)車(chē)輛與障礙車(chē)最里側(cè)的車(chē)輛的車(chē)輛類(lèi)型相同的股道、有車(chē)股道、空股道，、要求查找的股道的剩余有效長(zhǎng)度大于障礙車(chē)所有車(chē)輛長(zhǎng)度的股道；找到一種類(lèi)型的股道后就不再查找下一種類(lèi)型的股道；若存在兩條以上的股道，則按以下順序篩選：調(diào)車(chē)線、站線、正線、到發(fā)線、存車(chē)線、地磅線；若仍存在兩條以上的股道，則按距離障礙車(chē)的路徑長(zhǎng)短進(jìn)行篩選；最終選擇出一條股道作為障礙車(chē)目的股道；③插入2勾障礙車(chē)調(diào)離計(jì)劃，第1勾：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn、作業(yè)方向Wd，其中Rid為障礙車(chē)所在股道的編號(hào)，W＝“+”，Tn為障礙車(chē)的車(chē)輛數(shù)，Wd＝障礙車(chē)在股道的方向側(cè)；第2勾：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè) 車(chē)輛數(shù)Tn、作業(yè)方向Wd，其中Rid為障礙車(chē)目的股道的編號(hào)，W＝“-”，Tn為障礙車(chē)的車(chē)輛數(shù)，Wd同“第1勾”。調(diào)度計(jì)劃生成方法，根據(jù)車(chē)組排列中的車(chē)組生成掛車(chē)計(jì)劃的方法是：對(duì)應(yīng)車(chē)組排列中的每一個(gè)車(chē)組生成一勾掛車(chē)計(jì)劃，形式如下：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn、作業(yè)方向Wd，其中Rid為車(chē)組所在股道的編號(hào)，W＝“+”，Tn為車(chē)組的掛車(chē)輛數(shù)，Wd為本單作業(yè)的作業(yè)方向。調(diào)度計(jì)劃生成方法，所述摘車(chē)作業(yè)計(jì)劃生成方法對(duì)車(chē)列數(shù)據(jù)進(jìn)行如下處理：①判斷車(chē)列尾部的車(chē)輛的目的股道是否滿(mǎn)足摘車(chē)條件，若滿(mǎn)足就生成摘車(chē)作業(yè)計(jì)劃，形式如下：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn、作業(yè)方向Wd，其中Rid為車(chē)列尾部車(chē)輛的目的股道的編號(hào)，W＝“-”，Tn為車(chē)列尾部具有相同目的股道的連續(xù)車(chē)輛數(shù)，且此數(shù)量要小于目的股道的剩余容車(chē)數(shù)，Wd按如下原則確定：若目的股道為有車(chē)股道，則Wd＝車(chē)頭在車(chē)列中的方向；若目的股道為空股道，則Wd根據(jù)車(chē)列進(jìn)入目的股道的最短路徑的方向確定；②若不滿(mǎn)足就查找最近的空閑的非盡頭線，插入二勾計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)車(chē)頭調(diào)轉(zhuǎn)，第1勾：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd，其中Rid為最近的空閑非盡頭線的股道編號(hào)，W＝“-”，Tn為車(chē)列中所有車(chē)輛數(shù)，Wd根據(jù)車(chē)列進(jìn)入Rid的最短路徑的方向確定；第2勾：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn、作業(yè)方向Wd，其中Rid同第1勾，W＝“+”，Tn同第1勾，Wd為車(chē)頭在車(chē)列中原來(lái)方向的反方向；③然后再轉(zhuǎn)①，若從②轉(zhuǎn)①后，車(chē)列尾部車(chē)輛的目的股道仍不滿(mǎn)足摘車(chē)條件，則返回摘車(chē)失敗。13、根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)度計(jì)劃生成模塊，其特征在于：通過(guò)計(jì)劃生成方法是：①逐勾處理每一勾調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，以上一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向側(cè)的信號(hào)機(jī)為始端信號(hào)機(jī)，以下一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向側(cè)的信號(hào)機(jī)為終端信號(hào)機(jī)，進(jìn)行路徑搜索；②特別地，當(dāng)上一勾作業(yè)股道為空線時(shí)增加一次搜索：以上一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向的另一側(cè)信號(hào)機(jī)為始端信號(hào)機(jī)，以下一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向側(cè)的信號(hào)機(jī)為終端信號(hào)機(jī)，進(jìn)行路徑搜索；③將兩次搜索的路徑長(zhǎng)度進(jìn)行比較，選擇短的路徑；查看搜索到的路徑，若 路徑中包括停放線股道，則按路徑中停放線的順序依次在上一勾計(jì)劃與下一勾作業(yè)計(jì)劃之間插入通過(guò)計(jì)劃，形式如下：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W，其中Rid為路徑中的停放線股道編號(hào)，W＝“○”。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明專(zhuān)利綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、人工智能與智能信息處理等理論與技術(shù)，依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃信息并結(jié)合鐵路站場(chǎng)情況、車(chē)流物流情況、相關(guān)作業(yè)單位的各控制、管理系統(tǒng)反饋的實(shí)時(shí)信息，通過(guò)編組狀態(tài)空間搜索、狀態(tài)仿真、智能推理、最優(yōu)路徑搜索等算法完成鐵路運(yùn)輸調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的智能編排并最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)鐵路運(yùn)輸調(diào)度的自動(dòng)化。保證了調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的編制質(zhì)量，提高了編制效率，規(guī)范了運(yùn)輸安全生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)也減輕了調(diào)度人員工作強(qiáng)度，并降低了對(duì)人員的要求。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖。圖2是車(chē)輛位置跟蹤示意圖。圖3是本發(fā)明的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖1、圖2和圖3所示。工業(yè)鐵路運(yùn)輸物流智能調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)由智能調(diào)度計(jì)算機(jī)(1)、物流管理計(jì)算機(jī)(2)、信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(調(diào)度集中計(jì)算機(jī)或聯(lián)鎖計(jì)算機(jī))(3)、物流管理服務(wù)器(4)、物流管理數(shù)據(jù)庫(kù)(5)、ERP接口數(shù)據(jù)庫(kù)(6)、鐵路機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)(7)組成，智能調(diào)度計(jì)算機(jī)(1)與信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(3)之間通過(guò)通訊線連接采用RS232通訊，智能調(diào)度計(jì)算機(jī)(1)、物流管理計(jì)算機(jī)(2)、物流管理服務(wù)器(4)、物流管理數(shù)據(jù)庫(kù)(5)、ERP接口數(shù)據(jù)庫(kù)(6)等各計(jì)算機(jī)與服務(wù)器之間通過(guò)以太網(wǎng)通訊線連接，智能調(diào)度計(jì)算機(jī)(1)與鐵路機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)(7)通過(guò)無(wú)線通訊連接。工業(yè)鐵路智能調(diào)度方法主要由調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊、調(diào)度計(jì)劃生成模塊、調(diào)度狀態(tài)空間搜索模塊、調(diào)度計(jì)劃篩選模塊等部分組成。其中智能調(diào)度計(jì)算機(jī)結(jié)合物流管理數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)車(chē)與物流信息、ERP接口數(shù)據(jù)庫(kù)的各裝卸進(jìn)度信息、庫(kù)房料場(chǎng)的信息以及信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的作業(yè)計(jì)劃完成信息自動(dòng)生成 調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，經(jīng)過(guò)篩選后，傳送給信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和鐵路機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)；物流管理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)進(jìn)出廠作業(yè)、裝卸車(chē)作業(yè)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃維護(hù)、統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)等；物流管理服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)車(chē)流與物流的跟蹤；信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)按照智能調(diào)度計(jì)算機(jī)生成的調(diào)度作業(yè)計(jì)劃開(kāi)放進(jìn)路，執(zhí)行調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，并將執(zhí)行結(jié)果反饋給物流管理服務(wù)器；鐵路機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)接受智能調(diào)度計(jì)算機(jī)生成的調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，并將其傳送給機(jī)車(chē)司機(jī)與調(diào)車(chē)員，指導(dǎo)其進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)將機(jī)車(chē)安控系統(tǒng)計(jì)算的車(chē)列長(zhǎng)度信息傳送給智能調(diào)度計(jì)算機(jī)用于復(fù)核實(shí)際作業(yè)情況是否與調(diào)度作業(yè)計(jì)劃相符。工業(yè)鐵路調(diào)度作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)生成是由智能調(diào)度計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，由調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊、調(diào)度狀態(tài)空間搜索模塊、調(diào)度計(jì)劃生成模塊、調(diào)度計(jì)劃篩選模塊等部分組成。智能調(diào)度計(jì)算機(jī)生成的鐵路運(yùn)輸調(diào)度作業(yè)行車(chē)作業(yè)計(jì)劃(含列車(chē)作業(yè)計(jì)劃與調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃)的形式如下：{作業(yè)計(jì)劃號(hào)Pid，機(jī)車(chē)號(hào)Lid，(計(jì)劃勾號(hào)Wid，股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd，摘勾方向Pd)，(計(jì)劃勾號(hào)Wid，股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd，摘勾方向Pd)……}。其中作業(yè)方式W包括3種：“+”為掛車(chē)作業(yè)，表示要掛車(chē)輛到機(jī)車(chē)上；“-”為摘車(chē)作業(yè)，表示要將機(jī)車(chē)上的車(chē)輛摘下到股道上；“○”為通過(guò)作業(yè)，表示車(chē)列要通過(guò)股道。作業(yè)方向Wd表示車(chē)列進(jìn)入股道的方向，有兩個(gè)方向，分別定義為“左”和“右”。摘勾方向Pd表示從機(jī)車(chē)的哪一邊摘車(chē)，這只有在機(jī)車(chē)兩邊均掛有車(chē)輛并且作業(yè)股道為空股道的情況下才有效，有兩個(gè)方向，分別定義為“左”和“右”。系統(tǒng)提供了兩種作業(yè)模式，一種是自動(dòng)觸發(fā)生成調(diào)度作業(yè)計(jì)劃；一種是人工指定條件生成調(diào)度作業(yè)計(jì)劃。對(duì)于自動(dòng)觸發(fā)模式，系統(tǒng)自動(dòng)搜索三種觸發(fā)條件，分別是：①裝卸完成信息；②上一單作業(yè)計(jì)劃是否完成；③小運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)車(chē)時(shí)間到。當(dāng)搜索到這三種條件之一時(shí)，就啟動(dòng)調(diào)度作業(yè)計(jì)劃生成程序，在站場(chǎng)內(nèi)搜索需要掛走的車(chē)輛和需要要車(chē)的股道。并進(jìn)一步生成調(diào)度作業(yè)計(jì)劃。對(duì)于人工指定條件的模式，系統(tǒng)提供了相關(guān)界面供操作人員輸入要車(chē)條件和送車(chē)條件。系統(tǒng)根據(jù)這些條件生成調(diào)度作業(yè)計(jì)劃。調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊將所有的調(diào)度需求轉(zhuǎn)化為三種調(diào)度計(jì)劃條件：一種是要車(chē)(即摘車(chē))條件；一種是送車(chē)(即掛車(chē))條件；第三種是既有要車(chē)條件又有送車(chē)條件。其中：(1)其中要車(chē)條件：是指生成的條件是某一條或多條股道需要車(chē)輛，及車(chē)輛的類(lèi)型與數(shù)量。指定以下條件的一個(gè)或多個(gè)：需要車(chē)輛的股道，股道所需的車(chē)輛類(lèi)型及各 種車(chē)輛的數(shù)量，各種車(chē)輛的順序。形式如下：{(Ri，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}其中Ri為股道編號(hào)；Tij為車(chē)輛類(lèi)型，可以為空；nij為該種車(chē)輛的數(shù)量，可以為空。當(dāng)Tij或nij為空時(shí)表示不指定車(chē)輛類(lèi)型或數(shù)量，由系統(tǒng)自動(dòng)判斷。每一個(gè)股道下各種車(chē)輛是按由左到右排序的。各股道之間沒(méi)有順序。(2)其中送車(chē)條件：是指生成的條件是某一條或多條股道將車(chē)輛送走，及需送走車(chē)輛的類(lèi)型與數(shù)量。有兩種指定方式，一種為指定車(chē)輛位置與車(chē)輛類(lèi)型；一種為指定車(chē)號(hào)。方式一：指定以下條件的一個(gè)或多個(gè)：需要掛走車(chē)輛的股道，掛走車(chē)輛的類(lèi)型及各種車(chē)輛的數(shù)量。形式如下：{(Ri，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}其中Ri為股道編號(hào)；Tij為車(chē)輛類(lèi)型，可以為空；nij為該種車(chē)輛的數(shù)量，可以為空。當(dāng)Tij，nij為空時(shí)表示掛走該股道上的全部車(chē)輛；當(dāng)僅nij為空時(shí)表示掛走該股道上該種車(chē)輛類(lèi)型的全部車(chē)輛。各股道或車(chē)輛之間均沒(méi)有順序。方式二：指定車(chē)號(hào)，形式如下：{ti∣i＝1，2……}其中ti為車(chē)輛編號(hào)。車(chē)輛之間沒(méi)有順序。編組調(diào)度狀態(tài)空間搜索模塊是在調(diào)度計(jì)劃條件生成模塊的基礎(chǔ)上對(duì)所有相關(guān)車(chē)組進(jìn)行所有可能的調(diào)度順序排列，以此排列作為編組調(diào)度狀態(tài)空間。其處理方法是：首先根據(jù)調(diào)車(chē)計(jì)劃條件生成所有可能的掛車(chē)車(chē)組組合列表；然后對(duì)掛車(chē)車(chē)組組合列表中的每一個(gè)車(chē)組組合進(jìn)行車(chē)組的全排列；然后再對(duì)每一個(gè)車(chē)組排列進(jìn)行合法性篩選；再對(duì)合法的車(chē)組排列中的臨近車(chē)組進(jìn)行合并。經(jīng)過(guò)以上處理的車(chē)組排列的合集即為編組調(diào)度狀態(tài)空間。其中在進(jìn)行掛車(chē)車(chē)組組合列表生成時(shí)，其處理方法如下：(1)根據(jù)調(diào)度計(jì)劃條件確定本次調(diào)度任務(wù)的各車(chē)輛類(lèi)型的最大掛車(chē)數(shù)量。確定方法：其中Nj為本次調(diào)度任務(wù)中車(chē)輛類(lèi)型j的最大掛車(chē)數(shù)量，nij為要車(chē)條件中車(chē)輛類(lèi)型j在Ri股道上的數(shù)量；mij為送車(chē)條件中車(chē)輛類(lèi)型j在Ri股道上的數(shù)量。(2)符合條件的車(chē)組組合搜索。搜索要求送車(chē)條件中指定股道上指定車(chē)輛類(lèi)型與車(chē)數(shù)的車(chē)組必須放入每一個(gè)車(chē)組組合中。車(chē)組組合中每一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型的所有車(chē)組的車(chē)輛數(shù)量之和等于Nj。每個(gè)車(chē)組組合中同一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型的所有車(chē)組中，最多只允許一個(gè)車(chē)組的車(chē)組包含的車(chē)輛數(shù)不等于掛車(chē)輛數(shù)，也就是說(shuō)一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型只允許拆開(kāi)一個(gè)車(chē)組。要能覆蓋所有可能的車(chē)組組合方式。(3)車(chē)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)每個(gè)車(chē)組包括以下數(shù)據(jù)項(xiàng)：車(chē)組序號(hào)位置類(lèi)型：股道/機(jī)車(chē)位置：股道編號(hào)或機(jī)車(chē)編號(hào)車(chē)組包含的車(chē)輛數(shù)掛車(chē)輛數(shù)起始序號(hào)。指在該股道上或車(chē)頭上的序號(hào)。車(chē)輛類(lèi)型：由以下數(shù)據(jù)項(xiàng)綜合決定：車(chē)型、品名、局車(chē)/廠車(chē)、收貨單位名稱(chēng)、空車(chē)類(lèi)型。車(chē)輛序號(hào)列表。(4)車(chē)組組合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)車(chē)組組合是車(chē)組的列表，各車(chē)組之間沒(méi)有順序關(guān)系。(5)車(chē)組排列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)車(chē)組排列是車(chē)組的有序列表，各車(chē)組之間有順序關(guān)系。調(diào)度計(jì)劃生成模塊根據(jù)前述生成的編組調(diào)度狀態(tài)空間采用“掛車(chē)驅(qū)動(dòng)，摘車(chē)引導(dǎo)，以掛定摘的方法”進(jìn)行調(diào)度作業(yè)計(jì)劃生成，其處理方法是：對(duì)編組調(diào)度狀態(tài)空間中的每一個(gè)車(chē)組排列進(jìn)行排列分段，以確定摘車(chē)點(diǎn)(即插入摘車(chē)計(jì)劃的位置)；分別按作業(yè)方向?yàn)椤白蟆被颉坝摇备魃梢粏握{(diào)度計(jì)劃，在兩個(gè)方向的處理中分別順序處理車(chē)組排列中的車(chē)組與摘車(chē)點(diǎn)：判斷車(chē)組的作業(yè)方向側(cè)(即前述的“左”或“右”)是否存在障礙車(chē)，若存在則插入障礙車(chē)處理操作；對(duì)應(yīng)車(chē)組排列中的每一個(gè)車(chē)組生成一勾掛車(chē)計(jì)劃；每生成一勾掛車(chē)計(jì)劃就對(duì)此前已生成的障礙車(chē)計(jì)劃和掛車(chē)計(jì)劃進(jìn)行仿真執(zhí)行，修改站場(chǎng)狀態(tài)；對(duì)應(yīng)摘車(chē)點(diǎn)按照摘車(chē)點(diǎn)的摘車(chē)車(chē)輛類(lèi)型與數(shù)量生成摘車(chē)作業(yè)計(jì)劃； 最后在以上生成的作業(yè)計(jì)劃中每?jī)晒醋鳂I(yè)計(jì)劃之間插入需要的通過(guò)計(jì)劃。對(duì)于所述的車(chē)組排列分段方法，其處理方法是：預(yù)先掃描車(chē)組排列中的車(chē)組，計(jì)算其目的區(qū)域，對(duì)其車(chē)輛類(lèi)型與其目的區(qū)域進(jìn)行分類(lèi)，生成如下數(shù)據(jù){(Si，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}，表示在Si區(qū)域需要摘Tj車(chē)輛類(lèi)型nij輛車(chē)；在每一個(gè)掛車(chē)車(chē)組后，求該車(chē)組與前面所有未摘車(chē)量的合集，判斷該合集中每一個(gè)車(chē)輛類(lèi)型是否有需要摘到本區(qū)域的足夠數(shù)量的車(chē)(即是否小于nij)，若滿(mǎn)足就插入摘車(chē)操作點(diǎn)，其數(shù)據(jù)內(nèi)容如下{(Si，Tij，nij)∣i，j＝1，2……}，表示要在Si區(qū)域摘Tj車(chē)輛類(lèi)型nij輛車(chē)；然后判斷車(chē)組排列中下一個(gè)車(chē)組是否在另一個(gè)區(qū)域，若在另一個(gè)區(qū)域，則改變區(qū)域號(hào)，再進(jìn)行上一步的判斷與插入摘車(chē)點(diǎn)的操作。在調(diào)度計(jì)劃生成模塊中還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙車(chē)的處理。所述的障礙車(chē)處理模塊，其處理方法是：①根據(jù)本單作業(yè)的作業(yè)方向，判斷待處理車(chē)組在所處股道上的作業(yè)方向側(cè)是否存在其它車(chē)輛，若存在，則將這些車(chē)輛全部做為障礙車(chē)；②在本區(qū)域按以下順序查找障礙車(chē)目的股道：同一作業(yè)方向最外側(cè)車(chē)輛與障礙車(chē)最里側(cè)的車(chē)輛的車(chē)輛類(lèi)型相同的股道；有車(chē)股道；空股道。要求查找的股道的剩余有效長(zhǎng)>障礙車(chē)所有車(chē)輛長(zhǎng)度的股道。找到一種類(lèi)型的股道后就不再查找下一種類(lèi)型的股道。若存在兩條以上的股道，則按以下順序原則篩選：調(diào)車(chē)線、站線、正線、到發(fā)線、存車(chē)線、地磅線。若仍存在兩條以上的股道，則按距離障礙車(chē)的路徑長(zhǎng)短進(jìn)行篩選。最終選擇出一條股道作為障礙車(chē)目的股道；③插入2勾障礙車(chē)調(diào)離計(jì)劃：第1勾：股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd。其中Rid為障礙車(chē)所在股道的編號(hào)，W＝“+”，Tn為障礙車(chē)的車(chē)輛數(shù)，Wd＝障礙車(chē)在股道的方向側(cè)；。第2勾：股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd。其中Rid為障礙車(chē)目的股道的編號(hào)，W＝“-”，Tn為障礙車(chē)的車(chē)輛數(shù)，Wd同“第1勾”(例外：對(duì)于障礙車(chē)目的股道為空股道的情況，由最短路徑?jīng)Q定Wd)；。在調(diào)度計(jì)劃生成模塊中可以直接根據(jù)車(chē)組排列中的車(chē)組生成掛車(chē)計(jì)劃，其處理方法是：對(duì)應(yīng)車(chē)組排列中的每一個(gè)車(chē)組生成一勾掛車(chē)計(jì)劃，形式如下：股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd。其中Rid為車(chē)組所在股道的編號(hào)，W＝“+”，Tn為車(chē)組的掛車(chē)輛數(shù)，Wd為本 單作業(yè)的作業(yè)方向(“左”或“右”)。在調(diào)度計(jì)劃生成模塊中所述的摘車(chē)作業(yè)計(jì)劃生成，其處理方法是：對(duì)車(chē)列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，①判斷車(chē)列尾部的車(chē)輛的目的股道是否滿(mǎn)足摘車(chē)條件，若滿(mǎn)足就生成摘車(chē)作業(yè)計(jì)劃，形式如下：股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd。其中Rid為車(chē)列尾部車(chē)輛的目的股道的編號(hào)，W＝“-”，Tn為車(chē)列尾部具有相同目的股道的連續(xù)車(chē)輛數(shù)，且此數(shù)量要小于目的股道的剩余容車(chē)數(shù)，Wd按如下原則確定：若目的股道為有車(chē)股道，則Wd＝車(chē)頭在車(chē)列中的方向；若目的股道為空股道；則Wd根據(jù)車(chē)列進(jìn)入目的股道的最短路徑的方向確定。然后對(duì)該勾計(jì)劃進(jìn)行仿真。②若不滿(mǎn)足就查找最近的空閑的非盡頭線；插入二勾計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)車(chē)頭調(diào)轉(zhuǎn)，形式如下：第1勾：股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd。其中Rid為最近的空閑非盡頭線的股道編號(hào)，W＝“-”，Tn為車(chē)列中所有車(chē)輛數(shù)，Wd根據(jù)車(chē)列進(jìn)入Rid的最短路徑的方向確定。第2勾：股道號(hào)Rid，作業(yè)方式W，作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn，作業(yè)方向Wd。其中Rid同第1勾，W＝“+”，Tn同第1勾，Wd為車(chē)頭在車(chē)列中原來(lái)方向的反方向。然后對(duì)該2勾計(jì)劃進(jìn)行仿真。然后轉(zhuǎn)①。③若從②轉(zhuǎn)①后，車(chē)列尾部車(chē)輛的目的股道仍不滿(mǎn)足摘車(chē)條件，則返回摘車(chē)失敗。在調(diào)度計(jì)劃生成模塊中還需要對(duì)生成的調(diào)度作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行仿真，以便根據(jù)仿真后后的站場(chǎng)繼續(xù)進(jìn)行下一步搜索。仿真的處理方法是：首先根據(jù)站場(chǎng)現(xiàn)車(chē)情況建立仿真現(xiàn)車(chē)數(shù)據(jù)，包括股道上的車(chē)輛和車(chē)列上的車(chē)輛，然后根據(jù)車(chē)組排列中的車(chē)組編號(hào)復(fù)制對(duì)應(yīng)車(chē)組數(shù)據(jù)到仿真車(chē)組數(shù)據(jù)；對(duì)生成的調(diào)度作業(yè)計(jì)劃在以上仿真現(xiàn)車(chē)數(shù)據(jù)中進(jìn)行車(chē)輛位置跟蹤運(yùn)算；然后根據(jù)調(diào)度作業(yè)計(jì)劃對(duì)車(chē)組排列中的車(chē)組位置進(jìn)行跟蹤，方法為：根據(jù)調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W、作業(yè)車(chē)輛數(shù)Tn、作業(yè)方向Wd搜索涉及的車(chē)組排列中未處理的車(chē)組，改變其位置與起始序號(hào)。在調(diào)度計(jì)劃生成模塊中每一單調(diào)度作業(yè)計(jì)劃生成的最后一步是在各勾計(jì)劃之間補(bǔ)充通過(guò)計(jì)劃。通過(guò)計(jì)劃生成模塊的處理方法是：逐勾處理每一勾調(diào)度作業(yè)計(jì)劃：以 上一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向側(cè)的信號(hào)機(jī)為始端信號(hào)機(jī)，以下一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向側(cè)的信號(hào)機(jī)為終端信號(hào)機(jī)，進(jìn)行路徑搜索。特別的當(dāng)上一勾作業(yè)股道為空線時(shí)增加一次搜索：以上一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向的另一側(cè)信號(hào)機(jī)為始端信號(hào)機(jī)，以下一勾計(jì)劃作業(yè)股道的作業(yè)方向側(cè)的信號(hào)機(jī)為終端信號(hào)機(jī)，進(jìn)行路徑搜索，將本次搜索的路徑與上一搜索的路徑長(zhǎng)度進(jìn)行比較，選擇短的路徑。查看搜索到的路徑，若路徑中包括停放線股道，則按路徑中停放線的順序依次在上一勾計(jì)劃與下一勾作業(yè)計(jì)劃之間插入通過(guò)計(jì)劃：股道號(hào)Rid、作業(yè)方式W。其中Rid為路徑中的停放線股道編號(hào)，W＝“○”。通過(guò)上面的調(diào)度作業(yè)計(jì)劃生成模塊會(huì)生成可能的很多單作業(yè)計(jì)劃，需要通過(guò)調(diào)度計(jì)劃篩選模塊從這些計(jì)劃中篩選出最適合的調(diào)度作業(yè)計(jì)劃。調(diào)度計(jì)劃篩選模塊的處理方法是：以調(diào)度代價(jià)最為篩選調(diào)度計(jì)劃的依據(jù)。對(duì)調(diào)度作業(yè)計(jì)劃生成模塊生成的每一單計(jì)劃計(jì)算調(diào)度代價(jià)其中Gi表示該單計(jì)劃的總勾數(shù)；表示所有計(jì)劃的勾數(shù)平均值；Ri表示該單計(jì)劃執(zhí)行后站場(chǎng)上空閑股道數(shù)比執(zhí)行前減少的空閑股道數(shù)；表示所有計(jì)劃的執(zhí)行前比執(zhí)行后減少的股道數(shù)的平均值；Li表示該單計(jì)劃的路徑總距離；表示所有計(jì)劃的路徑距離的平均值；WG、WR、WL分別為勾數(shù)權(quán)值、空閑股道權(quán)值、路徑距離權(quán)值。為常數(shù)。選擇Ci最小的計(jì)劃為最佳調(diào)度作業(yè)計(jì)劃。生成的最佳調(diào)度作業(yè)計(jì)劃由系統(tǒng)顯示給操作人員審查，如確定無(wú)誤可以發(fā)送執(zhí)行；如需修改，系統(tǒng)也提供了修改計(jì)劃的界面，修改后的計(jì)劃發(fā)送執(zhí)行。同時(shí)為了便于調(diào)度人員審查調(diào)度作業(yè)計(jì)劃的合理性，系統(tǒng)還提供了仿真界面，可以對(duì)生成的計(jì)劃進(jìn)行仿真執(zhí)行以觀察計(jì)劃執(zhí)行后的站場(chǎng)是否符合作業(yè)要求以驗(yàn)證作業(yè)計(jì)劃的正確性。最后由智能調(diào)度計(jì)算機(jī)生成的鐵路運(yùn)輸最佳調(diào)度作業(yè)計(jì)劃可采用2種方式執(zhí)行：一種是將生成的鐵路運(yùn)輸行車(chē)作業(yè)計(jì)劃發(fā)送到信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，由信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的鐵路運(yùn)輸行車(chē)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)選排進(jìn)路，開(kāi)放進(jìn)路，并根據(jù)車(chē)輛的行駛、到達(dá)情況自動(dòng)實(shí)現(xiàn)行車(chē)作業(yè)計(jì)劃的清勾(一勾作業(yè)執(zhí)行結(jié)束的確認(rèn))，并將清勾信息反饋到智能調(diào)度計(jì)算機(jī)；另一種是在智能調(diào)度計(jì)算機(jī)未與信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)連接的情況 下，生成的鐵路運(yùn)輸行車(chē)作業(yè)計(jì)劃在智能調(diào)度計(jì)算機(jī)上由人工根據(jù)車(chē)輛的行駛、到達(dá)情況進(jìn)行清勾。