厂区铁路运输优化仿真关键技术的实现.pdf

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1、第5卷第1期V01．5No．12013年2月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-,_lk)--区铁路网络特点的基础上，根据Gauss．Seidel迭代法思想，对Floyd算法进行了改进，解决了．x-,_lkl-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Floyd算法，很好地解决了铁路运输折返路径r*-l题。【关键词】Floyd算法

2、；算法改进；最短路径；_r-．_lk)-区铁路运输；折返路径【中图分类号】TP301；TBll4．1【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2013)01—0109—05Dijkstra算法主要用于一个源节点到所有宿节点最1引言短路问题。工业厂区铁路运输具有其自身特点，尤其是在铁路运输系统分为国家干线铁路运输系统和工调车作业中，往往存在折返路径。铁水运输，取送业厂区铁路运输系统两大部分。在我国冶金、钢铁、车、摘挂作业、机车取高温铁水车，送往炼钢炉等生矿山、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，

3、该系统贯穿于T矿企业的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，必各个生产环节，占据着十分重要的地位，是企业生产须经过连接I道的Ⅱ道的道岔。并且不是仅仅从的动脉血管‘1J。为了帮助工矿企业对厂区铁路运输I道驶出越过道岔就可以等待进入Ⅱ道，而是机车系统进行优化分析，开发了工业厂区铁路运输系统优必须越过防护该道岔的调车信号灯，等待侧向的信化仿真分析软件。该软件通过对工矿铁路运输设计号开通后才可以进入Ⅱ道。如图1所示，大圆圈代方案进行仿真分析，从而发现问题，进而对方案进行表了机车的停车位置

4、，小圆圈代表了信号灯的位优化。对充分发掘设备潜力，提高运输能力、降低运置。由于折返路径的存在，前人研究的最短路算法输费用等具有重要的意义。在优化仿真中关键的是成果对解决厂区铁路运输最短路问题束手无策。寻求最优的最短路算法，并且根据厂区铁路运输特点本文基于Gauss—Seidel迭代法思想⋯J，对Floyd算对原有最短路算法进行改进。法进行了改进，改进后的算法只需要迭代两次就可最短路问题是图与网络技术研究中一个经典以得到铁路网的最短路矩阵，不仅有效降低了计算的问题，它在工程规划、地理信息系统、通信和军事复杂度，而且改进后的算法可

5、以解决厂区铁路运输运筹学等领域有着广泛的应用旧引。对最短路算法折返路径问题。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Floyd算法一1和Dijkstra算法¨叫等。Floyd算法主要用于解决所有节点对之间最短路问题；而图1折返路径示意图【基金项目】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(11JK0944)；教育部虚拟现实开放实验室项目(MEOBNUEVRA200902)【作者简介】王茹(1968

6、一)，女，博士，副教授。主要从事图形图像处理与CAD技术研究工作。!!!■豳霍圈行包含在矩阵上三角中的元素跨接y。，K后的最短2Floyd改进算法路值，跨接K，K后首先判断是否存在折返路径，若2．1Floyd算法简介存在则按折返路径算法计算最短路，否则按正常计算方法计算最短路。依次下去，最后计算第rt一1行程理民先生在其著作"1中介绍了一种通过权包含在矩阵上三角中的元素K乩。跨接K，屹，⋯，矩阵计算来实现的Floyd算法，其主要思想是从代K一：后的最短路值，跨接K，K，⋯，K一：后首先判断表任意两个节点K到K距离的带权邻接矩阵

7、形‘0’是否存在铁路折返路径，若存在则按折返路径算法开始，首先计算W¨’，即计算K到K经过一次经转计算最短路，否则按正常计算方法计算最短路值。的所有可能路径，经过比较后选出最短路，代替形‘0’到此我们得到了新的带权邻接矩阵形‘1’，分析形¨’中对应的路径，迭代出距离矩阵形‘1’，形¨’中各元素中各个元素的计算方法，显然最后求出的元素K乩。表示通过一次迭代后网络中任意两点间的最短路，已经是节点K一，到节点K的最短路值。而第／7,一2行也即网络中任意两点之间直接到达或只经过一个包含在矩阵上三角中的元素只需要再求跨接K或中间点时的最

8、短路。在次基础上依次计算形心’，K一。的最短路值即可，同样跨接K或K一。后首先判形‘”，⋯，形‘¨¨，形‘¨，其中对应的元素表示任意两断是否存在折返路径，若存在则按折返路径算法计点间不经过中间点或最多允许经过2‘一1个中间点算最短路，否则按正常计算方法计算最短路值。依时的最短