基于煤炭?jī)?chǔ)配基地的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列組織模式及其機(jī)車周轉(zhuǎn)模型研究

朱　亮，花　偉，王　德

(1.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京　100081；2.中國(guó)鐵路總公司 科技管理部，北京　100844；3.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京　100081；4.中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)，北京　100844)

在我國(guó)鐵路貨運(yùn)結(jié)構(gòu)中，煤炭的發(fā)送量約占貨運(yùn)總運(yùn)量的50%，而其周轉(zhuǎn)量約占40%[1]，因此煤炭運(yùn)輸是我國(guó)鐵路貨運(yùn)收入的最主要來(lái)源，對(duì)鐵路的貨運(yùn)經(jīng)營(yíng)至關(guān)重要。但是隨著路網(wǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大、大宗物資運(yùn)輸需求持續(xù)下滑[2]，在煤炭行業(yè)持續(xù)低迷的新常態(tài)下，客戶企業(yè)更加青睞能夠降低經(jīng)營(yíng)成本、提升服務(wù)品質(zhì)的煤炭運(yùn)輸產(chǎn)品。 因此，亟待根據(jù)客戶需求對(duì)鐵路煤炭運(yùn)輸產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新。

關(guān)于通過(guò)充分發(fā)揮煤炭物流供應(yīng)鏈的規(guī)?；⒓s化、共享化、信息化、全程化等優(yōu)勢(shì)，降低煤炭全程物流成本的思路已取得國(guó)內(nèi)廣泛共識(shí)[3-4]。國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)者對(duì)鐵路如何發(fā)展煤炭物流也進(jìn)行了深入的研究[5-9]，但多局限于鐵路發(fā)展物流增值服務(wù)方面，未從供應(yīng)鏈高度認(rèn)識(shí)鐵路發(fā)展煤炭物流的問(wèn)題；國(guó)外有關(guān)學(xué)者對(duì)煤電產(chǎn)業(yè)縱向市場(chǎng)的產(chǎn)運(yùn)銷企業(yè)影響力[10-11]、電企煤炭供應(yīng)鏈及長(zhǎng)期協(xié)議[12]、煤企物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[13-17]以及庫(kù)存控制[18-21]等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，但研究主要圍繞電企和煤企展開。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐方面，西安、哈爾濱鐵路局在煤炭運(yùn)輸產(chǎn)品創(chuàng)新實(shí)踐方面嘗試在管內(nèi)開行煤炭配送“準(zhǔn)時(shí)制”班列，是較為先進(jìn)的運(yùn)輸組織模式，但由于準(zhǔn)時(shí)制班列對(duì)組織協(xié)同度要求高，目前僅在鐵路局管內(nèi)開行。

針對(duì)準(zhǔn)時(shí)制班列跨局開行存在協(xié)調(diào)困難、煤企和火電企業(yè)等在煤炭供應(yīng)鏈上的利益分配失衡等問(wèn)題，作者基于納什均衡理論[22]提出了基于煤炭?jī)?chǔ)配基地構(gòu)建鐵路主導(dǎo)型煤炭供應(yīng)鏈的思路[23]，即基于煤炭?jī)?chǔ)配基地的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列運(yùn)輸組織模式，提高煤炭市場(chǎng)響應(yīng)速度和產(chǎn)品供給時(shí)效，降低全程物流成本和創(chuàng)造衍生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)三方共贏。另外，國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)改委在已印發(fā)的煤炭物流發(fā)展相關(guān)規(guī)劃及行動(dòng)指南文件中也明確提出：要規(guī)劃建設(shè)大型煤炭?jī)?chǔ)配基地，引導(dǎo)煤炭物流向集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展[24-25]。綜上，本文主要針對(duì)區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列的運(yùn)輸組織模式及機(jī)車周轉(zhuǎn)問(wèn)題進(jìn)行研究。

1　區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列運(yùn)輸組織模式

區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列的組織過(guò)程如圖1所示，其組織模式概括如下。

1)運(yùn)行線固化

煤炭?jī)?chǔ)配基地會(huì)同鐵路運(yùn)輸部門與需求企業(yè)協(xié)商制定準(zhǔn)時(shí)制班列的開行頻率，并根據(jù)機(jī)車車輛檢修、機(jī)班值乘等相關(guān)要求，編制合理的運(yùn)行圖，準(zhǔn)確控制裝卸站點(diǎn)與裝卸時(shí)間、在途運(yùn)輸及技術(shù)作業(yè)的時(shí)間等，以保證煤炭產(chǎn)品準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)需求企業(yè)指定的位置，為需求企業(yè)科學(xué)安排接卸車計(jì)劃創(chuàng)造條件，同時(shí)保持合理的庫(kù)存量。

圖1　區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列組織流程圖

2)固定車底

選擇狀態(tài)良好的車輛組成整列固定車底，在煤炭?jī)?chǔ)配基地與需求企業(yè)之間循環(huán)運(yùn)行。牽引準(zhǔn)時(shí)制班列的機(jī)車直接將重車車底送達(dá)需求企業(yè)指定的堆場(chǎng)甩掛后，就地轉(zhuǎn)線，再連掛已卸空的固定車底(如有需要加掛列尾)，然后返回煤炭?jī)?chǔ)配基地并將空車車底送至指定的存車線。固定車底的車輛編成輛數(shù)則由運(yùn)行區(qū)段的牽引定數(shù)、裝卸車能力等因素綜合決定。

3)簇式機(jī)車交路

固定配屬機(jī)車、機(jī)班，專門服務(wù)于煤炭?jī)?chǔ)配基地輻射區(qū)域內(nèi)的配送交路，按照機(jī)車檢修周期、煤炭?jī)?chǔ)配基地檢修能力、機(jī)班值乘的規(guī)定，編制機(jī)車運(yùn)用、檢修及整備計(jì)劃、司機(jī)排班計(jì)劃，在區(qū)域內(nèi)形成簇式機(jī)車交路，如圖2所示。

圖2　簇式機(jī)車交路示意圖

4)推薦采用底開門漏斗車

底開門漏斗車依靠自身重力自動(dòng)卸車，卸凈率高，較翻車機(jī)方式能夠大幅節(jié)省卸車機(jī)械及勞力的成本，卸車效率約為三車翻車機(jī)方式的2倍，而購(gòu)置成本略高于普通敞車，適用于煤炭、礦石運(yùn)輸。盡管底開門漏斗車在嚴(yán)寒地區(qū)其底部卸料口容易凍結(jié)，但鑒于底開門漏斗車的上述優(yōu)點(diǎn)，在具備適用條件的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用底開門漏斗車作為編組區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列車底的車輛。

2　區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列機(jī)車周轉(zhuǎn)模型

2.1　班列的機(jī)車周轉(zhuǎn)問(wèn)題分析

多臺(tái)機(jī)車在同一煤炭?jī)?chǔ)配基地和多個(gè)需求企業(yè)之間往返配送煤炭，將牽引每個(gè)班列的機(jī)車的往返運(yùn)行線視為1個(gè)配送任務(wù)，并有且僅有1臺(tái)機(jī)車擔(dān)當(dāng)，則在滿足時(shí)間接續(xù)要求、區(qū)段機(jī)型匹配及檢修整備要求等相關(guān)約束條件的前提下，每臺(tái)機(jī)車可在煤炭?jī)?chǔ)配基地與多個(gè)需求企業(yè)間擔(dān)當(dāng)多個(gè)配送任務(wù)。因此，編制機(jī)車周轉(zhuǎn)圖的主要目標(biāo)是使完成所有配送任務(wù)所需的機(jī)車數(shù)量最少。

將機(jī)車運(yùn)用時(shí)間劃分為生產(chǎn)時(shí)間(包括擔(dān)當(dāng)運(yùn)行線的運(yùn)行時(shí)間、最小接續(xù)時(shí)間和檢修作業(yè)時(shí)間等)和非生產(chǎn)時(shí)間(主要為超出最小接續(xù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)部分的等待時(shí)間等)。由于列車運(yùn)行圖已知，且機(jī)車最小接續(xù)時(shí)間和檢修作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)均為給定值，因此減少機(jī)車非生產(chǎn)時(shí)間與使機(jī)車數(shù)量最少的目標(biāo)是一致的。

2.2　班列的機(jī)車周轉(zhuǎn)模型

如果將班列的每個(gè)配送任務(wù)分別對(duì)應(yīng)1個(gè)城市，將機(jī)車在配送任務(wù)之間的接續(xù)看作是旅行商在各城市間的旅行，則機(jī)車在配送任務(wù)間的接續(xù)問(wèn)題與旅行商問(wèn)題(Traveling Salesman Problem，TSP)具有相似性。因此可將多臺(tái)機(jī)車擔(dān)當(dāng)多個(gè)配送任務(wù)的周轉(zhuǎn)問(wèn)題歸結(jié)為最小化旅行商數(shù)量的多旅行商問(wèn)題(Multi-Traveling Salesman Problem，MTSP)，并構(gòu)建基于MTSP問(wèn)題的機(jī)車運(yùn)用、檢修、整備一體化編制模型。

2.2.1參數(shù)定義

(1)設(shè)在編制周期T內(nèi)的配送任務(wù)數(shù)量為N，為完成所有配送任務(wù)而投入使用的機(jī)車數(shù)量為M。

(3)E={eij(vi,vj)|i=1,2,…,N;j=1,2,…,N;i≠j;vi,vj∈V}為連接配送任務(wù)vi與vj的弧的集合，弧eij(vi,vj)為0—1變量，反映了配送任務(wù)vi與vj之間的接續(xù)關(guān)系，當(dāng)配送任務(wù)vi與vj滿足接續(xù)條件時(shí)eij(vi,vj)=1，否則eij(vi,vj)=0。

2.2.2目標(biāo)函數(shù)

根據(jù)多旅行商問(wèn)題的基本模型及求解機(jī)車周轉(zhuǎn)問(wèn)題的具體約束條件，以投入的機(jī)車數(shù)量最少為優(yōu)化目標(biāo)，則求解機(jī)車周轉(zhuǎn)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型Z為

Z=minM

(1)

2.2.3約束條件

1)基于多旅行商問(wèn)題的模型基本約束

求解基于多旅行商問(wèn)題的機(jī)車周轉(zhuǎn)模型的基本約束條件為

(2)

i≠j

(3)

i≠j

(4)

式(2)表示任意1個(gè)配送任務(wù)只能由1臺(tái)機(jī)車承擔(dān)；式(3)和式(4)表示機(jī)車k所完成多個(gè)配送任務(wù)之間的接續(xù)關(guān)系為唯一的。

2)牽引區(qū)段約束

機(jī)車k若為電力機(jī)車，因其僅能在電氣化區(qū)段運(yùn)行，則有

(5)

(6)

3)配送任務(wù)接續(xù)時(shí)間約束

機(jī)車在完成配送任務(wù)vi后，需要經(jīng)過(guò)空車車底甩掛、轉(zhuǎn)線、連掛、試風(fēng)制動(dòng)試驗(yàn)等相關(guān)技術(shù)作業(yè)過(guò)程，然后才能接續(xù)下一趟配送任務(wù)vj。因此設(shè)機(jī)車需要的最短接續(xù)時(shí)間為T接，則機(jī)車完成配送任務(wù)vi后再承擔(dān)配送任務(wù)vj，接續(xù)時(shí)間必須滿足：

wij≥T接

(7)

4)需求企業(yè)內(nèi)作業(yè)時(shí)間接續(xù)約束

在機(jī)車擔(dān)任配送任務(wù)vi的過(guò)程中，其重車運(yùn)行線的終到時(shí)間與空車運(yùn)行線的始發(fā)時(shí)間之間間隔的時(shí)間(接續(xù)時(shí)間)qi為

(8)

如果設(shè)采用漏斗車自卸方式時(shí)所需的最短接續(xù)時(shí)間為T漏，采用翻車機(jī)系統(tǒng)卸車方式所需的最短接續(xù)時(shí)間為T翻，則qi必須滿足：

qi≥T漏vi∈V漏

(9)

或

qi≥T翻vi∈V翻

(10)

5)內(nèi)燃機(jī)車入庫(kù)整備約束

如果擔(dān)當(dāng)配送任務(wù)的是內(nèi)燃機(jī)車，則設(shè)內(nèi)燃機(jī)車每次整備(加油加砂)后能夠續(xù)航牽引的運(yùn)行里程為l內(nèi)；在內(nèi)燃機(jī)車準(zhǔn)備擔(dān)當(dāng)下一個(gè)配送任務(wù)vj前，其在上次整備之后已經(jīng)累計(jì)運(yùn)行的里程為l累計(jì)，則允許該機(jī)車擔(dān)當(dāng)配送任務(wù)vj的前提是：

l累計(jì)+lj≤l內(nèi)

(11)

如果不滿足式(11)，則內(nèi)燃機(jī)車需要入庫(kù)整備。設(shè)內(nèi)燃機(jī)車從入庫(kù)整備到接續(xù)下一個(gè)配送任務(wù)需要的最短時(shí)間為T內(nèi)，則接續(xù)時(shí)間需滿足：

wij≥T內(nèi)

(12)

6)電力機(jī)車入庫(kù)整備約束

如果擔(dān)當(dāng)配送任務(wù)的是電力機(jī)車，則根據(jù)機(jī)車規(guī)程，電力機(jī)車每次整備后能夠續(xù)行的時(shí)間T電1不超過(guò)48 h。因此，在電力機(jī)車準(zhǔn)備擔(dān)當(dāng)下一個(gè)配送任務(wù)vj前，其在上次整備之后已經(jīng)累計(jì)運(yùn)行的時(shí)間為T累計(jì)，則允許該電力機(jī)車接續(xù)擔(dān)當(dāng)配送任務(wù)vj的前提是：

(13)

如果不滿足式(13)，則該電力機(jī)車需要入庫(kù)整備。設(shè)電力機(jī)車從入庫(kù)整備到接續(xù)下一個(gè)配送任務(wù)需要的最短接續(xù)時(shí)間為T電2，則接續(xù)時(shí)間需滿足：

wij≥T電2

(14)

7)機(jī)車修程修制約束

根據(jù)機(jī)務(wù)段修管理規(guī)則，內(nèi)燃機(jī)車的維修計(jì)劃通常是根據(jù)累計(jì)走行公里制定的，其最低級(jí)別的輔修修程通常為2萬(wàn)～4萬(wàn)km，電力機(jī)車的輔修修程也基本相當(dāng)。相對(duì)區(qū)域內(nèi)的短途配送來(lái)說(shuō)，更高級(jí)別的維修很少涉及，因此在修程修制約束條件中，僅考慮輔修修程及整備里程。

(15)

(16)

設(shè)從機(jī)車入段進(jìn)行輔修到承擔(dān)下一個(gè)配送任務(wù)需要的接續(xù)時(shí)間為T輔，則機(jī)車完成配送任務(wù)vi后入段輔修，然后再承擔(dān)配送任務(wù)vj需要滿足：

wij≥T輔

(17)

3　區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列機(jī)車周轉(zhuǎn)模型的求解算法

因?yàn)橛媒馕龇椒ê茈y求解基于MTSP基本模型構(gòu)建的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列機(jī)車周轉(zhuǎn)模型，所以選取啟發(fā)式算法中的蟻群算法對(duì)模型進(jìn)行求解，具體算法設(shè)計(jì)及求解步驟如下。

1)有向圖轉(zhuǎn)化

基于配送任務(wù)的各項(xiàng)接續(xù)作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，將編制周期內(nèi)配送任務(wù)的接續(xù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為有向圖G=(V,E)。

2)步進(jìn)方向

為完成配送任務(wù)而構(gòu)建的機(jī)車運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)按時(shí)間順序的方向步進(jìn)。

3)機(jī)車初始化

初始時(shí)，對(duì)所有配送任務(wù)不設(shè)定可接續(xù)的前向配送任務(wù)，而只根據(jù)配送任務(wù)通過(guò)的區(qū)段是否為電氣化區(qū)段，分別安排適宜類型的機(jī)車承擔(dān)，而且每臺(tái)機(jī)車的初始走行里程可根據(jù)基地內(nèi)機(jī)務(wù)段的輔修或整備能力而設(shè)置，以免發(fā)生機(jī)車集中輔修或整備的情況。

4)輔修或整備檢查

每當(dāng)某臺(tái)機(jī)車完成某一配送任務(wù)后，均按照式(11)—式(17)核查該機(jī)車是否達(dá)到輔修或整備條件，若達(dá)到則安排其進(jìn)行檢修或整備作業(yè)。

5)選擇配送任務(wù)

(1)首先選擇滿足式(2)—式(10)且尚未完成接續(xù)的配送任務(wù)，將其加入接續(xù)禁忌表；

(2)按照時(shí)序逐一計(jì)算禁忌表中各配送任務(wù)的接續(xù)概率，并生成1個(gè)隨機(jī)數(shù)，讓機(jī)車擔(dān)當(dāng)選中的配送任務(wù)；當(dāng)某個(gè)配送任務(wù)無(wú)機(jī)車能夠擔(dān)當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)增加1臺(tái)機(jī)車加入機(jī)車運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)。機(jī)車k在完成配送任務(wù)vi后接續(xù)下一配送任務(wù)vj的概率為

(18)

6)檢查所有配送任務(wù)是否都有機(jī)車擔(dān)當(dāng)

(1)如果還有配送任務(wù)沒(méi)有機(jī)車擔(dān)當(dāng)，則轉(zhuǎn)至步驟5，繼續(xù)本次迭代任務(wù)；

(2)如果所有配送任務(wù)都有機(jī)車擔(dān)當(dāng)，則根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)本次得到的機(jī)車周轉(zhuǎn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并與當(dāng)前“最好”機(jī)車周轉(zhuǎn)方案進(jìn)行比較，如果本次方案優(yōu)于當(dāng)前“最好”方案，則保留本次方案為當(dāng)前“最好”機(jī)車周轉(zhuǎn)方案。

7)信息素更新

當(dāng)完成1次周轉(zhuǎn)方案求解后，即所有配送任務(wù)的禁忌表為空時(shí)，在下一迭代前對(duì)信息素進(jìn)行更新。因?yàn)槟繕?biāo)函數(shù)Z是以機(jī)車使用臺(tái)數(shù)最小化為優(yōu)，所以只有當(dāng)本次目標(biāo)函數(shù)的取值小于給定的指標(biāo)值時(shí)，才允許參與本次迭代的機(jī)車遺留其信息素，否則不允許其遺留信息素。接續(xù)弧eij上的信息素總量為

τij(t+1)=ρτij(t)+Δτij(t)

(19)

式中：τij(t+1)為本次迭代后在接續(xù)弧eij上所遺存的信息素總量；τij(t)為第t次迭代后在接續(xù)弧eij上所遺存的信息素總量，t=0表示初始信息量；ρ為常參數(shù)， 其取值范圍為(0，1)，表示先前總信息素的遺存度，即信息素量在每次迭代前會(huì)按比例1-ρ揮發(fā)； Δτij(t)為本次迭代新增的信息素量，按下式計(jì)算。

(20)

式中：Q為一正常數(shù)，表示每只螞蟻所攜帶的信息素；Ik為機(jī)車k在編制周期內(nèi)的工作效率指標(biāo)，其取值越大則說(shuō)明機(jī)車Ik的工作效率越高，按下式計(jì)算。

(21)

8)結(jié)束條件

利用式(18)—式(21)對(duì)基于MTSP的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列機(jī)車周轉(zhuǎn)模型進(jìn)行循環(huán)求解，直到滿足以下條件之一，求解過(guò)程結(jié)束。

(1)當(dāng)求解的循環(huán)次數(shù)到達(dá)規(guī)定的最大循環(huán)次數(shù)，即求解時(shí)間超出了所規(guī)定的時(shí)間限度時(shí)；

(2)當(dāng)每次循環(huán)的接續(xù)關(guān)系完全相同，即螞蟻不再探索新的接續(xù)關(guān)系時(shí)。

4　案例分析

以河南濟(jì)源區(qū)域?yàn)槔凑諟?zhǔn)時(shí)制班列組織模式及本文所建的機(jī)車周轉(zhuǎn)模型，分析該區(qū)域開行循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列所需要的機(jī)車數(shù)量。

1)貨源貨流概況

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，該區(qū)域的主要需求企業(yè)日均煤炭到達(dá)量見(jiàn)表1。

表1　濟(jì)源區(qū)域主要需求企業(yè)日均煤炭到達(dá)量　車

2)約束條件設(shè)置和計(jì)算分析

假設(shè)在濟(jì)源區(qū)域沁河北站附近設(shè)置煤炭?jī)?chǔ)配基地，對(duì)主要需求企業(yè)開行區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列配送煤炭。由于班列的運(yùn)行線路為電氣化區(qū)段，因此機(jī)車采用電力機(jī)車。按照2015年全路貨運(yùn)列車平均旅行速度36.8 km·h-1估算，儲(chǔ)配基地至需求企業(yè)的運(yùn)輸距離及運(yùn)行時(shí)間見(jiàn)表2。模型各參數(shù)及每日班列開行列數(shù)的取值分別見(jiàn)表3、表4。在考慮裝車能力、交接班等因素條件下，設(shè)計(jì)準(zhǔn)時(shí)制班列每日固化運(yùn)行線的開行時(shí)刻表見(jiàn)表5，其中A1表示企業(yè)A的配送任務(wù)1，依次類推。

以表5為例，在不考慮機(jī)班乘務(wù)接續(xù)條件下，采用本文模型和算法得到完成每日配送任務(wù)的機(jī)車最省周轉(zhuǎn)方案為：①A1-B1-F1；②A2-B2-G1；③A3-C1-H1(J1)；④A4-D1-I1(K1)；⑤E1。機(jī)車按此周轉(zhuǎn)方案依次擔(dān)當(dāng)每天的配送任務(wù)，因?yàn)樵诿刻斓呐渌腿蝿?wù)接續(xù)間隔中，都有接續(xù)時(shí)長(zhǎng)能夠滿足機(jī)車入庫(kù)整備作業(yè)時(shí)間要求的，所以可以利用在儲(chǔ)配基地的接續(xù)間隔時(shí)間或夜間入庫(kù)時(shí)間進(jìn)行機(jī)車的整備作業(yè)，而機(jī)車在擔(dān)當(dāng)周轉(zhuǎn)方案中段⑤的配送任務(wù)后，即可入段進(jìn)行輔修作業(yè)，因此，為完成表5所給的配送任務(wù)及輔修作業(yè)，需要5臺(tái)機(jī)車。

表2煤炭?jī)?chǔ)配基地至需求企業(yè)的列車往返走行距離及運(yùn)行時(shí)間

需求企業(yè)所在車站往返走行距離/km運(yùn)行時(shí)間/min企業(yè)A沁河北610企業(yè)B孟津 71116企業(yè)C待王 5996企業(yè)D軹城 2642企業(yè)E沁陽(yáng) 2134企業(yè)F軹城 2642企業(yè)G獅子營(yíng)79129企業(yè)H嘉峰 78127企業(yè)I濟(jì)源 1829企業(yè)J待王 5996企業(yè)K濟(jì)源 1829

表3　模型各參數(shù)取值表

表4　區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列每日開行列數(shù)　列

若將配送任務(wù)E1的牽重運(yùn)行線始發(fā)時(shí)刻調(diào)整為10:40—11:30之間，則可以形成如下機(jī)車周轉(zhuǎn)方案：①A1-B1-F1；②A2-B2-G1；③A3-C1-H1(J1)；④A4-E1-D1-I1(K1)。機(jī)車按此調(diào)整的機(jī)車周轉(zhuǎn)方案依次擔(dān)當(dāng)每天的配送任務(wù)，因?yàn)樵谕瓿啥微俚呐渌腿蝿?wù)后就可以入段進(jìn)行輔修作業(yè)，因此，只需要4臺(tái)機(jī)車。

表5　區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列開行時(shí)刻表

按照成本效益分析方法，從煤炭供應(yīng)鏈整體成本效益角度對(duì)傳統(tǒng)煤炭運(yùn)輸組織模式和基于煤炭?jī)?chǔ)配基地的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列組織模式進(jìn)行比較，梳理兩者在作業(yè)組織環(huán)節(jié)的不同及其引起的成本效益變化，見(jiàn)表6。

由表6可知，對(duì)濟(jì)源區(qū)域按照基于煤炭?jī)?chǔ)配基地的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列組織模式組織煤炭運(yùn)輸進(jìn)行估算[26]，可有效降低煤炭供應(yīng)鏈的整體運(yùn)作成本，另外還能同時(shí)提升鐵路運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)、鞏固貨源等其他效益。

5　結(jié)束語(yǔ)

本文在提出的基于煤炭?jī)?chǔ)配基地的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列組織模式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于MTSP基本模型的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列機(jī)車周轉(zhuǎn)模型，并設(shè)計(jì)了基于蟻群算法的模型求解算法。以河南濟(jì)源區(qū)域?yàn)槔?，結(jié)合實(shí)際的煤炭貨源OD數(shù)據(jù)及鐵路運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了基于MTSP的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列機(jī)車周轉(zhuǎn)模型和算法的可行性。基于煤炭?jī)?chǔ)配基地的區(qū)域循環(huán)準(zhǔn)時(shí)制班列組織模式能夠有效降低煤炭需求企業(yè)的庫(kù)存成本和卸車成本，提高鐵路運(yùn)輸組織效率和貨運(yùn)服務(wù)品質(zhì)，符合現(xiàn)代物流發(fā)展方向。

表6　煤炭運(yùn)輸組織模式比較

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