13、智能货运调度：算法与优化策略

智能货运调度：算法与优化策略

1. 货运调度问题概述

在运输过程管理中，制定有效的时刻表并为列车提供牵引资源是关键任务。货运调度问题主要包括三个子问题：列车调度问题、机车分配问题和机车乘务员分配问题。这里我们重点关注机车分配问题。

系统在接收到生成的列车路线、机车和机车乘务员的参数后，需要构建需要牵引的列车列表以及可用机车和乘务员列表，然后为列车从这些列表中找到最优的机车和乘务员分配方案，同时要符合特定的限制和技术规定。

2. 机车分配任务的形式化

运输的技术过程对列车和牵引资源的调度规则施加了许多限制。为了考虑这些限制和铁路区域的特点，开发了一种任务形式化方法，为构建控制系统的数学模型奠定了基础。

2.1 多智能体运输管理系统

由于货物运输规划中存在大量技术限制，因此提出了一种多智能体控制系统（或“规划器”），它由以下组件组成：
- 执行环境 ：与外部系统交互，接收所有输入数据并将其发送给主智能体。
- 智能体 ：
- 车站智能体 ：包含车站参数、相邻车站数据、规划期内每小时可用的机车和机车乘务员数量。限制条件为：任何时刻车站的列车数量不得超过车站轨道数量；任何时刻车站的机车和机车乘务员数量不得为负数。
- 线路区段智能体 ：每条线路创建两个智能体（正向和反向），线路智能体知道规划期内每小时的运输能力。限制条件为：每小时发送到线路的列车数量不得超过该小时的运输能力值。
- 列车智能体