基于车型-交路匹配度的动车组运检计划一体化编制方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于车型-交路匹配度的动车组运检计划一体化编制方法，其步骤为：(1)数据预处理；(2)判断各列动车组包含的检修作业包是否到期；(3)判断动车组是否需要提前检修；(4)按照车型-交路匹配度将各交路分配给可用的动车组；(5)更新各列动车组的状态；(6)重复步骤(2)～(5)，直至完成计划编制。本发明适用于为动车运用所提供计算机自动化编制的运检计划，也可以为计划编制人员在手工编制时提供参考。
【专利说明】基于车型-交路匹配度的动车组运检计划一体化编制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高速铁路动车组运用与检修领域，尤其是涉及一种基于车型-交路匹配度、长交路优先分配、部分动车组松弛10%检修周期等原则的动车组运用与检修计划(简称运检计划)一体化编制方法。
【背景技术】
[0002]动车组的运用、检修工作是高速铁路系统的重要组成部分。对动车组建立适应高速网络要求的运用和检修管理体制是提高动车组运行效率、保障动车组运行安全的重要举措。由于动车组的运用方式不同于既有铁路旅客列车，这就决定了传统的铁路旅客列车的检修模式不能完全适用于高速铁路动车组。我国通过借鉴国外关于高速动车组检修方面的先进经验，将动车组的检修分为5级修程，其中1级修与2级修为日常运用检修，由动车运用所负责实施，3级修、4级修和5级修属于高级检修，由动车段负责实施。
[0003]动车组运用计划是指动车组每日的上线计划，即指定动车组完成指定交路的计划。由于各条交路的里程、客流量、线路条件等都不相同，因此不同交路需要的动车组型号、编组、定员也就各不相同，即在编制运检计划时，需要考虑交路和车型的匹配关系(匹配度)。除此之外，在编制动车组运用计划时还需考虑动车组检修计划方面的约束。
[0004]动车组检修计划则规定了动车组累计使用一定时间或里程之后，在合适的时间进行检修，以保障动车组的运行状态。编制动车组检修计划需要考虑检修规程对于各检修包时间周期以及里程周期以及动车组当前的状态(主要是指车组距上次检修的累计时间和里程)。动车组的累计里程是动车组运用计划的实施结果，因此动车组检修计划实际上也受到动车组运用计划的影响。
[0005]优化运用所的日常检修计划对于提高动车组的使用效率和降低动车组的检修成本具有重要意义。目前动车运用所的日常检修计划多采用人工编制的方法，这种编制方法过程复杂、耗费大量的宝贵时间，且多数情况下只能给出可行的动车组日常检修计划，无法优化动车组的检修作业，造成检修资源紧张。而且在计划实施的过程中，一旦某一环节出现变动，往往难于实现计划的快速调整。因此，提出运用检修计划一体化编制方法，对于实现计划的自动编排，减轻各级工作人员的劳动强度乃至提升我国高速铁路的运营组织水平方面具有重要的理论以及实际指导意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服人工编制动车组运用及检修计划的不足，提供一种简便的实现自动编制一体化的动车组运用与检修计划的方法。这种方法适用于为动车运用所提供计算机自动化编制的运用检修计划，也可以为动车运用所运检计划编制人员在手工编制计划时提供参考。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现，一种动车组运用与检修计划一体化自动编制方法，该方法包括下列步骤:
[0008](1)对输入数据进行预处理，输入数据主要包括交路信息、车组信息和维修作业包信息；预处理的内容主要包括补足缺失的维修记录信息、删除多余的维修记录信息以及修正错误的维修记录信息；
[0009](2)考虑部分车组松弛10%的检修周期原则，判断各列动车组所包含的检修作业包是否到期；
[0010](3)通过判断剩余里程是否足以承担所能承担的交路来确定动车组是否需要提前检修；
[0011](4)考虑长交路优先分配的原则，按照车型-交路匹配度将各交路分配给可用的动车组；
[0012](5)更新各列动车组的状态；
[0013](6)重复步骤(2)?(5)，直至完成计划持续时间段内所有动车组运用计划与检修计划的编制。
[0014]在为交路运输任务选择动车组时引入基于车型-交路匹配度的原则，这条原则是指，在制定运用计划为交路任务分配动车组时，优先分配匹配度为1的动车组，然后，在满足条件的情况下，再为动车组分配匹配度为0.5的动车组。
[0015]在判断各列动车组包含的检修作业包是否到期时引入部分车组松弛10%检修周期的原则，这条原则是指将里程周期和时间周期均延长至原来的110%，随着动车组的检修周期的延长，动车组检修次数将减少。
[0016]按照交路匹配或半匹配关系将各交路分配给可用的动车组引入长交路优先分配的原则，长交路优先分配原则是指将所有的交路按交路里程的长短做降序排列，再将排序后的交路按照车路匹配关系依次分配给可用的动车组。
[0017]本发明的有益效果在于:
[0018]首先，本发明提供了一种动车组运用与检修计划一体化编制方法，能实现计划的智能及自动化编制，在有效提尚计划的编制效率的同时也有利于提尚计划的编制质量。其次，通过引入本发明提出的基于车型-交路匹配度、长交路优先分配、部分车组松弛10%检修周期等原则，可以有效提高动车组运用效率。最后，通过本方法可以快速得到任意时间跨度的动车组运用与检修计划，并且可以快速统计出运用检修计划的缺车率、日均走行里程等指标，为动车运用所优化现有运用与检修计划提供了有力的参考。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明进行详细说明。本发明涉及一种基于长交路优先分配、部分车组松弛10%检修周期等原则的动车组运用与检修计划一体化编制方法，主要步骤如附图图1所示，包括:
[0021〕 步骤一，输入数据预处理。
[0022]输入数据主要包括三大类:交路信息、车组信息以及维修作业包信息。其中，交路信息数据主要指交路名称、交路里程、交路持续时间、交路所跨天数(一日交路、两日交路等)、交路始发站及其始发时间、终到站及其终到时间、折返站及其折返时间、动车所始发时间、动车所终到时间、交路包含的车次、交路与动车组的匹配关系(即车型-交路匹配度)、交路间的套跑衔接关系等等。车组信息数据是指车组的履历或当前状态信息，包括车组号、车型、定员、车组当前累计里程、车组各维修包的历史维修信息、车组计划日前的初始状态(承担交路、维修或备用维修包信息数据包括维修包的名称、时间周期、里程周期、维修作业时间(天数)等。
[0023]数据预处理工作包括:①补足缺失的维修记录信息；②删除多余的维修记录信息修正错误的维修记录信息。
[0024]步骤二，判断各列动车组包含的检修作业包是否到期。
[0025]依次判断各列动车组的各个维修作业包是否到期，包括判断里程周期和时间周期是否到期两个方面。判断的方法是截止到计划首日的上一日，动车组距离各个作业包最近一次检修的累计走行里程或时间是否达到了维修包规定的里程周期或时间周期。若动车组数量较为紧张，或者恰逢节假日等客运高峰，则可以考虑“部分车组松弛10%检修周期”的原则。这条原则是指将里程周期和时间周期均延长至原来的110%。这样一来，动车组的检修周期增长，有利于减少动车组的检修次数，从而提高动车组的运用效率，对缓解高峰用车有重要的意义。若动车组的某个作业包到达了检修周期，则扣下此动车组进行相应作业包的二级修(专项修)；若动车组所具有的作业包均未达到检修周期，则继续判断车组是否需要提前检修。
[0026]步骤三，判断动车组是否需要提前检修。
[0027]动车组提前检修的判断依据是动车组的剩余里程是否足够承担动车组所能承担最短交路。剩余里程指的是各个作业包的里程周期与动车组距离作业包最近一次检修的累计走行里程之差。若剩余里程不足以承担匹配的最短交路，则需要扣下动车组进行专项修，检修的作业包应是剩余里程最小的作业包。
[0028]步骤四，按照交路车型-交路匹配度将各交路分配给可用的动车组。
[0029]经过上述两次判断，“可用”的动车组已经全部找出。接下来的工作是将各交路(运输任务)按照交路车型-交路匹配度分配给各个动车组，即编制所谓的运用计划。为了使尽可能多的交路都有动车组来承担，本发明提出了 “长交路优先分配原则”。长交路优先分配原则是指将所有的交路按交路里程的长短做降序排列，再将排序后的交路按照交路车型-交路匹配度依次分配给可用的动车组。
[0030]在现实情况中，大部分交路与动车组车型都有相对应的情形。当某种型号的动车组可以承担某种交路时，称为“交路完全匹配”，车型-交路匹配度为1 ；反之，当某种型号的动车组不能承担某种交路时，称为“交路不匹配”，车型-交路匹配度为0。但是，这也不是绝对的，一些交路所匹配的动车组车型往往存在着可替代的情形。替代的动车组车型往往与匹配的动车组车型具有相近的定员、编组等，这些动车组与交路的关系称之为“半匹配”，相应的匹配度为0.5。为了化解密集交路与富余车型间的矛盾，提高动车组运用效率，在分配交路任务时也应该充分利用车路间的半匹配关系。也就是当某个交路缺乏匹配度为1的动车组时，而此时与之对应的匹配度为0.5的型号的动车组1又恰好有空余时，便可以让1动车组执行此交路的运输任务。
[0031]步骤五，更新各列动车组的状态。
[0032]经过以上四个步骤，所有的动车组和交路都进行了处理。接下来的工作是更新所有动车组的状态。动车组可能具备的状态有以下三种:备用；第II个作业包持续至第&天；第III个交路持续至第&天。因此状态的更新共有九种情形，分别是:①备用状态继续保持备用状态。这是指原来空闲备用的车组在计划日仍然没有被分配交路任务，因而继续保持原状态。②备用状态转为第II个检修包的第1天。虽然动车组备用时不会产生新的走行里程，但会产生新的累计时间，因而备用的动车组可能发生检修的时间周期到期的情形。③备用状态状态转为第III个交路的第1天。这是指原来空闲备用的车组在计划日被分配了编号为III的交路。④第!1个检修包的第&天转为第!1个检修包的第匕1天。这是指完成第!1个检修包需要多日，第&天4+1天则是其中两日。⑤第II个检修包的第&天转为备用状态。这是指第II个检修包在计划日的前一日完成，在计划日又未被分配交路任务，从而状态变为备用。⑥第II个检修包的第&天转为第砠交路的第1天。这是指第II个检修包在计划日的前一日完成，并且在计划日被分配了编号为III的交路。⑦第III个交路的第&天转为第III个交路的第匕+1天。这是指第III个交路是多日交路，第&天4+1天则是其中两日。⑧第III个交路的第&天转为备用状态。这是指第III个交路在计划日的前一日完成，在计划日又未被分配新的交路任务，从而状态变为备用。⑨第III个交路的第&天转为第II个检修包的第1天。这是指第III个交路在计划日的前一日完成，并且在计划日达到了第个检修作业包的周期。
[0033]步骤六，判断是否满足迭代终止条件。
[0034]在本发明中，终止条件是指迭代时间达到计划所要编制的最长天数。例如，计划为周计划，则终止条件为〖=7，即计划所要编制的最长天数为7天。
【权利要求】
1.一种基于车型-交路匹配度的动车组运检计划一体化编制方法，其特征在于，该方法包括下列步骤: (1)对输入数据进行预处理，输入数据主要包括交路信息、车组信息和维修作业包信息；预处理的内容主要包括补足缺失的维修记录信息、删除多余的维修记录信息以及修正错误的维修记录信息； (2)考虑部分车组松弛10%的检修周期原则，判断各列动车组所包含的检修作业包是否到期； (3)通过判断剩余里程是否足以承担所能承担的交路来确定动车组是否需要提前检修； (4)考虑长交路优先分配的原则，按照车型-交路匹配度将各交路分配给可用的动车组； (5)更新各列动车组的状态； (6)重复步骤(2)?(5)，直至完成计划持续时间段内所有动车组运用计划与检修计划的编制。
2.根据权利要求1所述的一体化自动编制方法，其特征是:在为交路运输任务选择动车组时引入基于车型-交路匹配度的原则，这条原则是指，在制定运用计划为交路任务分配动车组时，优先分配匹配度为1的动车组，然后，在满足条件的情况下，再为动车组分配匹配度为0.5的动车组。
3.根据权利要求1所述的动车组运用与检修计划一体化自动编制方法，其特征是:在判断各列动车组包含的检修作业包是否到期时引入部分车组松弛10%检修周期的原则，这条原则是指将里程周期和时间周期均延长至原来的110%，随着动车组的检修周期的延长，动车组检修次数将减少。
4.根据权利要求1所述的一体化自动编制方法，其特征是:按照交路匹配或半匹配关系将各交路分配给可用的动车组引入长交路优先分配的原则，长交路优先分配原则是指将所有的交路按交路里程的长短做降序排列，再将排序后的交路按照车路匹配关系依次分配给可用的动车组。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一体化自动编制方法，其特征是:在步骤(1)中，交路信息数据主要指交路名称、交路里程、交路持续时间、交路所跨天数、交路始发站及其始发时间、终到站及其终到时间、折返站及其折返时间、动车所始发时间、动车所终到时间、交路包含的车次、交路与动车组的匹配关系、交路间的套跑衔接关系；车组信息数据是指车组的履历或当前状态信息，包括车组号、车型、定员、车组当前累计里程、车组各维修包的历史维修信息、车组计划日前的初始状态(承担交路、维修或备用)；维修包信息数据包括维修包的名称、时间周期、里程周期、维修作业时间。
6.根据权利要求1或5所述的一体化自动编制方法，其特征是:在步骤(2)中，依次判断各列动车组的各个维修作业包是否到期，包括判断里程周期和时间周期是否到期两个方面；判断的方法是截止到计划首日的上一日，动车组距离各个作业包最近一次检修的累计走行里程或时间是否达到了维修包规定的里程周期或时间周期；若动车组数量较为紧张，或者恰逢节假日等客运高峰，则可以考虑“部分车组松弛10%检修周期”的原则；这条原则是指将里程周期和时间周期均延长至原来的110% ;若动车组的某个作业包到达了检修周期，则扣下此动车组进行相应作业包的二级修；若动车组所具有的作业包均未达到检修周期，则继续判断车组是否需要提前检修。
7.根据权利要求1或6所述的一体化自动编制方法，其特征是:在步骤(3)中，动车组提前检修的判断依据是动车组的剩余里程是否足够承担动车组所能承担最短交路；剩余里程指的是各个作业包的里程周期与动车组距离作业包最近一次检修的累计走行里程之差；若剩余里程不足以承担匹配的最短交路，则需要扣下动车组进行专项修，检修的作业包应是剩余里程最小的作业包。
8.根据权利要求1或7所述的一体化自动编制方法，其特征是:在步骤⑷中，经过步骤(2)和步骤(3)的两次判断，“可用”的动车组已经全部找出，接下来的工作是将各交路按照交路车型-交路匹配度分配给各个动车组，即编制所谓的运用计划；为了使尽可能多的交路都有动车组来承担，采用长交路优先分配原则，即先将所有的交路按交路里程的长短做降序排列，再将排序后的交路按照交路车型-交路匹配度依次分配给可用的动车组。
9.根据权利要求8所述的一体化自动编制方法，其特征是:经过以上步骤，所有的动车组和交路都进行了处理；接下来的工作是更新所有动车组的状态；动车组可能具备的状态有以下三种:备用，第η个作业包持续至第k天，第m个交路持续至第k天；因此状态的更新共有九种情形，分别是:①备用状态继续保持备用状态，这是指原来空闲备用的车组在计划日仍然没有被分配交路任务，因而继续保持原状态；②备用状态转为第η个检修包的第1天备用状态状态转为第m个交路的第1天，这是指原来空闲备用的车组在计划日被分配了编号为m的交路；④第η个检修包的第k天转为第η个检修包的第k+Ι天，这是指完成第η个检修包需要多日，第k天、k+Ι天则是其中两日；⑤第η个检修包的第k天转为备用状态，这是指第η个检修包在计划日的前一日完成，在计划日又未被分配交路任务，从而状态变为备用；⑥第η个检修包的第k天转为第m交路的第1天，这是指第η个检修包在计划日的前一日完成，并且在计划日被分配了编号为m的交路；⑦第m个交路的第k天转为第m个交路的第k+Ι天；这是指第m个交路是多日交路，第k天、k+Ι天则是其中两日；⑧第m个交路的第k天转为备用状态，这是指第m个交路在计划日的前一日完成，在计划日又未被分配新的交路任务，从而状态变为备用；⑨第m个交路的第k天转为第η个检修包的第1天，这是指第m个交路在计划日的前一日完成，并且在计划日达到了第η个检修作业包的周期。
10.根据权利要求9所述的一体化自动编制方法，其特征是:所述的步骤￠)中，须判断是否满足迭代终止条件；终止条件是指迭代时间(t)达到计划所要编制的最长天数。
【文档编号】G06Q10/04GK104504454SQ201410713516
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】林柏梁, 王家喜, 李建 申请人:北京交通大学