厂区铁路运输优化仿真关键技术的实现

第5卷第1期2013年2月V01．5N o．1 Feb．2013

厂区铁路运输优化仿真关键技术的实现

王茹孙卫新唐三元

(西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055)

【摘要】在详细分析x-,_l k)--区铁路网络特点的基础上，根据G auss．Sei de l迭代法思想，对Fl oyd算法进行了改进，解决了．x-,_l kl-区铁路运输优化仿真分析中计算最短路径的核心问题。改进后算法的迭代次数由原来的a次下降到二次，有效降低了计算的复杂度。同时，将折返路径算法融入Fl oyd算法，很好地解决了铁路运输折返路径r*-l题。【关键词】Fl oyd算法；算法改进；最短路径；_r-．_l k)-区铁路运输；折返路径

【中图分类号】T P301；TB l l4．1【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2013)01—0109—05

1引言

铁路运输系统分为国家干线铁路运输系统和工业厂区铁路运输系统两大部分。在我国冶金、钢铁、矿山、化工等行业中有大量专用铁路，这些铁路就构成工业厂区铁路运输系统，该系统贯穿于T矿企业的各个生产环节，占据着十分重要的地位，是企业生产的动脉血管‘1J。为了帮助工矿企业对厂区铁路运输系统进行优化分析，开发了工业厂区铁路运输系统优化仿真分析软件。该软件通过对工矿铁路运输设计方案进行仿真分析，从而发现问题，进而对方案进行优化。对充分发掘设备潜力，提高运输能力、降低运输费用等具有重要的意义。在优化仿真中关键的是寻求最优的最短路算法，并且根据厂区铁路运输特点对原有最短路算法进行改进。

最短路问题是图与网络技术研究中一个经典的问题，它在工程规划、地理信息系统、通信和军事运筹学等领域有着广泛的应用旧引。对最短路算法的设计和改进研究有着重要的理论和应用价值。国内外很多学者对最短路算法进行了深入的研究，并且已有较多的研究成果14剖。传统的最短路算法主要有Fl oyd算法一1和D i j kst r a算法¨叫等。Fl oyd 算法主要用于解决所有节点对之间最短路问题；而

【基金项目】

【作者简介】D i j kst r a算法主要用于一个源节点到所有宿节点最短路问题。

工业厂区铁路运输具有其自身特点，尤其是在调车作业中，往往存在折返路径。铁水运输，取送车、摘挂作业、机车取高温铁水车，送往炼钢炉等生产作业都存在折返路径。如图1假如机车要从I道转到Ⅱ道进行作业，那么机车在进入Ⅱ道之前，必须经过连接I道的Ⅱ道的道岔。并且不是仅仅从I道驶出越过道岔就可以等待进入Ⅱ道，而是机车必须越过防护该道岔的调车信号灯，等待侧向的信号开通后才可以进入Ⅱ道。如图1所示，大圆圈代表了机车的停车位置，小圆圈代表了信号灯的位置。由于折返路径的存在，前人研究的最短路算法成果对解决厂区铁路运输最短路问题束手无策。本文基于G auss—Sei del迭代法思想…J，对Fl oyd算法进行了改进，改进后的算法只需要迭代两次就可以得到铁路网的最短路矩阵，不仅有效降低了计算复杂度，而且改进后的算法可以解决厂区铁路运输折返路径问题。

图1折返路径示意图

国家自然科学基金项目(51278400)；陕西省教育厅自然科学研究专项项目(11J K0944)；教育部虚拟现实开放实验室项目(M E O B N U E V R A200902)

王茹(1968一)，女，博士，副教授。主要从事图形图像处理与C A D 技术研究工作。