动车所调车作业计划优化模型与算法

本文在分析动车组一级修作业流程特点的基础上,将动车所调车作业计划优化问题构建为整数规划模型并设计了融合"股道均衡分配规则""股道无效占用时间最小化规则""冲突消解策略"的启发式算法对问题进行求解,以动车所实际案例为背景验证了模型和算法的有效性。结果表明,所提出优化模型和算法是有效的;所提启发式算法相比三类常见的调度方法具有明显的优越性。     

动车所一级修灵活作业顺序模型与算法

动车所一级修作业流程大都采用“清洗-检修”固定作业顺序模式,由于线路容量限制和动车组到达时间顺序不固定,该模式会导致动车组等待时间长、线路空闲和检修能力浪费等.针对这些问题,提出了一种动车所一级修灵活作业顺序的非线性整数模型,模型以最晚完工时间最小为目标,并考虑了动车组作业先后顺序、单个动车组作业流程以及动车组运用计划时间要求等约束条件,采用改进遗传算法完成求解.以太原动车所为例,对比其他两种固定作业顺序模式,验证了本文模型的可行性和有效性.研究结果表明:灵活作业顺序模式能够有效减少动车组等待作业时间,加强线路的利用率,缩短最晚完工时间,提高动车所一级修的工作效率和能力.     

动车段动车组管理信息系统架构设计与关键技术分析

随着高速铁路运营体系的不断完善,我国的动车组业务也在不断扩大,动车组运用检修管理的模式也在不断发展。在2011年,我国对高速铁路生产力布局进行全面调整,动车段逐渐成为动车组运用检修的主体,动车运用所和动车基地成为负责一、二级修和高级修的生产车间。该文对动车段动车组管理信息架构进行简要概述,提出架构的组成方式,并且对信息技术做出分析,为整个动车组系统的建设与深入研究奠定了理论基础。     

求解VRPBTW的变邻域搜索算法

以电子商务环境下物流配送为背景,建立了带有时间窗和回程载货约束的车辆路径问题优化模型,设计了改进的变邻域搜索求解算法.该算法采用改进的Braysy顺序插入法生成问题初始解,再根据变邻域搜索算法机制应用4种不同搜索范围的局域搜索算子对初始解进行改进.通过对多个算例的求解实验,并与采用一般流程的变邻域搜索算法进行比较,结果表明所提出的变邻域搜索算法的求解效果明显优于采用一般流程的变邻域搜索算法,是求解该类问题的有效算法.     

用和声搜索算法求解技术站列车解编方案

确定到达列车的解体顺序和出发列车的编组顺序(即列车解编方案)是技术站编组调机运用计划的核心问题.本文为解决该问题,构建相应的优化模型,利用结合邻域搜索的和声搜索算法进行求解,采用目标函数值评价新的和声,邻域搜索策略用于获取新的和声.最后利用算例对所设计算法的求解效率进行分析验证,表明:算法收敛速度较快,而与邻域搜索策略的结合,有利于扩展其搜索范围与提升全局搜索能力,降低对选择概率的依赖.通过对不同参数条件下计算时间的测试说明,所设计算法能够满足技术站编组列车解编方案编制的要求.     

基于局部搜索策略的车间作业调度问题的算法研究

为车间作业调度问题提供了一个快速、易于实现的近似算法．该算法基于局部搜索策略,采用特殊的邻域构造方法,即邻域的构造仅与关键路径上的工序相关．该算法找到了所测试的14个标准算例中12算例的最优解,而且在PⅡ233的计算机上每个算例的计算时间不超过1s。     

周期性居家医疗护理问题的禁忌求解算法

针对周期性服务需求的居家医疗与护理资源管理问题，提出一种基于插入法和节约算法的禁忌算法。该算法综合考虑客户接受服务的日期、客户的服务等级和客户访问次序，在初始解基础上进行邻域搜索，每次邻域搜索选取部分客户，搜索其所有可能的服务日期、服务等级对应的调度方案，选择成本最低的方案作为邻域搜索的最新解。邻域搜索中变换过的客户将列入禁忌表，在禁忌步长内不予变换。通过多次迭代，求解结果向最优解方向收敛。对随机生成的算例及基于标准 Vehicle Routing Problem （VRP）算例构造的算例进行仿真验证，并与 Rolling Horizon Myopic Planning Approach （RHMPA）算法求解结果对比，实验结果表明，该算法在一定运行时间内适合求解客户规模低于500人的案例，且求解结果优于 RHMPA 算法，多次求解的结果相对误差仅为0．94％。该算法为家庭护理管理和计划调度问题提供了新的算法设计优化思路，对提高当前我国相关产业的管理和调度水平具有现实意义。     

求解随机型双边装配线平衡问题的混合回溯搜索优化算法

针对现实生产中普遍存在的操作时间为随机的双边装配线平衡问题,提出一种混合回溯搜索优化算法。该算法将变邻域搜索算法的局部搜索能力融入到回溯搜索优化算法的全局搜索中,从而实现广度搜索和深度搜索的平衡。运用基于随机键的编码将用于求解连续问题的回溯搜索优化算法应用于离散组合优化问题,同时提出一种基于均衡双边负载的边选择策略和减少工位空闲时间的任务选择策略的解码方法,并将该方法同另外4种解码方法进行对比,以验证其优越性。标杆算例测试表明,所提出的算法具有可行性和有效性。     

基于混合变邻域遗传算法的柔性车间调度研究

针对柔性作业车间调度的问题，以最大完工时间为目标建立数学模型，提出一种混合变邻域遗传算法。采用三种初始化方法保证初始解的质量，用遗传算法进行初步搜索，将搜索的结果通过迭代贪婪策略进一步搜索，以提高解的质量，再对关键路径进行邻域搜索，设计“跨机器工序搜索邻域”、“同机器工序搜索邻域”、“次优工序搜索邻域”三种邻域结构，加强局部搜索能力。引入迭代贪婪策略和改进的邻域结构可显著提高算法的稳定性与迭代速度。通过对国际通用的柔性作业车间调度基准算例进行测试，实验结果表明所提改进算法能够有效求解柔性作业车间调度问题。     

混合流水车间调度问题的两阶段启发式算法

针对以最小化makespan为目标的混合流水车间调度问题,提出了一种两阶段启发式算法。在算法设计中,借鉴求解常规流水车间调度问题的经验,定义了一种相邻交换的邻域结构。算法的第一阶段利用基于排列排序的Nawaz-Enscore-Ham(NEH)算法求得一个较好的初始解,第二阶段通过邻域搜索来提高解的质量。基于benchmark算例的仿真实验结果表明该算法的有效性,与NEH相比,77个算例的平均偏差降低了2.004%,且其运行时间不超过0.031 s。     

我国高速动车组检修制度

根据高速铁路动车组的结构、运用与维修特点和国外运用经验，论述了高速列车在运用中的若干个问题；探讨了动车组的维修体制，结合我国国情，提出了高速列车运用检修模式，提出了高速列车的运行方式、乘务制度、检修制订芭及工艺流程。     

均匀邻域对位的自适应差分进化算法

针对对位差分进化算法依然存在探索能力差和早熟收敛问题,提出一种基于均匀邻域对位的自适应差分进化算法.该算法在对位点所在局部邻域作适应性的小幅均匀变异操作,用以扩大对位点的搜索区域,从而提高跳出局部陷阱的概率;在对位点均匀变异操作中,变异步长利用当前群体中所有个体在每一维度的最大最小值的差距作自适应的调节,通过实时利用群...     

求解多起点多旅行商问题的-K-means聚类信息传播算法

多旅行商问题在实际生活中有着较为广泛的应用价值,该问题的求解受到越来越多学者的关注。信息传播算法是一类求解组合优化问题最为有效的方法,基于K-means聚类技术,给出了求解多起点多旅行商问题(Multiple depots Multiple Traveling Salesman Problem, MMTSP)的信息传播算法,该算法采用k-means聚类算法将旅行商问题进行聚类,从而形成若干类,对每一个类采用信息传播算法进行旅行商搜索,将每一个类的搜索结果进行综合,得到MMTSP问题的解。通过对旅行商标准测试数据集中的多种实例进行测试,并与其它同类算法进行试验对比分析,结果表明：该算法优于同类算法。     

基于改进YOLOV7与StrongSORT算法的列车司机手比行为检测

列车司机驾驶行为的规范性直接影响到列车行车安全与状态，但当前对列车司机手比行为的检测仍存在不足。为了对列车司机手比行为进行有效检测，本文利用动车组模拟驾驶系统所采集的司机乘务作业影像，结合采用融合注意力机制的You Only Look Once Version 7 (YOLOV7)神经网络模型与Strong Simple Online and Realtime Tracking (StrongSORT)算法，对动车组司机驾驶过程中的5种手比行为进行检测。实验结果表明：本文算法可以有效提升对列车司机乘务作业时不同类型手比行为的检测效果，其中检测精确率平均提升1.2%，检测召回率平均提升1.9%。本文提出的算法将有助于改进铁路院校、机务部门对列车司机日常训练、工作考评的效果，提高列车行车过程中的安全性。     

一个具有仓库容量选择的两阶段设施选址问题的模型及算法

设施选址及其规模选择优化对供应链的长期战略成本和运营成本有着重要影响, 是提高企业利润和竞争力的关键决策之一, 也是运筹优化领域研究的热点与难点. 针对已有的两阶段设施选址问题,(two-stage facility location problem, TSFLP),研究中缺乏对设施容量选择的优化, 在设施选址问题基础上引入了设施容量选择的优化, 同时确定了工厂的位置、仓库的位置和容量、从工厂到仓库的产品流以及客户到仓库的分配, 建立了以最小化总成本为目标的混合整数规划模型, 并基于模型特点设计了适合求解此问题的拉格朗日松弛(Lagrangean relaxation, LR)方法和混合变邻域禁忌搜索,(hybrid variable neighborhood tabu search, HVNTS)算法. 基于随机生成的大量具有不同参数的实例, 验证了所提出的算法可有效求解大规模的、且需同时优化设施选址及容量选择的问题.     

基于跨邻域搜索的连续域蚁群优化算法

针对连续域蚁群算法寻优能力差、容易产生局部最优的问题,提出了一种基于跨邻域搜索的改进蚁群算法。首先,通过自适应种群划分方式计算可行解和不可行解群体;然后,针对不可行解群体利用自主选择学习算子选择对象进行学习,目的是不断扩大种群规模,避免算法陷入局部极值点,继而对可行解群体采取全局跨邻域搜索的方式,引导蚂蚁向全局最优解靠近,加快收敛速度;最后,基于全局最优解采用局部跨邻域的方式引导蚂蚁在小范围内进行细致搜索,提高收敛精度。通过与其他连续域蚁群优化算法针对CEC2017测试函数在低维和高维情况下的实验对比,证明本文算法具有较好的寻优能力和稳定性,能有效避免陷入局部最优。     

多重动力吸振器对高速列车地板振动的控制

针对某高速动车组线路运行时出现的地板局部振动问题,通过线路试验发现地板在33 Hz附近存在局部振动放大现象,为解决该问题,基于多自由度结构振动原理,建立包含多重动力吸振器(MDVAs)的地板振动控制模型,分析了多重动力吸振器控制地板振动的最优调谐参数,并对动力吸振器控制效果进行了验证。结果表明,安装位置会对控制效果产生明显影响,吸振器安装应尽量选择振型最大处安装,吸振器参数的控制效果不会随参数变化而无限增加。采用地板动力吸振方案可有效降低目标频率处的振动,地板时域最大峰值下降约66%,舒适度指标降低0.3。     

基于信道衰落相关矩阵的自适应多天线技术

为了在满足目标频谱效率和目标误码率前提下减小多天线系统的发送功率,针对采用线性接收机的无编码空间复用系统,提出了一种发送天线选择及速率(调制方式)分配、功率分配准则。该准则利用了信道衰落的空间相关矩阵,以各子码流的误码率为约束条件,对发送功率进行优化。仿真结果表明:该准则相比于目前已有的天线集合及调制方式选择准则有2 dB的信噪比增益。给出了逼近该准则性能的简化算法,该算法在很大范围内能达到穷举搜索的性能。     

基于差分进化算法的FMS中机器与AGV同时调度方法

针对柔性制造系统中机器与AGV（automated guided vehicle）同时调度问题，提出一种混合变邻域搜索的改进离散差分进化算法。以最大完工时间最小为优化目标，考虑机器与AGV双资源约束，建立相应的数学模型。为了同时调度机器与AGV，采用基于工序、机器、AGV的3层编码结构。通过改进差分进化（differential evolution，DE）算法的变异、交叉算子产生新个体以提高算法的全局搜索能力，并引入模拟退火算法中解的接受准则选择下一代。同时，为了增强算法的局部搜索能力，对算法每次迭代的最优个体进行变邻域搜索。通过算例计算和对比，证明了提出的改进DE算法的有效性、稳定性和优越性。     

HEVC帧间编码的快速CU尺寸和PU模式决策算法

为了进一步降低高效视频编码(HEVC)帧间编码的复杂度,提出一种快速的编码单元(CU)尺寸和预测单元(PU)模式决策算法.首先,利用SKIP和平均运动矢量提前结束CU分割过程.其次,根据统计的阈值,实现概率较小的PU模式计算过程的跳过.算法在随机方向(RA)和低延时(LD)配置下,编码时间分别平均降低42.2%和36.3%,造成的BDBR(bjentegaard delta bitrate)损失仅为0.624%和0.264%.实验结果表明:CU尺寸和PU模式决策算法在编码质量基本不变的前提下,能正确地决策出最佳CU尺寸和PU模式,有效地提高HEVC的编码效率.