CLSP问题的分枝定价算法

提出了一种新的算法 分枝定价(Branch and Price)算法解经典CLSP,带有能力约束的单级多项动态批量问题(Thecapacitatedsingle level,multi item,dynamiclot sizingproblem)·CLSP问题有广泛工业背景,而且已被证明为NP Hard问题,它的目标是最小化总的装设(set up)费用和库存费用之和在所考虑的时间范围(horizon)内,并且满足给定约束条件·分枝定价算法是一种广义分枝定界(branch and bound)算法,它允许应用列生成(columngeneration)过程于整个分枝定界树·详细描述了该算法的实现,并用两组benchmark问题测试实例说明了该算法的有效性和优越性·

基于列生成算法的动车组检修计划优化

基于动车组运用维修规程的特点,研究动车组检修计划的优化问题。构建动车组交路段和动车组检修基地相互关系的接续网络,刻画动车组担当交路段、进行检修、等待检修3种状态。进一步考虑交路段覆盖约束、检修弧能力约束和路径数量约束,以动车组可行运用计划为决策变量,以待检动车组检修前的累计运行里程最大化为目标函数,建立动车组检修计划优化模型。针对优化模型的决策变量数远远大于约束条件数量的特点,设计将列生成算法嵌入分枝定界算法的分枝定价求解算法。以广深线14列动车组的交路计划为例,采用给出的模型和算法进行动车组检修计划优化。结果表明:优化的动车组检修计划提高了动车组运用效率;只有当检修能力和备用车数量匹配时,才会使动车组得到充分的利用。

客运专线乘务交路计划编制的优化模型与算法

乘务交路计划是乘务人员的日工作计划,是客运专线运营管理的核心问题之一。针对该问题约束条件复杂、表述困难的特点,建立基于可行解的集覆盖模型进行描述。集覆盖模型是一个典型的组合优化问题,针对一般的分枝定界法求解问题规模不大、效率不高的不足,本文将适合求解大规模线性规划问题的列生成法嵌入分枝定界法,设计求解乘务交路计划问题的分枝定价算法,并重点描述实现该算法的3个关键问题:(1)初始解的生成;(2)价格子问题的求解;(3)分枝策略的确定。以京津城际铁路为背景,对提出的方法进行验证,结果表明,该方法能有效地求解乘务交路计划编制问题。

基于运行线可调的动车组周转计划优化研究

针对高速铁路动车组周转计划的优化问题,在列车运行图可作微调的前提下,用时间窗描述运行线的可行平移范围,构建接续网络,刻画运行线间的接续关系,考虑接续弧互斥约束和动车组交路平移累加约束,以可行动车组交路为决策变量建立求解问题的优化模型,并设计基于改进广义标号法的分枝定价算法求解。实例验证表明,通过对运行图进行微调,可以在一定程度上减少需要的动车组数量,从而达到动车组运用优化与运行图优化编制的相互协调。

基于协同多任务分配的飞机排班模型与算法

航空公司的航班运行一直存在安全与成本的矛盾:既要严格按规定完成飞机例行检修,优先保障运行安全,又要尽可能提高飞机日利用率,以降低运行成本。为此,研究基于协同多任务分配的飞机排班问题。分析例行检修约束,建立最优化飞机日利用率的数学模型,运用分枝定价算法进行求解。分枝定价算法引入检修节点和虚拟飞机节点的定义,将分配的航班飞行任务和例行检修任务表示为飞机路径,通过迭代求解由部分飞机路径构成的限制主问题,以及寻找飞机路径以改进目标值的定价问题,获得线性松弛问题的最优解;基于最先失败原则选择路径变量,采用路径分枝策略划分解空间,从而删除分数解、生成飞机排班计划。实验结果表明,该方法能够有效求解飞机排班问题。