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瑞士国家铁路公司SBB Cargo AG的战术机车和司机调度数学算法。 (英语) Zbl 1533.90060号

概要:就瑞士的规模而言,国家铁路公司SBB Cargo AG必须安排其机车和司机,以便能够拉动所有列车。两个目标函数是以两阶段词典编纂的方式考虑的:(1)机车和驾驶员成本;(2)驾驶员不驾驶所花费的时间。由于问题实例往往会达到非常大的规模(多达1900列火车),我们建议按顺序安排机车和司机,从而解决一系列较小的问题。此外,对于较小的实例,我们还建议以集成的方式联合调度机车和驾驶员,从而增加搜索空间,但可能会带来更好的解决方案。在本文中,我们给出了该问题的数学公式和模型。我们还考虑了司机的合同相关约束,并提出了一种在时间表中集成一些时间灵活性的方法。接下来,我们提出了一种创新的数学算法来解决这个问题,它依赖于下降局部搜索和滚动时域分解。此方法的一个重要目标是彻底探索通用求解器在多大程度上可以用于此问题。最后,基于20个实际SBB Cargo AG实例的结果,详细分析了模型和方法的各个方面的优点。

MSC公司:

90B35型 运筹学中的确定性调度理论
90B06型 运输、物流和供应链管理
90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
90立方厘米 整数编程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 艾宾克,E。;菲舍蒂,M。;Kron,L。;蒂默,G。;Vromas,M.,《荷兰铁路重新设计乘务人员调度》,接口,35,5,393-401(2005)
[2] 阿胡加,R。;刘杰。;奥林,J。;Sharma博士。;Shughart,L.,《解决现实中的机车调度问题》,Transp Sci,39,4503-517(2005)
[3] Amrani,H。;马特尔,A。;Zufferey,N。;Makeeva,P.,《具有替代设施配置的多商品生产分销网络设计的可变邻域搜索启发式》,《Oper Res Spectr》,33,4,989-1007(2011)·Zbl 1229.90027号
[4] Archetti,C。;Speranza,M.,《路由问题数学方法调查》,《欧洲计算机优化杂志》,2014年第2期,第4期,第223-246页·Zbl 1314.90021号
[5] DA巴巴耶夫;Mardanov,SS,减少整数和线性规划问题中的变量数,计算优化应用,199-109(1994)·Zbl 0802.90079
[6] Ball,M.,《基于数学规划的启发式》,《Surv Oper Res Manag Sci》,第16、1、21-38页(2011年)
[7] 贝托西,A。;Carraresi,P。;Gallo,G.,关于车辆调度模型中出现的一些匹配问题,Networks,17,3,271-281(1987)·Zbl 0646.90042号
[8] Bertsimas,D。;Weismantel,R.,《整数优化》(2005),马萨诸塞州贝尔蒙特:动态思想,马萨诸塞诸塞州贝尔蒙特
[9] 博恩德费尔,R。;Löbel,A。;魏德,S。;希克曼,M。;Mirchandani,P。;Voss,S.,《公共交通中集成多基地车辆和值班调度的捆绑方法》,公共交通中的计算机辅助系统,3-24(2008),柏林,海德堡:施普林格,柏林,海德堡·兹比尔1168.90424
[10] 博切蒂,M。;Mingozzi,A。;Ricciardelli,S.,简化多基地乘务员调度问题的精确算法,Ann Oper Res,127,1-4,177-201(2004)·Zbl 1087.90027号
[11] 布扎伊恩·阿亚里,B。;Cheng,C。;达斯,S。;Fiorillo,R。;Powell,WB,《机车优化的从单一商品到多属性模型:最优整数规划和近似动态规划的比较》,Transp Sci,50,2,366-389(2014)
[12] Burdett,RL;Kozan,E.,《创建新列车时刻表的排序方法》,OR Spectr,32163-193(2010)·Zbl 1181.90112号
[13] 卡普拉拉。;Kron,L。;莫纳西,M。;Peeters,M。;Toth,P.,客运铁路优化,运营研究和管理科学手册:运输,129-188(2006),阿姆斯特丹:爱思唯尔,阿姆斯特丹·Zbl 1170.90300号
[14] Cardenas-Barron,LE;Melo,RA,基于MIP的快速有效启发式算法,用于逆向物流中的选择性和周期性库存路径问题,Omega,103,102394(2021)
[15] 马萨诸塞州Coindreau;俄亥俄州加莱。;Zufferey,N。;Laporte,G.,《在欧洲汽车制造商的三个联运物流平台中整合工作量平滑和库存减少》,Comput Oper Res,112104762(2019)·Zbl 1458.90279号
[16] 马萨诸塞州Coindreau;俄亥俄州加莱。;Zufferey,N。;Laporte,G.,《跨坞操作的入站和出站流量集成》,《欧洲运营研究杂志》,294,3,1153-1163(2021)·Zbl 1487.90282号
[17] Crainic,T。;Rousseau,JM,列生成原理和机组人员调度问题,INFOR Inf Syst Oper Res,25,2,136-151(1987)·Zbl 0614.90058号
[18] 塞拉利昂共和国。;费斯塔,P。;Marchitto,E.,《公交车司机调度问题:一个新的数学模型和GRASP近似解》,《启发式杂志》,17,4,441-466(2011)·Zbl 1233.90152号
[19] Fores,S。;普罗,L。;Wren,A.,TRACS II:公共交通的混合IP/启发式驾驶员调度系统,《运营研究社会杂志》,53,10,1093-1100(2002)·兹比尔1139.90364
[20] 弗雷林,R。;豪斯曼,D。;Wagelman,A.,《车辆与乘务人员调度集成模型与算法》,J Sched,6,1,63-85(2003)·Zbl 1154.90449号
[21] 弗里伯格,C。;Haase,K.,《车辆和乘务员调度问题的精确分支和切割算法》,《计算机辅助运输时间表》,63-80(1999),柏林,海德堡:施普林格,柏林,海德堡·Zbl 0935.90006号
[22] 弗里希,S。;Hungerländer,P。;杰伦,A。;温伯格,D。;Fortz,B。;Labbé,M.,《优化维护约束机车利用率的混合整数线性计划》,《2018年运筹学论文集》,第103-109期(2019年),Cham:Springer International Publishing,Cham
[23] 弗里希,S。;Hungerländer,P。;杰伦,A。;Primas,B。;斯坦林格,S。;Weinberger,D.,《解决具有维护约束的实际机车调度问题》,《运输研究B部分方法》,150,386-409(2021)
[24] 高尔,D。;Singh,R.,使用列生成的累积车辆路径启发式,离散应用数学,228140-157(2017)·Zbl 1373.90018号
[25] Ge,L。;Kliewer,N。;Nourmohammadzadeh,A。;沃斯,S。;谢,L.,《重新审视综合车辆和乘务人员调度的丰富性》,公共交通(2022)·doi:10.1007/s12469-022-00292-6
[26] Haahr,JT;瓦格纳尔,JC;Veelenturf有限合伙公司;Kronon,LG,《客运铁路机车车辆(重新)调度的两种精确方法的比较》,《运输研究》第E部分《物流运输评论》,91,15-32(2016)
[27] Haase,K。;Desaulniers,G。;Desrosiers,J.,《城市轨道交通系统中的车辆和乘务员同时调度》,交通科学,35,3,286-303(2001)·Zbl 1069.90528号
[28] Hansen,JR;Fagerholt,K。;Meisel,F.,滚装运输中单一贸易路线和调度问题的基于MIP的启发式算法,Comput Oper Res,146105904(2022)·Zbl 1520.90035号
[29] 海尔·J。;霍夫曼,K。;Buscher,U.,《铁路乘务人员调度:模型、方法和应用》,《欧洲运营研究杂志》,283,2,405-425(2020)·Zbl 1431.90067号
[30] 赫兹,A。;辛德,D。;Zufferey,N.,《极化约束下频率分配问题的下边界和禁忌搜索程序》,4OR,3,2,139-161(2005)·兹比尔1134.90471
[31] Horváth,M。;Kis,T.,带分支和价格的综合多报告车辆和乘务员调度问题的强上下界计算,CEJOR,27,1,39-67(2019)·Zbl 07024039号
[32] 豪斯曼,D。;弗雷林,R。;Wagelman,A.,《多基地综合车辆和乘务人员调度》,交通科学,39,4,491-502(2005)
[33] 于特,S。;Thonemann,U.,《解决大规模机组调度问题的图划分策略》,OR Spectr,37,137-170(2015)·Zbl 1308.90018号
[34] Kchaou Boujelben,M。;Gicguel,C。;Minoux,M.,《汽车行业的分销网络设计问题:MIP公式和启发式》,《计算运营研究》,52,16-28(2014)·Zbl 1348.90101号
[35] Kopanos,总经理;加利福尼亚州门德斯;Puigjaner,L.,《基于MIP的多产品多级间歇工厂大规模调度问题分解策略:制药行业的基准调度问题》,《欧洲药业研究杂志》,207,2644-655(2010)·Zbl 1205.90126
[36] Kwan,R.,《列车乘务员调度优化成功案例研究》,J Sched,14,423-434(2011)
[37] Lam,E。;Van Hentenryck,P。;Kilby,P.,《联合车辆和乘员路线与调度》,交通科学,54,2,488-511(2020)
[38] Leggieri,V。;Haouari,M.,非对称容量约束车辆路径问题的数学算法,离散应用数学,234139-150(2018)·Zbl 1382.90012号
[39] Lehuédé,F。;佩顿,俄亥俄州。;Tricoire,F.,《带路径平衡的车辆路径问题的字典最小极大法》,《欧洲运营研究杂志》,282,1,129-147(2020)·Zbl 1430.90099
[40] Lenstra,J。;Kan,A.,车辆路线和调度问题的复杂性,网络,11,2221-227(1981)
[41] Malaguti,E。;Toth,P.,《顶点着色问题的调查》,《Int Trans Oper Res》,17,1,1-34(2010)·Zbl 1223.05079号
[42] 梅斯基塔,M。;Paias,A。;Respício,A.,《车辆和乘务人员综合调度的分支方法》,公共交通,1,1,21-37(2009)
[43] Pataki,G.,使用旅行商问题教授整数规划公式,SIAM Rev,45,1,116-123(2003)·Zbl 1040.90024号
[44] Perumal S,Dollevoet T,Huisman D,Lusby R,Larsen J,Riis M(2020)电动公交车车辆和乘务员调度的解决方案。丹麦技术大学技术、管理和经济系,技术代表·Zbl 1510.90118号
[45] Perumal S、Lusby R、Larsen J(2020)《优化电动汽车和乘务员时间表的综合方法综述》。丹麦技术大学技术、管理和经济系,技术代表
[46] Piu,F。;Speranza,M.,机车分配问题:优化模型调查,Int Trans Oper Res,21227-352(2014)·Zbl 1291.90118号
[47] 葡萄牙,R。;钴,HRL;Paixáo,JP,司机调度问题建模,公共交通,1103-120(2009)
[48] 普拉茨,X。;Puig,V。;Quevedo,J。;Nejjari,F.,最佳起飞飞机轨迹的词汇优化,Aerosp Sci-Technol,14,1,26-37(2010)
[49] Rählmann,C。;Thonemann,U.,《采用半弹性时间表的铁路乘务员调度》,OR Spectr,42835-862(2020)
[50] Respen,J。;Zufferey,N。;Wieser,P.,一家豪华手表公司面临各种干扰的三级库存部署,《J Oper Res Soc》,68,10,1195-1210(2017)
[51] 萨马,M。;D'Ariano,A。;帕拉加切夫,K。;Gerdts,M.,《繁忙航站楼操纵区飞机调度和轨迹优化的集成方法》,OR Spectr,41,641-681(2019)·Zbl 1527.90107号
[52] 谢夫勒,M。;Neufeld,J。;Hölscher,M.,《机车分配问题的基于MIP的启发式解决方法,关注(分离)连接过程》,《运输研究B部分方法》,139,64-80(2020)
[53] Silver,EA,《启发式求解方法概述》,《运营研究社会杂志》,55936-956(2004)·兹比尔1203.90184
[54] Solnon,C。;Cung,VD;Nguyen,A。;Artigues,C.,《汽车排序问题:ROADEF 2005挑战问题的最新方法和工业案例研究概述》,《欧洲运营研究杂志》,191,3,912-927(2008)·Zbl 1156.90323号
[55] 戴维南,S。;Zufferey,N.,学习带时间窗和拒绝的调度问题的可变邻域搜索,离散应用数学,261344-353(2019)·Zbl 1409.68273号
[56] 塞韦宁,S。;Zufferey,N。;Potvin,JY,带抢占和作业不兼容的并行机调度问题的Makespan最小化,国际J Prod Res,55,6,1588-1606(2017)
[57] 托斯卡诺,A。;费雷拉,D。;Morabito,R.,《带时间清理的批量大小和调度问题的公式和MIP-启发式》,计算机化学工程,142107038(2020)
[58] Vaidyanathan,B。;阿胡加,R。;刘杰。;Shughart,L.,《现实生活中的机车规划:新公式和计算结果》,《运输研究B部分方法》,42,147-168(2008)
[59] Vaidyanathan,B。;阿胡加,R。;Orlin,J.,《机车交路问题》,科学与运输,42,4,492-507(2008)
[60] Vié,理学硕士;Zufferey,N。;Cordeau,JF,《解决欧洲汽车制造商的钢丝手设计问题》,《欧洲运营研究杂志》,272,2712-724(2019)·Zbl 1403.90682号
[61] Vié,理学硕士;Zufferey,N。;Leus,R.,《不确定性下的飞机着陆计划》,J Sched,25203-208(2022)
[62] 韦恩特劳布,A。;佩雷拉,M。;Schultz,X.,《减少MIP采矿规划模型中模型尺寸的先验和后验聚合程序》,《Electr Notes离散数学》,30,297-302(2008)·Zbl 1341.90075号
[63] 雷恩,A。;Fores,S。;AKR关;M.帕克。;Proll,L.,《灵活的驾驶员调度系统》,J Sched,6437-455(2003)·Zbl 1154.90502号
[64] 尤内斯,T。;Moura,A。;De Souza,C.,《城市公交乘务员管理问题的混合列生成方法》,《交通科学》,39,2,273-288(2005)
[65] Zhang,Y。;彭,Q。;卢,G。;钟,Q。;严,X。;Zhou,X.,《通过基于价格的交叉分辨率反馈机制进行综合线路规划和列车时刻表》,《运输研究B部分方法》,155,240-277(2022)
[66] 钟,Q。;卢斯比,RM;Larsen,J。;Zhang,Y。;Peng,Q.,《中国高速铁路的机车车辆调度与维护要求》,《运输研究B部分方法》,126,24-44(2019)
[67] 朱,E。;Crainic,TG;Gendreau,M.,货运铁路运输的计划服务网络设计,Oper Res,62,2,383-400(2014)·Zbl 1304.90109号
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