CN111612309B - 一种铁路运输任务生成方法、装置及铁路运输调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路运输任务生成方法、装置及铁路运输调度系统，属于轨道交通技术领域，包括根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。本发明可实现统筹分析计算整个站场的运输需求与资源，自动实现工业铁路运输任务的自动生成。

Description

一种铁路运输任务生成方法、装置及铁路运输调度系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种工业铁路运输任务生成方法及系统。

背景技术

在冶金、煤炭、港口、矿山、石化等等大型企业内部铁路运输是运输的重要形式，近年来随着产能集聚，大型企业的产能不断扩大，原有设计建设的铁路站场需要承担更大规模的运输量，调度方案的优劣对于能够顺利完成运输生产任务至关重要，同时也直接关系到车站设备是否能够得到综合有效利用。而且好的调度方案还能够实现节能降耗，符合当前国家大力提倡的绿色经济的要求。

工业铁路运输调度需要考虑的因素众多且复杂，如各类装卸点装卸设施的装/卸能力与进度，咽喉区间的共享冲突、各行程区间的长度、各机车的牵引能力与速度、各机车及到发线的合理使用、各线路的容车数、车流的有效接续等等。

目前工业铁路的调度主要由人工完成，主要依赖调度人员个人的调度经验。但是人工作业有可能存在疏忽和考虑不周的情况。更为重要的是，在站场规模较大且时间性要求较高的情况下涉及时间、距离、优先级等数据，人工很难在短时间内进行精确计算并给出最优的调度方案。

因此为了提高调度方案的编制质量、节约资源、降低能耗、提高运输生产的效率，研究实现工业铁路智能调度方案具有很好的实际意义。在工业铁路站场中存在着大量的运输需求，如何对这些运输需求进行统筹安排形成每台机车在各个时段的单次运输任务，进而根据该运输任务编制调车作业计划单将直接影响整个站场的运输设施、设备的利用以及运输效率的高低。

目前在国内工业铁路运输领域中的关于调度方面的研究多集中在计划编制操作的简化上，在智能运输调度方面尚无成功应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，自动实现工业铁路运输任务的智能生成。

为实现以上目的，本发明采用一种铁路运输任务生成方法，包括如下步骤：

根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；

计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；

对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；

对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

进一步地，所述设定的触发条件包括调车计划钩清钩时、装车/卸车完成时、装车/卸车将在指定预计时间t_m内完成时、小运转开行同意时、库存需求时、发车需求时以及解编需求时；

所述根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合，具体包括：

查询是否存在设定的触发条件；

若是，则根据设定的需求生成条件，生成机车的运输需求，该设定的需求生成条件包括阶段计划内容、各装卸货位上车辆装卸完成情况、货位空闲情况、发车需求情况以及解编需求情况；

若否，则重新查询是否存在设定的触发条件；

根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合。

进一步地，所述计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，包括：

根据预先设定的优先级影响因素，计算所述运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，所述预先设定的优先级影响因素包括装/卸品名、是否临近最迟完成时间、车辆的总停时、本次待送/待取停时、指定运输的特别指令以及出发列车急需的车辆。

进一步地，在所述对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间之后，还包括：

对所述运输任务状态空间中的运输需求组合进行筛选，得到筛选后的运输任务状态空间；

相应地，对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将运输代价最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务，具体为：

对所述筛选后的运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将运输代价最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

进一步地，所述对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，具体为：

每个运输需求组合对应的运输代价V_jk＝f(P,Ln,cn,cs,Tp,Ts,Tf,Tw)，其中P表示所述运输任务状态空间中的各运输需求的优先级，Ln表示调车程，cn表示车辆数，cs表示车组数，Tp表示等待取车的时间，Ts表示等待送车的时间，Tf表示装卸点空闲时间或发车等待时间，Tw表示各车辆停时。

进一步地，在所述对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为该机车的运输任务之前，还包括：

计算剩余计划作业单的运输代价，并判断剩余计划作业单的运输代价是否小于该机车号的运输代价的最小值；

若是，则不生成该机车的运输任务；

若否，则将上述该机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

另一方面，提供一种铁路运输任务生成装置，包括：运输需求集合构建模块、优先级计算模块、运输任务状态空间生成模块和运输任务生成模块，其中：

运输需求集合构建模块用于根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；

优先级计算模块用于计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；

运输任务状态空间生成模块用于对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；

运输任务生成模块用于对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

进一步地，所述设定的触发条件包括调车计划钩清钩时、装车/卸车完成时、装车/卸车将在指定预计时间t_m内完成时、小运转开行同意时、库存需求时、发车需求时以及解编需求时；

所述运输需求集合构建模块包括：查询单元、第一执行单元、第二执行单元和构建单元，其中：

查询单元用于查询是否存在设定的触发条件；

第一执行单元用于在查询单元输出结果为是时，根据设定的需求生成条件，生成机车的运输需求，该设定的需求生成条件包括阶段计划内容、各装卸货位上车辆装卸完成情况、货位空闲情况、发车需求情况一级解编需求情况；

第二执行单元用于在查询单元输出结果为否时，重新查询是否存在设定的触发条件；

构建单元用于根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合；

所述优先级计算模块用于根据预先设定的优先级影响因素，计算所述运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，所述预先设定的优先级影响因素包括装/卸品名、是否临近最迟完成时间、车辆的总停时、本次待送/待取停时、指定运输的特别指令以及出发列车急需的车辆；

所述运输任务生成模块包括运输代价计算单元和运输任务生成单元，其中运输代价计算单元用于利用V_jk＝f(P,Ln,cn,cs,Tp,Ts,Tf,Tw)计算每个运输需求组合对应的运输代价，其中P表示所述运输任务状态空间中的各运输需求的优先级，Ln表示调车程，cn表示车辆数，cs表示车组数，Tp表示等待取车的时间，Ts表示等待送车的时间，Tf表示装卸点空闲时间或发车等待时间，Tw表示各车辆停时；

运输任务生成单元用于将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

进一步地，还包括与所述运输任务状态空间生成模块输出端连接的筛选模块，该筛选模块的输出端与所述运输任务生成模块连接，该筛选模块用于对所述运输任务状态空间中的运输需求组合进行筛选，得到筛选后的运输任务状态空间。

另一方面，提供一种铁路运输调度系统，包括通过网络连接的物流跟踪管理装置、物流管理装置、物流数据库、调车作业计划生成装置、ERP接口服务器和如上所述的铁路运输任务生成装置，其中：

物流跟踪管理装置用于管理站场中各车辆的第一管理信息并存储至物流数据库，该第一管理信息包括站场中各车辆的位置信息、空重信息和车况状态；

物流管理装置用于管理站场中各车辆的第二管理信息并存储至物流数据库，该第二管理信息包括各车辆在各个装卸点的实际装卸情况以及各装卸点的装卸进度预测结果；

铁路运输任务生成装置用于根据第一管理信息和第二管理信息生成机车的运输任务并发送至调车作业计划生成装置；

调车作业计划生成装置用于根据机车的运输任务生成调车作业计划单并发送给铁路信号联锁系统。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明根据运输生产计划信息和铁路站场线路、车流物流、货场仓库、装卸点等实时情况，通过运输需求状态空间搜索、优先级计算、运输任务代价计算等，可实现统筹分析计算整个站场的运输需求与资源，自动实现工业铁路运输任务的自动生成，为后续的调车作业计划单的编制提供依据，进而与调车作业计划系统一起实现工业铁路运输的自动调度，综合有效利用各类车站设施设备，提高运输效率，同时实现节能降耗。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种铁路运输任务生成方法的流程示意图；

图2是一种铁路运输任务生成方法的整体流程示意图；

图3是一种铁路运输任务生成系统的结构示意图；

图4是一种铁路运输调度系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

如图1所示，本实施例公开了一种铁路运输任务生成方法，包括如下步骤S1至S4：

S1、根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；

S2、计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；

S3、对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；

S4、对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

具体来说，设定的触发条件包括调车计划钩清钩时、装车/卸车完成时、装车/卸车将在指定预计时间t_m内完成时、小运转开行同意时、库存需求时、发车需求时以及解编需求时。

上述步骤S1：根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合，具体包括如下步骤S11至S14：

S11、查询是否存在设定的触发条件，若是则执行步骤S12，若否则执行步骤S13；

S12、根据设定的需求生成条件，生成机车的运输需求，该设定的需求生成条件包括阶段计划内容、各装卸货位上车辆装卸完成情况、货位空闲情况、发车需求情况以及解编需求情况；

S13、重新查询是否存在设定的触发条件；

S14、根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合。

以下通过一实施例对运输需求的生成过程进行说明：顺序扫描所有装卸货位上的车辆装卸完成情况，对于完成作业的每个车辆生成一个送车需求；顺序扫描所有货位空闲情况，有空闲货位的生成一个要车需求；顺序扫描小运转车辆与路局车辆，同时查看发车需求，车辆的去向与发出需求相符的生成一个指定车辆运输需求；顺序扫描进站列车，针对列车中相同品名的每组车各生成一个送车需求，以此类推。

然后扫描生成的运输需求，查看是否在本时间段的阶段计划范围内，删除不在本阶段计划内的。进一步的，顺序扫描所有剩余已生成的运输需求，对于同种类型(相同去向、相同品名)的相邻的运输需求进行合并。

需要说明的是，每个运输需求均需生成最大时间范围，即确定允许开始时间t₁，最迟完成时间t₂。具体为：送车运输需求的最大时间范围通过车辆的以下属性进行计算：品名，车型(对应可装载的货物)，停时，各类时间(装/卸完成时间、预计装/卸完成时间、进站时间、入线时间)。送车运输需求的最大时间范围计算过程为：比如送车运输需求中的品名是铁水，则最迟完成时间t2是高炉出铁时间，允许开始时间t1是出铁时间之前的x分钟，可根据需要规定为20分钟或是更长时间；再比如对于站内停时超过48小时的车辆，送车运输需求的允许开始时间t1为触发条件满足时间，最迟完成时间t2为发条件满足时间后的x分钟，可根据需要规定为60分钟或其它时间。

优选地，为了有效减少生成的运输需求a_i数量，根据触发条件发生时机车现有作业情况，采用不同的运输需求搜索范围：当触发条件发生时，查看本机车是否尚有未执行完毕的调车作业计划单，如果还有，则只在本机车附近就近搜索运输需求，一般的以3个基本进路为范围；否则，就在全局搜索运输需求。

具体来说，上述步骤S14：根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合，具体为：每个机车的运输需求集合由机车的作业范围决定，机车的作业范围包括：股道范围、装卸点范围、调送物资品名。每个机车的所有运输需求组成该机车的运输需求集合A_j＝{a_ji∣i＝1，2……}，j表示机车序号。

以下通过一实施例对运输需求集合构建过程进行说明：通过以下机车属性判定运输需求是否属于该机车：作业覆盖范围内的股道停放线清单，装卸点货位清单，调送物资品名清单，作业类型清单(如小运转、站内调车，待闭，送修)、物资品名、车型)，可以调运的车辆车型清单，特殊要求(如隔离车等防护要求)等。

构建的运输需求集合类型包括以下三种：

(1)要车需求集合{(R_i，n_1i，n_2i，V_ij，t_1i，t_2i)∣i，j＝1，2……}；其中R_i为股道编号，n_1i为要车车位的起始序号，n_2i为要车车位的结束序号，当n_1i为0时表示不指定起始序号，此时n_2i表示车辆的数量，V_ij为车辆类型；t_1j,t_2j分别表示该要车需求的允许开始时间，最迟完成时间；以车位对应的相同种类相同状态的车辆为单位生成要车需求。

(2)送车需求集合{(R_i，n_1i，n_2i，t_1i，t_2i)∣i＝1，2……}，R_i为股道编号，n_1i为被送车组在Ri股道上起始序号，n_2i为结束序号；t_1j,t_2j分别表示该要车需求的允许开始时间，最迟完成时间；以车组为单位生成送车需求，车组是具有相同特性与状态的一组连续车辆。

(3)指定车辆运输需求(送车与要车相同)集合{((R_i，n_1i，n_2i)，(R_j，n_1j)，t_1k，t_2k)∣i，j＝1，2……}，其中R_i为送车所在股道编号，n_1i为被送车组在R_i股道上起始序号，n_2i为结束序号，R_j为目的股道编号，n_1j为目的股道车位的起始序号，当n_1j为0时表示不指定起始序号；t_1k,t_2k分别表示该指定车辆运输需求的允许开始时间，最迟完成时间。

具体来说，上述步骤S2：计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，包括：

根据预先设定的优先级影响因素，计算所述运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，所述预先设定的优先级影响因素包括装/卸品名(如铁水须立即调运)、是否临近最迟完成时间、车辆的总停时、本次待送/待取停时、指定运输的特别指令以及出发列车急需的车辆。

需要说明的是，对机车号为j的机车对应的运输需求集合A_j中的每一个运输需求a_ji进行优先级w_ji计算，计算出的w_ji作为运输需求a_ji的属性。其中，调度优先级设为3级，第3级为最高级，为紧急运输，2级表示优先级次高；1级表示优先级最低。

以下通过一实施例对运输需求的优先级的计算过程进行说明：优先级计算时，首先判断装卸品名是否为铁水，如果是铁水，则直接将该运输需求设置为最高级(第3级)；否则对以上各优先级影响因素根据影响重要程度分别设置不同的权值(权值是根据经验值进行设置)，然后对每一个运输需求a_ji的这些因素与权值相乘后求和计算出优先值，然后根据优先值所处的阈值范围确定该运输需求的优先级w_ji。例如，假设2级优先级的阈值范围为4-7，则计算出的优先级为这个范围的运输需求均设为2级。本申请的一个实施例：对于一部分特定装/卸品名，如铁水、铁水罐倒罐后的空罐等均设置为最高优先级；对于临近最迟完成时间的车辆设置为最高优先级；对于下达了立即运输的特别指令的车辆设置为最高优先级。

具体来说，上述步骤S3：对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间，具体包括：

对每个机车运输需求集合A_j中所有运输需求a_ji进行相互组合，生成运输需求组合c_jk＝{a_ji∣i＝1，2……}，将所有的运输需求组合c_jk组成运输任务状态空间C_j＝{c_jk∣j，k＝1，2……}。

比如，设机车j的运输需求集合为A_j＝{a_ji∣i＝1，2……n}，其中的元素数为n，组合就是从n个元素中任取m(m≤n)个不同元素组成一组即为一个运输需求组合，依次从A_j取出1个，2个，…，n个不同元素生成所有可能的运输需求组合，这些组合组成的集合即为运输任务状态空间。

特别地，对已生成的完全组合的运输任务状态空间C_j中的c_jk进行合并以减少运输需求的数量，对于相互匹配的要车需求与送车需求合并为一个指定车辆运输需求。其中，相互匹配是指要车需求中的品名与数量与送车需求的品名与数量恰好相同。

优选地，本实施例在上述实施例中的步骤S3之后，还包括如下步骤：

对所述运输任务状态空间中的运输需求组合进行筛选，得到筛选后的运输任务状态空间C_j′＝{c_jk′∣j，k＝1，2……}；

相应地，上述步骤S4：对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将运输代价最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务，具体为：

对所述筛选后的运输任务状态空间C_j′中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将运输代价最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

具体来说，对运输任务状态空间C_j中的运输需求组合c_jk进行筛选的过程即为对每一个c_jk进行合法性判断，合法性判断的依据如下：机车具备，机车最大挂接数量满足，目的线路条件具备，车辆数量具备，途经股道的最大容车数满足，已到允许开始时间t₁，线路调车特别要求(如高架线等)。

本实施例中通过对运输需求组合进行筛选，保留能实际执行的运输需求组合，筛除无法实际执行的运输需求组合。比如有些运输需求组合有可能会超出机车最大挂接数量能力。

本申请的一个实施例，以下情况c_jk被认为是不具备调运条件的，也就是不合法的：对应的机车不在本站场内；机车上已挂接的车辆数再加上c_jk的车辆数超出机车最大挂接数量的；从目前机车所处位置行驶到c_jk的车辆位置处时仍未到允许开始时间时t₁；对于c_jk位置为高架线的，现在机车去作业存在带车去挂车的情况；对于到达c_jk位置时途径有坡度的线路时，计算机车所带车辆的重量，超出机车牵引能力的。

具体来说，上述步骤S4中：对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，具体为：

每个运输需求组合对应的运输代价V_jk＝f(P,Ln,cn,cs,Tp,Ts,Tf,Tw)，其中P表示所述运输任务状态空间中的各运输需求的优先级，Ln表示调车程，cn表示车辆数，cs表示车组数，Tp表示等待取车的时间，Ts表示等待送车的时间，Tf表示装卸点空闲时间或发车等待时间，Tw表示各车辆停时。

然后对相同机车号的运输代价V_jk进行比较，取运输代价最小值对应的运输需求组合c_jk′作为机车j的运输任务Task_j。

本申请的一个实施例：首先查找机车j的C_j′中的每个运输需求组合c_jk′的优先级P是否存在最高优先级的，若有，则首先对最高优先级的各c_jk′计算运输代价V_jk，取最小值对应的运输需求组合c_jk′即生成j机车的运输任务Task_j；若不存在最高优先级的c_jk′，再对所有其余优先级的c_jk′计算运输代价V_jk，取最小值对应的运输需求组合c_jk′即生成j机车的运输任务Task_j。

本申请的另一个实施例：在计算Ln采用仿真执行a_ji的处理方法，以当前站场线路状态和车辆分布与状态为运行环境，仿真执行a_ji，记录机车运行时经过的调车程作为Ln。

进一步地，如图2所示，在上述步骤S4之后，还包括如下步骤：

计算剩余计划作业单的运输代价，并判断剩余计划作业单的运输代价是否小于所述相同机车号的运输代价的最小值；

若是，则将重新执行所述步骤S1；

若否，则将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

本申请的一个实施例：计算剩余调车作业计划单的运输代价V_jk′，首先顺序查找剩余调车作业计划单中每钩计划对应的车辆的当前位置，在根据后续钩计划推算每辆车的最终目的位置，从而生成一个或多个指定车辆运输需求，进而组成运输需求组合c，再对c计算运输代价，得到V_jk′。

为了便于使用，系统自动记录每次生成有效的运输任务Task_j，同时记录为计算Task_j而相应生成的运输需求集合A_j，并以图形化的方式直观的显示在系统界面上，供操作人员查看，有利于调度人员审查自动生成的运输任务的合理性。

如图3所示，本实施例还公开了一种铁路运输任务生成装置，包括：运输需求集合构建模块10、优先级计算模块20、运输任务状态空间生成模块30和运输任务生成模块40，其中：

运输需求集合构建模块10用于根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；

优先级计算模块20用于计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；

运输任务状态空间生成模块30用于对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；

运输任务生成模块40用于对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

具体来说，所述设定的触发条件包括调车计划钩清钩时、装车/卸车完成时、装车/卸车将在指定预计时间t_m内完成时、小运转开行同意时、库存需求时、发车需求时以及解编需求时；

所述运输需求集合构建模块10包括：查询单元、第一执行单元、第二执行单元和构建单元，其中：

查询单元用于查询是否存在设定的触发条件；

第一执行单元用于在查询单元输出结果为是时，根据设定的需求生成条件，生成机车的运输需求，该设定的需求生成条件包括阶段计划内容、各装卸货位上车辆装卸完成情况、货位空闲情况、发车需求情况一级解编需求情况；

第二执行单元用于在查询单元输出结果为否时，重新查询是否存在设定的触发条件；

构建单元用于根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合；

所述优先级计算模块20用于根据预先设定的优先级影响因素，计算所述运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，所述预先设定的优先级影响因素包括装/卸品名、是否临近最迟完成时间、车辆的总停时、本次待送/待取停时、指定运输的特别指令以及出发列车急需的车辆；

所述运输任务生成模块40包括运输代价计算单元和运输任务生成单元，其中运输代价计算单元用于利用V_jk＝f(P,Ln,cn,cs,Tp,Ts,Tf,Tw)计算每个运输需求组合对应的运输代价，其中P表示所述运输任务状态空间中的各运输需求的优先级，Ln表示调车程，cn表示车辆数，cs表示车组数，Tp表示等待取车的时间，Ts表示等待送车的时间，Tf表示装卸点空闲时间或发车等待时间，Tw表示各车辆停时；

运输任务生成单元用于将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

优选地，还包括与所述运输任务状态空间生成模块30输出端连接的筛选模块，该筛选模块的输出端与所述运输任务生成模块40连接，该筛选模块用于对所述运输任务状态空间中的运输需求组合进行筛选，得到筛选后的运输任务状态空间。

如图4所示，本实施例还公开了一种铁路运输调度系统，包括通过网络连接的物流跟踪管理装置1、物流管理装置2、物流数据库3、调车作业计划生成装置4、ERP接口服务器5和上述实施例所述的铁路运输任务生成装置6，其中：

物流跟踪管理装置1用于管理站场中各车辆的第一管理信息并存储至物流数据库3，该第一管理信息包括站场中各车辆的位置信息、空重信息和车况状态；

物流管理装置2用于管理站场中各车辆的第二管理信息并存储至物流数据库3，该第二管理信息包括各车辆在各个装卸点的实际装卸情况以及各装卸点的装卸进度预测结果；

铁路运输任务生成装置6用于根据第一管理信息和第二管理信息生成机车的运输任务并发送至调车作业计划生成装置4；

调车作业计划生成装置4用于根据机车的运输任务生成调车作业计划单并发送给铁路信号联锁系统；

ERP接口服务器5接收企业其它部门发送来的运输计划与需求信息以及列车到站信息，并发送给运输任务生成装置6。

需要说明的是，本实施例综合运用计算机、网络、数据库、智能信息信息处理等理论与技术依据工业企业运输生产计划信息并结合铁路站场线路、车流物流、货场仓库、装卸点等实时情况，通过运输需求状态空间搜索、优先级计算、运输任务代价计算等算法完成工业铁路运输任务智能生成发送给调车作业计划生成系统，与相关系统一起最终实现工业铁路运输的自动化调度。保证了铁路运输调度作业计划的编制质量，提高了运输效率，规范了运输安全作业，同时也减轻了调度人员的工作强度，并降低了对人员的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁路运输任务生成方法，其特征在于，包括：

根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；

计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；

对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；

对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务；

所述设定的触发条件包括调车计划钩清钩时、装车/卸车完成时、装车/卸车将在指定预计时间t_m内完成时、小运转开行同意时、库存需求时、发车需求时以及解编需求时；

所述根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合，具体包括：

查询是否存在设定的触发条件；

若是，则根据设定的需求生成条件，生成机车的运输需求，该设定的需求生成条件包括阶段计划内容、各装卸货位上车辆装卸完成情况、货位空闲情况、发车需求情况以及解编需求情况；

若否，则重新查询是否存在设定的触发条件；

根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合；

所述计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，包括：

根据预先设定的优先级影响因素，计算所述运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，所述预先设定的优先级影响因素包括装/卸品名、是否临近最迟完成时间、车辆的总停时、本次待送/待取停时、指定运输的特别指令以及出发列车急需的车辆；

所述对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，具体为：

每个运输需求组合对应的运输代价V_jk = f( P, Ln, cn, cs, Tp, Ts, Tf, Tw )，其中P表示所述运输任务状态空间中的各运输需求的优先级，Ln表示调车程，cn表示车辆数，cs表示车组数，Tp表示等待取车的时间，Ts表示等待送车的时间，Tf表示装卸点空闲时间或发车等待时间，Tw表示各车辆停时。

2.如权利要求1所述的铁路运输任务生成方法，其特征在于，在所述对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间之后，还包括：

对所述运输任务状态空间中的运输需求组合进行筛选，得到筛选后的运输任务状态空间；

相应地，对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将运输代价最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务，具体为：

对所述筛选后的运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将运输代价最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

3.如权利要求1或2所述的铁路运输任务生成方法，其特征在于，在所述对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为该机车的运输任务之前，还包括：

计算剩余计划作业单的运输代价，并判断剩余计划作业单的运输代价是否小于该机车号的运输代价的最小值；

若是，则不生成该机车的运输任务；

若否，则将该机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

4.一种铁路运输任务生成装置，其特征在于，包括：运输需求集合构建模块、优先级计算模块、运输任务状态空间生成模块和运输任务生成模块，其中：

运输需求集合构建模块用于根据设定的触发条件生成每个机车的运输需求，并将运输需求构建为运输需求集合；

优先级计算模块用于计算运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级；

运输任务状态空间生成模块用于对每个机车的运输需求集合中所有的运输需求进行相互组合，生成运输需求组合，并根据运输需求组合生成运输任务状态空间；

运输任务生成模块用于对运输任务状态空间中的每个运输需求组合计算其对应的运输代价，并将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务；

所述设定的触发条件包括调车计划钩清钩时、装车/卸车完成时、装车/卸车将在指定预计时间t_m内完成时、小运转开行同意时、库存需求时、发车需求时以及解编需求时；

所述运输需求集合构建模块包括：查询单元、第一执行单元、第二执行单元和构建单元，其中：

查询单元用于查询是否存在设定的触发条件；

第一执行单元用于在查询单元输出结果为是时，根据设定的需求生成条件，生成机车的运输需求，该设定的需求生成条件包括阶段计划内容、各装卸货位上车辆装卸完成情况、货位空闲情况、发车需求情况一级解编需求情况；

第二执行单元用于在查询单元输出结果为否时，重新查询是否存在设定的触发条件；

构建单元用于根据同一机车号的所有运输需求构建为该机车的运输需求集合；

所述优先级计算模块用于根据预先设定的优先级影响因素，计算所述运输需求集合中的每一个运输需求对应的调度优先级，所述预先设定的优先级影响因素包括装/卸品名、是否临近最迟完成时间、车辆的总停时、本次待送/待取停时、指定运输的特别指令以及出发列车急需的车辆；

所述运输任务生成模块包括运输代价计算单元和运输任务生成单元，其中运输代价计算单元用于利用V_jk = f( P, Ln, cn, cs, Tp, Ts, Tf, Tw )计算每个运输需求组合对应的运输代价，其中P表示所述运输任务状态空间中的各运输需求的优先级，Ln表示调车程，cn表示车辆数，cs表示车组数，Tp表示等待取车的时间，Ts表示等待送车的时间，Tf表示装卸点空闲时间或发车等待时间，Tw表示各车辆停时；

运输任务生成单元用于将相同机车号的运输代价的最小值对应的运输需求组合作为机车的运输任务。

5.如权利要求4所述的铁路运输任务生成装置，其特征在于，还包括与所述运输任务状态空间生成模块输出端连接的筛选模块，该筛选模块的输出端与所述运输任务生成模块连接，该筛选模块用于对所述运输任务状态空间中的运输需求组合进行筛选，得到筛选后的运输任务状态空间。

6.一种铁路运输调度系统，其特征在于，包括通过网络连接的物流跟踪管理装置、物流管理装置、物流数据库、调车作业计划生成装置、ERP接口服务器和如权利要求4或5所述铁路运输任务生成装置，其中：

物流跟踪管理装置用于管理站场中各车辆的第一管理信息并存储至物流数据库，该第一管理信息包括站场中各车辆的位置信息、空重信息和车况状态；

物流管理装置用于管理站场中各车辆的第二管理信息并存储至物流数据库，该第二管理信息包括各车辆在各个装卸点的实际装卸情况以及各装卸点的装卸进度预测结果；

铁路运输任务生成装置用于根据第一管理信息和第二管理信息生成机车的运输任务并发送至调车作业计划生成装置；

调车作业计划生成装置用于根据机车的运输任务生成调车作业计划单并发送给铁路信号联锁系统。

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