CN110490440A - 乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法及装置，方法包括：接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；采用列生成算法和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，将各个乘务组的乘务计划发送至所述外部终端。本发明能够自动化的进行高速铁路乘务的编制，进而提高高速铁路乘务的自动化程度和高速铁路运输效率。
Description
技术领域
本发明涉及高速铁路技术领域，具体涉及一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法及装置。
背景技术
目前，高速铁路正处于高速发展阶段，随着高速铁路路网不断完善、旅客需求不断增加以及运输规模不断扩大。如何运用现有资源最大化高速铁路运输效率，降低运输成本，已经成为高速铁路发展中一个必须解决的问题。乘务则是高速铁路运营组织中的一个重要环节。
现有技术中高速铁路乘务的编制仍以人工编制为主，以动车组的交路表为主要依据，根据自身的经验来编制乘务。这种编制方法中，存在大量重复的工作，耗费大量人力物力，并且最后的编制结果取决于编制人员的经验水平，往往不是十分理想，经常出现一些问题例如：乘务组工时不均衡、存在超长乘务区间、难以保证一定量的乘务组冗余等。
因此，人工编制的乘务则越来越难以满足现在高速铁路发展要求，不仅费时费力，而且编制的乘务优化程度也有待提高，这样导致的直接后果就是乘务运营成本增加，员工休息时间无法保证，乘务员工作调整困难，从而影响着整个铁路行业的发展。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法及装置，能够自动化的进行高速铁路乘务的编制，进而提高高速铁路乘务的自动化程度和高速铁路运输效率。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法，包括：
接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；
根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；
基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；
采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，将各个乘务组的乘务计划发送至所述外部终端。
其中，所述根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络，包括：
根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表确定时空接续网络中的节点和根据预设的约束条件确定各个节点之间的路径，得到时空接续网络。
其中，所述集合覆盖模型为：
其中，minZ为集合覆盖模型输出的最小值，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，cj表示月工时偏差量，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
其中，所述采用列生成算法和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，包括：
设置所述集合覆盖模型的初始解，采用列生成算法对初始解进行迭代，得到所述集合覆盖模型的松弛最优解，再用分支定界法将松弛最优解转化成整数最优解，将整数最优解对应的时空接续网络中的各个节点和路径的集合作为对应乘务组的乘务计划。
第二方面，本发明提供乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置，包括：
接收单元，用于接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；
网络单元，用于根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；
模型单元，用于基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；
发送单元，用于采用列生成算法和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，将各个乘务组的乘务计划发送至所述外部终端。
其中，所述网络单元包括：
网络子单元，用于根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表确定时空接续网络中的节点和根据预设的约束条件确定各个节点之间的路径，得到时空接续网络。
其中，所述集合覆盖模型为：
其中，minZ为集合覆盖模型输出的最小值，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，cj表示月工时偏差量，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
其中，所述发送单元包括：
发送子单元，用于设置所述集合覆盖模型的初始解，采用列生成算法对初始解进行迭代，得到所述集合覆盖模型的松弛最优解，再用分支定界法将松弛最优解转化成整数最优解，将整数最优解对应的时空接续网络中的各个节点和路径的集合作为对应乘务组的乘务计划。。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的步骤。
由上述技术方案可知，本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法及装置，通过接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端，能够自动化的进行高速铁路乘务的编制，进而提高高速铁路乘务的自动化程度和高速铁路运输效率。而且以乘务组月工时均衡为优化目标更符合现阶段高速铁路发展实际需求；针对的多基地、给定周期的乘务的适用性更广泛，并且符合现阶段高速铁路实际需求，能更有效的降低乘务组之间的月工时差异，使求解结果更优质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中的时空接续网络的结构示意图；
图3为本发明实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中的优化流程图；
图4为本发明实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中的分支定界流程图；
图5为本发明实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的实施例，参见图1，所述乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法具体包含有如下内容：
S101：接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；
在本步骤中，可以通过有线通信和无线通信中的至少一种方式得到外部终端输入的数据。该动车组的交路表是指动车组的数量以及这些数量的动车组运行时间和地点的表格。动车组乘务计划的给定周期是指一个乘务计划正常运行的时间段。
S102：根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；
可以理解的是，时空接续网络是指通过每个节点的时间属性以及预设的时间间隔约束，确定每个节点之间的接续关系的网络。在本步骤中，根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表确定时空接续网络中的节点和根据预设的约束条件确定各个节点之间的路径，得到时空接续网络。如图2所示，为建立的时空接续网络G'(V,E)。
其中，时空接续网络中的节点为所有动车组的所有运行线路上的各个站点，表示为：集合S＝{s|s＝1,……,m}，为运行图中所有运行线上站点的集合，设Sm为可以进行换乘的车站集合，Sh为乘务基地集合，
在确定了站点的集合S＝{s|s＝1,……,m}，从中确定：
1)乘务区段节点。
由于乘务员的值乘周期为5天，工作时间大概为2天。需要建立5天的时空网，把第一天的乘务区段节点复制一遍，并且第二天的节点属性需要稍作修改，其始发、终到时刻需要在第一天的始发、终到时刻的基础上加上1440min以保证时间的准确性。同时，在这个接续网中，两个节点可能对应着同一个乘务区段，但同一个乘务区段在一个乘务交路中只能出现一次，所以对每个节点vi，增加一个属性εi，用来表示节点vi的ID值。虽然存在两个节点表示同一乘务区段的现象，但是这两个节点的编号不同，ID值是一样的。
2)休息节点。
乘务交路中必须包含乘务员的休息时间，以此来确定乘务交路的值乘周期，从而确定乘务交路的月工时。所以在接续网中建立休息节点R＝{r0,r1,r2,r3}，其中不休息节点r0、休息一天节点r1、休息两天节点r2、休息三天节点r3。
在建立时空接续网时考虑的是乘务计划一体化优化问题，建立时空接续网络时要建立休息节点。
3)乘务基地节点。
对每一个乘务基地都需要定义2个节点Sho和Shd，Sho是该乘务基地出发点，Shd是该乘务基地到达点。对于每一个乘务交路来说，需要从一个乘务基地的出发点出发，经过若干乘务区段节点和休息节点，最后到达该乘务基地的到达节点。
4)对接续弧进行定义。
把接续弧分成日间弧和夜间弧两类。
日间弧表示同一天的两个乘务区段之间的接续，对于乘务区段i和j来说，当或者并且时，建立从i到j的日间弧eij，弧长tij表示i至j的接续时间，即 代表同一天的两个乘务区段之间最小接续时间，代表同一天的两个乘务区段之间最大接续时间。
夜间弧表示跨天的两个乘务区段之间的接续，对于乘务区段i和j来说，当并且时，建立从i到j的夜间弧eij，弧长tij表示i至j的接续时间，即 代表跨天接续的两个乘务区段之间最小接续时间，代表跨天接续的两个乘务区段之间最大接续时间。
5)对虚拟弧进行定义。
建立一个虚拟起点o和一个虚拟终点d，代表所有乘务交路的起点和终点，根据乘务基地数量来建立对应的Sho和Shd，代表乘务基地的出发点和到达点，每一条可行交路对应的乘务基地出发点和其乘务基地到达点必须是同一个乘务基地。对于每一个乘务基地出发点，建立从虚拟起点到该出发点的出发弧，对于每一个乘务基地到达点，建立从该到达点到虚拟终点的到达弧。对于任意的i∈V，如果i为乘务交路的第一个乘务区段，并且其始发站属于乘务基地，即则建立一条有向弧从乘务基地出发点Sho到点i，其弧长同理，对于任意的j∈V，如果j为乘务交路的最后一个乘务区段节点或者休息节点，并且其终到站属于乘务基地，建立一条有向弧从点j到乘务基地到达点Shd，如果点j的终到时间小于1440，即点j是第一天节点，则如果点j的终到时间大于于1440min小于2880min，即点j是第二天节点，则
在建立时空接续网时考虑多基地乘务，建立时空接续网时要建立虚拟起点和虚拟终点以及乘务基地节点。
6)连接休息点。
每次建立夜间弧的时候，在夜间弧中间插入休息点，例如建立夜间接续弧eij时，把该接续弧进行扩展，分成4对夜间接续弧，从i点分别连接到4个休息点，再分别连接到j点，代表在该夜间弧的时间内乘务组的休息状态， 分别代表在该夜间弧时不休息，休息一天，休息两天，休息三天。建立乘务基地到达弧时，用相同的方式插入休息点，对接续弧进行扩展。
其中，预设的约束条件包括：
1)乘务员连续担任不同动车组交路的乘务区段时，其间隔不能小于最小换乘时长，即后一乘务区段的出发时间和前一乘务区段的到达时间的时间间隔不能小于最小换乘时长。
2)乘务员连续担任乘务区段的工作时长(含换乘)不能大于最大连续值乘时长，需要进行间休后才能继续担任下一个乘务区段的工作。
3)乘务员连续值乘乘务交路(含外段驻班)不能超过最大连续值乘时间，需要进行大休时长后才能继续担任下一个乘务交路的工作。
4)乘务员大休时，其休息时间不能小于最小的大休时间。
5)乘务交路段长度(乘务员从出乘到退乘总时长，含间休、换乘、整备等)不能大于最大乘务交路段长度。
6)乘务员外段驻班时，其休息时间不能小于非基地乘务休息时间。
7)在同一个乘务交路中，前一乘务区段的到达站和后一乘务区段的出发站必须一致。
8)乘务员完成一个乘务交路的值乘任务后，必须返回其所属的乘务基地进行休息，即同一个乘务交路，第一个乘务区段的出发车站和最后一个乘务区段的到达车站必须一致，并且是乘务基地。
9)每一个乘务区段都必须包含在至少一个乘务交路中，保证所有的乘务区段都有乘务员担当值乘任务。
需要说明的是，约束条件中的各种时长，例如：最小换乘时长、最大连续值乘时长、最大连续值乘时间、大休时长、最小的大休时间、大休的时间长短和基地乘务休息时间，均根据使用需求进行自行设置。
S103：基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；
在本步骤中，该集合覆盖模型为：
其中，minZ为集合覆盖模型输出的最小值，表示为乘务组之间月工时最均衡，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，cj表示月工时偏差量，cj＝|tjTj/30-Taverage|，tj为第j条交路的总工作时间(单位：min)；Tj为第j条交路的值乘周期(单位：天)；Taverage为所有乘务交路的平均月工时(单位：min)，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
需要说明的是，上述集合覆盖模型存在模型约束条件，包括：
1)集合覆盖约束：
其中，i＝1,2,3...n，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，aij为第i个乘务区段是否包含在第j条交路中，如果是则取值为1，否则为0；为第k个乘务基地出发的第j条交路。
集合覆盖约束表示每个乘务区段至少被一个乘务交路覆盖一次。
2)乘务组数量约束：
其中，k∈Sh，Sh为乘务基地集合，nk为第k个乘务基地拥有的乘务组数量，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
乘务组数量约束表示从每个乘务基地出发的乘务组数量必须小于该乘务基地拥有的乘务组数量。
S104：采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端。
在本步骤中，设置所述集合覆盖模型的初始解，采用列生成算法对初始解进行迭代，得到所述集合覆盖模型的松弛最优解，再用分支定界法将松弛最优解转化成整数最优解，将整数最优解对应的时空接续网络中的各个节点和路径的集合作为各个乘务组的乘务计划。
可以理解的是，基于分支定界法包括4个步骤：初始解的产生、构建限制主问题、求解子问题、分支定界算法。
如图3所示，具体包括：
S1：建立时空接续网络，并确定基于该时空接续网络的集合覆盖模型的初始解；
S2：根据初始解的产生，进行列生成算法。列生成算法包括：生成新列，确定生成新列的限制主问题和对应的子问题，求解子问题并进行检验数的验证，若检验数大于或等于零，则确定得到的最优松弛解，若检验数小于零，则重新生成新列；
在本步骤中，利用限制主问题中产生的单纯形乘子π＝{π1,π2,π3…πm}来计算检验数，并把子问题的目标函数定为：
其中，j∈P，cj＝|tjTj/30-Taverage|，aij和集合覆盖模型中含义一样，πi代表第i个集合覆盖约束条件对应乘务区段的单纯形乘子。
S3：确定得到的最优松弛解，并判断该最优松弛解是否为整数，若为整数，则更新上界或进行剪枝，若不为整数，则更新下界或进行剪枝；在判断是否为整数后在判断GAP是否小于规定值；
需要说明的是，初始解的产生看为一个含资源约束最短路问题，采用基于动态规划的标号法进行求解。
S4：判断GAP是否小于规定值，若小于，则该GAP对应的解为原问题最优解，若不小于，则进行回溯并确定分支后，返回步骤S2。
在上述步骤S3和步骤S4中设置以下分支定界求解策略加快求解速度：采用全1分支方法、设置gap停止条件，其中分支定界流程图如图4所示。
由上述技术方案可知，本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法，通过接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端，能够自动化的进行高速铁路乘务的编制，进而提高高速铁路乘务的自动化程度和高速铁路运输效率。而且以乘务组月工时均衡为优化目标更符合现阶段高速铁路发展实际需求；针对的多基地、给定周期的乘务的适用性更广泛，并且符合现阶段高速铁路实际需求，能更有效的降低乘务组之间的月工时差异，使求解结果更优质。
本发明实施例提供一种能够实现所述乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中全部内容的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置的具体实施方式，参见图5，所述乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置具体包括如下内容：
接收单元10，用于接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；
网络单元20，用于根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；
模型单元30，用于基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；
发送单元40，采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端。
其中，所述网络单元20包括：
网络子单元，用于根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表确定时空接续网络中的节点和根据预设的约束条件确定各个节点之间的路径，得到时空接续网络。
其中，所述集合覆盖模型为：
其中，minZ为集合覆盖模型输出的最小值，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，cj表示月工时偏差量，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
其中，所述发送单元40包括：
发送子单元，用于设置所述集合覆盖模型的初始解，采用列生成算法对初始解进行迭代，得到所述集合覆盖模型的松弛最优解，再用分支定界法将松弛最优解转化成整数最优解，将整数最优解对应的时空接续网络中的各个节点和路径的集合作为各个乘务组的乘务计划。
本发明提供的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置的实施例具体可以用于执行上述实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
由上述技术方案可知，本发明提供一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置，通过接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端，能够自动化的进行高速铁路乘务的编制，进而提高高速铁路乘务的自动化程度和高速铁路运输效率。而且以乘务组月工时均衡为优化目标更符合现阶段高速铁路发展实际需求；针对的多基地、给定周期的乘务的适用性更广泛，并且符合现阶段高速铁路实际需求，能更有效的降低乘务组之间的月工时差异，使求解结果更优质。
本发明的实施例还提供能够实现上述实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图6，所述电子设备具体包括如下内容：
处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(CommunicationsInterface)603和总线604；
其中，所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述总线604完成相互间的通信；所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端。
本发明的实施例还提供能够实现上述实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；采用列生成算和分支定界法对所述集合覆盖模型进行划分处理求解得到动车组的各个乘务员组的乘务计划，将各个乘务员组的乘务计划发送至所述外部终端。
虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法，其特征在于，包括：
接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；
根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；
基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；
采用列生成算法和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，将各个乘务组的乘务计划发送至所述外部终端。
2.根据权利要求1所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法，其特征在于，所述根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络，包括：
根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表确定时空接续网络中的节点和根据预设的约束条件确定各个节点之间的路径，得到时空接续网络。
3.根据权利要求1所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法，其特征在于，所述集合覆盖模型为：
其中，minZ为集合覆盖模型输出的最小值，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，cj表示月工时偏差量，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
4.根据权利要求1所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法，其特征在于，所述采用列生成算法和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，包括：
设置所述集合覆盖模型的初始解，采用列生成算法对初始解进行迭代，得到所述集合覆盖模型的松弛最优解，再用分支定界法将松弛最优解转化成整数最优解，将整数最优解对应的时空接续网络中的各个节点和路径的集合作为对应乘务组的乘务计划。
5.一种乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收外部终端输入的动车组乘务计划的给定周期、动车组的交路表和动车组的乘务组数量；
网络单元，用于根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表建立时空接续网络；
模型单元，用于基于所述时空接续网络并以动车组的各个乘务组的月工时均衡为目标函数的集合覆盖模型；
发送单元，用于采用列生成算法和分支定界法对所述集合覆盖模型进行求解得到动车组的各个乘务组的乘务计划，将各个乘务组的乘务计划发送至所述外部终端。
6.根据权利要求5所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置，其特征在于，所述网络单元包括：
网络子单元，用于根据所述动车组乘务计划的给定周期和所述动车组的交路表确定时空接续网络中的节点和根据预设的约束条件确定各个节点之间的路径，得到时空接续网络。
7.根据权利要求5所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置，其特征在于，所述集合覆盖模型为：
其中，minZ为集合覆盖模型输出的最小值，P为所有的可行乘务交路，j为可行乘务交路P中第j条交路，cj表示月工时偏差量，为第k个乘务基地出发的第j条交路。
8.根据权利要求5所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化装置，其特征在于，所述发送单元包括：
发送子单元，用于设置所述集合覆盖模型的初始解，采用列生成算法对初始解进行迭代，得到所述集合覆盖模型的松弛最优解，再用分支定界法将松弛最优解转化成整数最优解，将整数最优解对应的时空接续网络中的各个节点和路径的集合作为对应乘务组的乘务计划。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至4任一项所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的乘务交路计划与值乘计划一体化编制的优化方法的步骤。
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