第三十五章铁路调度 1.定义 铁路调度的过程是汇集铁路运输(客运和货运)的“需求”与“供给方”的 约束(如现有的基础设施能力、机车车辆、人员),时间表和资源计划,以满足 需求在一个适当的水平的成本。这个过程也被称为“火车规划” 列车运行时刻表通常采取“表”或“时距图”来显示列车如何随着时间的推 移而运行。 考虑到所有的操作、法律和工会规则,列车时间表中关于机车资源计划图和 列车人员的安排需要考虑。 调度人员或规划者负责把时间表和资源计划整合在一起。对于非常短的铁路 (比如,一个城市中心到机场的铁路线)有可能只有一、两个调度人员负责全过 程;主要铁路及国家铁路将有多达几百个调度程序,不同的组的人员负责制定时 间表和资源规划,同时个别员工在这个过程中专门从事特定任务。 2.时间跨度 铁路调度在不同的时间进行有不同的原因。 2.1战略规划 这就是改变基础设施需要考虑的和正在被问及“加入”的问题,通常要向后 看2-10年。“回执信”评估工作正在开展(例如,如果一些额外的火车被租赁或 可以提供额外的轨道时哪些列车服务可以实施?)。由于这些想法更加坚定,详 细的时间表是评估可能的修订基础设施布局(也许是与其他平台或通过一个新的 循环让快车超越慢车)的性能,并确认额外的车辆运营所需的未来时间表 2.2战术规划 这是在一个时间范围内基础设施趋向固定的情况下的调度,但移动资源(机 车车辆和人员)在数量,质量和操作力度是多种多样。战术规划也分为“长期规 划”和“短期规划。”长期规划产生的时间表和资源计划通常在未来一年内实施 短期规划总是需要在一个或大或小的程度上改变这一计划,以应对供应或需求波 动从实施前几个星期到几天的时间里(一个供应波动的例子,一个船员由于缺乏 培训导致疾病:需求的例子是法定假日和特殊场合,如大型体育赛事)。长期的 计划在数月前已产生,特别是铁路客运专线,完成一些新的时间表投产前的数周 或数月,允许公布新的时间表为乘客和传输预订客户信息系统。 2.3作业计划和控制 然而良好的战术规划过程,实时扰动是一个不可避免的特性的运输业务。重
第三十五章 铁路调度 1. 定义 铁路调度的过程是汇集铁路运输（客运和货运）的“需求”与“供给方”的 约束（如现有的基础设施能力、机车车辆、人员），时间表和资源计划，以满足 需求在一个适当的水平的成本。这个过程也被称为“火车规划”。 列车运行时刻表通常采取“表”或“时距图”来显示列车如何随着时间的推 移而运行。 考虑到所有的操作、法律和工会规则，列车时间表中关于机车资源计划图和 列车人员的安排需要考虑。 调度人员或规划者负责把时间表和资源计划整合在一起。对于非常短的铁路 （比如，一个城市中心到机场的铁路线）有可能只有一、两个调度人员负责全过 程；主要铁路及国家铁路将有多达几百个调度程序，不同的组的人员负责制定时 间表和资源规划，同时个别员工在这个过程中专门从事特定任务。 2. 时间跨度 铁路调度在不同的时间进行有不同的原因。 2.1 战略规划 这就是改变基础设施需要考虑的和正在被问及“加入”的问题，通常要向后 看 2~10 年。“回执信”评估工作正在开展（例如,如果一些额外的火车被租赁或 可以提供额外的轨道时哪些列车服务可以实施？)。由于这些想法更加坚定，详 细的时间表是评估可能的修订基础设施布局（也许是与其他平台或通过一个新的 循环让快车超越慢车）的性能，并确认额外的车辆运营所需的未来时间表。 2.2 战术规划 这是在一个时间范围内基础设施趋向固定的情况下的调度，但移动资源（机 车车辆和人员）在数量，质量和操作力度是多种多样。战术规划也分为“长期规 划”和“短期规划。”长期规划产生的时间表和资源计划通常在未来一年内实施； 短期规划总是需要在一个或大或小的程度上改变这一计划，以应对供应或需求波 动从实施前几个星期到几天的时间里(一个供应波动的例子，一个船员由于缺乏 培训导致疾病；需求的例子是法定假日和特殊场合，如大型体育赛事)。长期的 计划在数月前已产生，特别是铁路客运专线，完成一些新的时间表投产前的数周 或数月，允许公布新的时间表为乘客和传输预订客户信息系统。 2.3 作业计划和控制 然而良好的战术规划过程,实时扰动是一个不可避免的特性的运输业务。重
新安排最终发生“实时”以适应在最后时刻改变了需求(通常从货运客户)、火车 延误、失败和基础设施可靠性问题以及员工病。火车编组,汽车路线(决定汽车 货运火车)和堆场经营决策需要当下决定 3.流程阶段 调度在所有三个上面定义时间范围内也遵循类似的高级流程,流程设置及描述 如下图1所示 基础设施特 点 时间表制定 基础设施的 可用性 业务规范 时间表规划 车辆调度 列车乘务人 基础数据 员调度 资源特点 资源可用性 图1铁路调度流程简图 3.1基础数据 这个过程开始的最初定义 (1)基础设施特点(火车的数量,火车交汇点,火车运行速度等)。时间计 划表是列车运行的一个简化视图。这种简化的视图(在英国通常被称为“地理规 划”)是在规划实施过程中细节与变量相匹配的水平下发挥效用。因此所有路口 和车站都包括在创建的规划网络中,但个别转换点和信号未包括在内 (2)基础设施的可用性(在实践中往往出一个声明当基础设施“不可用” 时)。这表明约束是在列车运行时实施,通常是因为基础设施正在维护。这通常 将在维护“窗口”期间被声明,所谓窗口是指当列车被禁止时每天的数小时里, 每周或不定期地的一个时间段。在更多较为有限的情况下,它也可能不能够运行 列车因为信号人员或关键操作人员或不在值班 (3)资源特征一特定的车辆是否可以运行在特定的路线(局限性包括压力 曲率、重量、或信号干扰)以及特定的车辆在特定的路线上的性能特点和(尤其 是“计时”:特定车辆旅行在每一站的规划“地理”花费的时间 (4)资源的可用性(车辆号码,工作人员数量、位置等) 3.2业务规范 对于部分有潜在冲突的业务规范的产生是正常的,这些规范生产来自铁路客 户的不同需求。在统一的国家铁路规范来自不同的业务单位,通常是结合一些
新安排最终发生“实时”以适应在最后时刻改变了需求(通常从货运客户)、火车 延误、失败和基础设施可靠性问题以及员工病。火车编组，汽车路线(决定汽车 货运火车)和堆场经营决策需要当下决定。 3. 流程阶段 调度在所有三个上面定义时间范围内也遵循类似的高级流程,流程设置及描述 如下图 1 所示。 图 1 铁路调度流程简图 3.1 基础数据 这个过程开始的最初定义： （1）基础设施特点（火车的数量，火车交汇点，火车运行速度等）。时间计 划表是列车运行的一个简化视图。这种简化的视图（在英国通常被称为“地理规 划”）是在规划实施过程中细节与变量相匹配的水平下发挥效用。因此所有路口 和车站都包括在创建的规划网络中，但个别转换点和信号未包括在内。 （2）基础设施的可用性（在实践中往往出一个声明当基础设施“不可用” 时）。这表明约束是在列车运行时实施，通常是因为基础设施正在维护。这通常 将在维护“窗口”期间被声明，所谓窗口是指当列车被禁止时每天的数小时里， 每周或不定期地的一个时间段。在更多较为有限的情况下，它也可能不能够运行 列车因为信号人员或关键操作人员或不在值班。 （3）资源特征—特定的车辆是否可以运行在特定的路线(局限性包括压力、 曲率、重量、或信号干扰)以及特定的车辆在特定的路线上的性能特点和(尤其 是“计时”:特定车辆旅行在每一站的规划“地理”花费的时间)。 （4）资源的可用性(车辆号码,工作人员数量、位置等)。 3.2 业务规范 对于部分有潜在冲突的业务规范的产生是正常的,这些规范生产来自铁路客 户的不同需求。在统一的国家铁路规范来自不同的业务单位，通常是结合一些 基础设施特 点 基础设施的 可用性 基础数据 资源特点 资源可用性 业务规范 时间表规划 时间表制定 车辆调度 列车乘务人 员调度
国际、城际、郊区铁路和运费;也有一些独立的公司争相进入基础设施建设领 域,都将提供其自己的要求。在这两种情况下高水平列车服务规范(有时称为 服务计划)会产生,说明服务需求的整体水平(如,每小时的列车数量、这些列 车的类型和停止模式)。这些规范考虑资源(特别是车辆)的可用性水平。 3.3时间表设计(有时称为时间表开发或者在英国被称为访问计划) 列车服务规范传递到时间表规划者,其任务是生产“无冲突”时间表(因 此,如果时间表在实践中能经过却运行,将没有列车因其他车辆而延迟) 图2概述了开发过程的时间表,现在描述每个阶段。 创建详细的列车时刻表 在业务规范提供的时间都变成详细的精确到每一分钟的时间表,并考虑到 基础设施的细节和列车特点 前期时间表 前期的时间表计划对任务计划表(也许是一些时间表是相同的;另外一些可 能是相同的,但是在时间上有偏移)的创建提供有价值的输入。前期时间表对于 冲突解决阶段可能也是有价值的,也可能是不相适应的或是有细微的变化 “绘图”时间表 对生产时间表的下一阶段是在时间距离图上绘制时间表(使用电脑程序或方格纸 和铅笔)。一旦所有计划都绘制到图形上,就可以通过眼睛来判断在火车时间表 上是否有“冲突”,在列车化计划表中同一轨道上走同一方向(“进展”),在 同一条轨道上向不同方向行驶或者在交叉的轨道(结点)上行驶的列车之间没有 足够的距离和时间。一个简单的时刻表视图在图3中已给出,想要一个更加详细 的描述请参考见福特和黑多克(1992)。 业务规范 创建详细的列 冲突解决 完成时间 基础数据 车时刻表 时间图表 方案 前期时间 表 解决规则 图2时间表设计流程
国际、城际、郊区铁路和运费；也有一些独立的公司争相进入基础设施建设领 域，都将提供其自己的要求。在这两种情况下高水平列车服务规范(有时称为 “服务计划”)会产生,说明服务需求的整体水平(如,每小时的列车数量、这些列 车的类型和停止模式)。这些规范考虑资源(特别是车辆)的可用性水平。 3.3 时间表设计(有时称为时间表开发,或者在英国被称为访问计划) 列车服务规范传递到时间表规划者,其任务是生产“无冲突”时间表 (因 此，如果时间表在实践中能经过却运行，将没有列车因其他车辆而延迟）。 图2概述了开发过程的时间表，现在描述每个阶段。 创建详细的列车时刻表 在业务规范提供的时间都变成详细的精确到每一分钟的时间表，并考虑到 基础设施的细节和列车特点。 前期时间表 前期的时间表计划对任务计划表(也许是一些时间表是相同的;另外一些可 能是相同的,但是在时间上有偏移)的创建提供有价值的输入。前期时间表对于 冲突解决阶段可能也是有价值的,也可能是不相适应的或是有细微的变化。 “绘图”时间表 对生产时间表的下一阶段是在时间距离图上绘制时间表（使用电脑程序或方格纸 和铅笔）。一旦所有计划都绘制到图形上，就可以通过眼睛来判断在火车时间表 上是否有“冲突”，在列车化计划表中同一轨道上走同一方向（“进展”），在 同一条轨道上向不同方向行驶或者在交叉的轨道（结点）上行驶的列车之间没有 足够的距离和时间。一个简单的时刻表视图在图 3 中已给出，想要一个更加详细 的描述请参考见福特和黑多克（1992）。 图 2 时间表设计流程 时间图表 业务规范 基础数据 前期时间 表 解决规则 创建详细的列 车时刻表 冲突解决 方案 完成时间 表
图A一冲突 图B一冲突解决 A站 列车1 列车1 B站 列车2 B站 列车2 C站 列车3 C站 D站 间 间 图3简化的时间表图表 说明 单轨循环通过车站 列车1:快速列车从D到A不停驶 列车2:慢车在站C和B停 列车1:快速列车从A到D不停驶 在图A中列车3和列车2在站A、B之间的单轨上冲突一一需要解决冲突 在图B中列车2在站B穿越列车3 另一种方法是时间表以表格的形式打印出来,并通过比较关键位置的日程表 来检查“进展”或“结点”的不足之处。 解决冲突 一旦检测到冲突,有必要去“解决”它们。在英国的术语“弯曲”已经被设 计人员用来描述这个过程,他们调整视图上的规划表以实现一个无冲突的时间 表,同时,尽量实现需求可行、业务规范。不可避免地,在繁忙的线路上的妥协 是必要的,非常熟练的规划者必须达到令人满意的“路径”(这个术语,用来描述 个一旦已经放在视图上的火车时刻表)来满足业务需求。 解决规则 有一些代表一个满意的解决方案的规则一一不仅要服从基础设施进展和边 际利润规则,而且一系列规则的适用程度是可以接受的,也就是说,增加了城 际列车的行程时间以给货运列车一较快的运行时间表(做法虽不尽相同,但通 常在欧洲是不能接受的,比如,增加旅客列车的行车时间来减少一列货运列车 的行车时间)。在某些情况下,这些规则可能会被基础设施公司和火车运营商 同意并正式签署在文件中(例如,在英国,对于这些普遍适用的规则都包含在 份名为“准入条件”的文件中)
图 3 简化的时间表图表 说明 单轨循环通过车站 列车 1：快速列车从 D 到 A 不停驶； 列车 2：慢车在站 C 和 B 停 列车 1：快速列车从 A 到 D 不停驶 在图 A 中列车 3 和列车 2 在站 A、B 之间的单轨上冲突——需要解决冲突 在图 B 中列车 2 在站 B 穿越列车 3 另一种方法是时间表以表格的形式打印出来，并通过比较关键位置的日程表 来检查“进展”或“结点”的不足之处。 解决冲突 一旦检测到冲突，有必要去“解决”它们。在英国的术语“弯曲”已经被设 计人员用来描述这个过程,他们调整视图上的规划表以实现一个无冲突的时间 表，同时,尽量实现需求可行、业务规范。不可避免地，在繁忙的线路上的妥协 是必要的,非常熟练的规划者必须达到令人满意的“路径”(这个术语,用来描述一 个一旦已经放在视图上的火车时刻表)来满足业务需求。 解决规则 有一些代表一个满意的解决方案的规则——不仅要服从基础设施进展和边 际利润规则，而且一系列规则的适用程度是可以接受的，也就是说，增加了城 际列车的行程时间以给货运列车一较快的运行时间表（做法虽不尽相同，但通 常在欧洲是不能接受的，比如，增加旅客列车的行车时间来减少一列货运列车 的行车时间）。在某些情况下，这些规则可能会被基础设施公司和火车运营商 同意并正式签署在文件中（例如，在英国，对于这些普遍适用的规则都包含在 一份名为“准入条件”的文件中）。 A 站 B 站 C 站 D 站 时间 图 A—冲突 列车 1 列车 2 列车 3 时间 A 站 B 站 C 站 D 站 列车 1 列车 2 列车 3 图 B—冲突解决
完成时间表 一旦解决过程已经完成,时间表可以放进车辆调度过程,也可以放进时间 表出版过程 3.4车辆调度 时间表中所有的服务都必须分配给车辆“图”。一个图是列车在一天内名义 上将要执行的一个服务清单。它是通过“关联”(连接)一个服务的结束与另 一个的开始来形成连续的循环 有关于关联规则必须遵循(例如,一个服务的结束必须在相同的位置开始下 个,除非添加一个“空车”或“重置”服务,并且衔接时接下来的服务联系必 须至少晚于其之前的服务几分钟。) 旦所有的服务已经分配给图就表示车辆时间表完成:然后就可以确定运行该时 间表需要多少车辆(可能不同于输入资源可用性) e i a或 罗岂豐·舌 图4.列车人员值班图(屏幕截图来自船员软件,版权 Siscog) 3.5列车乘务员调度 旦车辆计划己经开发出来,然后就可以用火车人员时间表覆盖它(通常已 知的“列车人员图和花名册”)。所有的车辆图必须相互匹配训练船员图(虽然
完成时间表 一旦解决过程已经完成，时间表可以放进车辆调度过程，也可以放进时间 表出版过程。 3.4 车辆调度 时间表中所有的服务都必须分配给车辆“图”。一个图是列车在一天内名义 上将要执行的一个服务清单。它是通过“关联”（连接）一个服务的结束与另 一个的开始来形成连续的循环。 有关于关联规则必须遵循(例如，一个服务的结束必须在相同的位置开始下一 个，除非添加一个“空车”或“重置”服务，并且衔接时接下来的服务联系必 须至少晚于其之前的服务几分钟。) 一旦所有的服务已经分配给图就表示车辆时间表完成:然后就可以确定运行该时 间表需要多少车辆 (可能不同于输入资源可用性)。 图4.列车人员值班图(屏幕截图来自船员软件,版权Siscog) 3.5 列车乘务员调度 一旦车辆计划已经开发出来,然后就可以用火车人员时间表覆盖它 (通常已 知的“列车人员图和花名册”)。所有的车辆图必须相互匹配训练船员图(虽然
这通常不是一个“一对一匹配),考虑到有多少船员是必需的,关于培训船员工作 时间和知识的各种规则,以及各种必须执行的辅助任务(如前来报到,被告知关于 任何特定的安全或操作问题一一众所周知成为签约”,一一转班、培训的末尾交 纳现金等)。列车乘务人员调度第二部的任务是生产花名册。这包括把图放进序 列中以产生“链接”这样的,如当一个被命名的员工被分配给该链接时,它提供了 对他或她的一系列的图表,组成一个工作周(或数周)相匹配的各种规定的工作时 间。当整体名单放在一起时必须组成链接以涵盖所有的需开展道德工作。如果 这个调度工作已经完成战术规划的一部分且花名册已经放在一起,同时在员工代 表或联盟同意之后,通常就可以将人员分配入链接。通常提前数周这工作已完成 了(与车辆,通常只分配给图“天”),以此来给员工一些熟悉前期工作知识的时 图4给出了流程中一列火车上的乘务人员调度任务表的例子。图的上半部分 显示的是已经被分配到一列火车上的乘务员图的列车图表;下半部分显示的是 已建立的列车乘务员图(如,12E是一个完整的“早期轮换”(早上)图)。每天的时 间是从左到右(小时数超过表示在第二天,如,25是凌晨1点钟);数字如30772年 和8234年代表列车图被这列火车上的乘务员图“覆盖”;*表明吃饭休息。 3.6时间表制定 旦时间表开发完成,文档可以为乘客(在英国被称为“公共时间表”)和 工作人员(“工作时间表”比公开的时间表给予更多的细节)制定 4.关键问题 由上可知,铁路调度是一个复杂的过程。铁路时间表规划尤其复杂,主要 是因为铁路有一个“单自由度”一一向前和向后(而道路交通有两个自由度,空中 交通有三个自由度)。所有的“超越”的列车”或“交汇的列车”(在一个单一轨道 上),以及“穿越列车”(在路口处)必须做详细计划如果延迟是不结果。铁路调度 对铁路基础设施的有效利用及其未来的发展规划是关键的,调度器预计将产生 强大的网络和资源优化利用的计划与调度,同时在合理的时间内提供解决方 案。 4.1在合理的时间内提供解决方案 一般来说,铁路正变的愈加商业化,其希望更快地转运以满足其客户的需 求 在战略规划阶段,详细的时间表开发和模拟(见第6节)项目,表现在可能的 性能改进基础设施布局和修订时间表生产时间表在一个非常详细的水平一一通 常在列车时刻计划当整个路线被检查时它们能通过单个信号。这个过程可能要
这通常不是一个“一对一”匹配),考虑到有多少船员是必需的,关于培训船员工作 时间和知识的各种规则,以及各种必须执行的辅助任务(如前来报到,被告知关于 任何特定的安全或操作问题——众所周知成为“签约”,——转班、培训的末尾交 纳现金等)。列车乘务人员调度第二部的任务是生产花名册。这包括把图放进序 列中以产生“链接”这样的,如当一个被命名的员工被分配给该链接时,它提供了 对他或她的一系列的图表,组成一个工作周(或数周)相匹配的各种规定的工作时 间。当整体名单放在一起时必须组成链接以涵盖所有的需开展道德工作。如果 这个调度工作已经完成战术规划的一部分且花名册已经放在一起,同时在员工代 表或联盟同意之后,通常就可以将人员分配入链接。通常提前数周这工作已完成 了(与车辆,通常只分配给图“天”),以此来给员工一些熟悉前期工作知识的时 间。 图4给出了流程中一列火车上的乘务人员调度任务表的例子。图的上半部分 显示的是已经被分配到一列火车上的乘务员图的列车图表；下半部分显示的是 已建立的列车乘务员图 (如,12E是一个完整的“早期轮换”(早上)图)。每天的时 间是从左到右(小时数超过表示在第二天,如,25是凌晨1点钟)；数字如30772年 和8234年代表列车图被这列火车上的乘务员图“覆盖”；*表明吃饭休息。 3.6 时间表制定 一旦时间表开发完成，文档可以为乘客（在英国被称为“公共时间表”）和 工作人员（“工作时间表”比公开的时间表给予更多的细节）制定。 4. 关键问题 由上可知，铁路调度是一个复杂的过程。铁路时间表规划尤其复杂 ,主要 是因为铁路有一个“单自由度”——向前和向后(而道路交通有两个自由度，空中 交通有三个自由度)。所有的“超越”的列车”或“交汇的列车”(在一个单一轨道 上),以及“穿越列车”(在路口处)必须做详细计划如果延迟是不结果。铁路调度 对铁路基础设施的有效利用及其未来的发展规划是关键的，调度器预计将产生 强大的网络和资源优化利用的计划与调度，同时在合理的时间内提供解决方 案。 4.1 在合理的时间内提供解决方案 一般来说,铁路正变的愈加商业化，其希望更快地转运以满足其客户的需 求。 在战略规划阶段,详细的时间表开发和模拟 (见第6节)项目,表现在可能的 性能改进基础设施布局和修订时间表生产时间表在一个非常详细的水平——通 常在列车时刻计划当整个路线被检查时它们能通过单个信号。这个过程可能要
花费许多个月。随着业务增长使得需要更多的能力更紧迫,对这些评估时间的尺 度需要减少 在战术规划中,长期的规划过程通常在时间表初始日期的前12个月到15个 月开始一一即,甚至在前期的时间表已经开始前。勿庸置疑,减少这些时间尺 度是有相当大的压力的,在计划下一个时间表之前要对上一个时间表的有效性 在实践中的进行评估,并更快地响应不断变化的客户需求。 对于“混合"铁路(也就是列车即运送乘客也运送货物)进一步的问题的是, 物流和货运配送的性质是这样的战术规划发生与列车运行更接近,时间表是以 周,天,甚至几个小时为单位的时间尺度,而不是在客运列车需要规划前几个 月。这将创建一个不合适的不匹配之间的规划视野,广泛持有的观点是在以客 运列车为主的铁路中货运处于劣势,那就是不得不接受在客运服务已经计划后 “还剩下什么” 4.2需要强效的解决方案 稳健性”(这意味着时间表在多大程度上可容纳轻微的扰动,例如,机车 或基础设施故障由于没有大量的“微小”延误其他服务)往往只在时间表开始运 作时被测试,这意味着会有大幅延迟的时间表或资源计划应该能够应对发生的不 可避免的问题。在基础设施管理与列车运行分开操作,这可能对会基础设施运营 商造成严重的经济影响,如果有一个“性能政权”来代替火车运营商,也就是说 为什么因为时刻表计划上的一些不足而导致的运营缺陷,却让火车运营商来为其 埋单。虽然做出一个长期计划需要相当长的时间,任务的复杂度确实会导致缺陷 实际上在一个新的长期计划开始实施后的几个星期,需要制定“短期规划” 来应对变化,来解决长期规划内没有考虑到的内容而造成的问题。 4.3需要接近最优的解决方案 需要产生一个可行的解决方案的时间意味着广泛的时间表选项不能被认为 是战术规划过程的一部分。比如,通常在英国没有从根本上不同的选择被考虑到, 在有效时间内的任务只是产生一个在操作上可行的时间表,满足火车运营商的大 部分商业抱负。这阻止了理性讨论不同的时间表的优点,并可能导致正在实施的 时间表未能满足列车运营商的愿望。这可能意味着因为规划者不能找到足够的方 法而为基础设施运营商以及铁路运营商的收入带来影响进而失去一笔业务。类似 的问题出现在资源计划中。在实践中,它目前可能只能分别解各个阶段出现的问 题(通常在可用时间内其目标只是产生一个可操作的解决方案)。 调度,是在实践中主要部分,反馈循环显示在图1和2。如前所述,达到一个最 佳的解决方案需要考虑到业务流程的不同阶段采取方案的交互。理论上这可能 通过在整个过程中使用一些复杂的操作研究技术来寻求优化。然而,目前,由于
花费许多个月。随着业务增长使得需要更多的能力更紧迫,对这些评估时间的尺 度需要减少。 在战术规划中，长期的规划过程通常在时间表初始日期的前12个月到15个 月开始——即，甚至在前期的时间表已经开始前。勿庸置疑，减少这些时间尺 度是有相当大的压力的，在计划下一个时间表之前要对上一个时间表的有效性 在实践中的进行评估，并更快地响应不断变化的客户需求。 对于“混合”铁路(也就是列车即运送乘客也运送货物)进一步的问题的是, 物流和货运配送的性质是这样的战术规划发生与列车运行更接近，时间表是以 周，天，甚至几个小时为单位的时间尺度，而不是在客运列车需要规划前几个 月。这将创建一个不合适的不匹配之间的规划视野，广泛持有的观点是在以客 运列车为主的铁路中货运处于劣势,那就是不得不接受在客运服务已经计划后 “还剩下什么”。 4.2 需要强效的解决方案 “稳健性”（这意味着时间表在多大程度上可容纳轻微的扰动，例如，机车 或基础设施故障由于没有大量的“微小”延误其他服务）往往只在时间表开始运 作时被测试，这意味着会有大幅延迟的时间表或资源计划应该能够应对发生的不 可避免的问题。在基础设施管理与列车运行分开操作,这可能对会基础设施运营 商造成严重的经济影响，如果有一个“性能政权”来代替火车运营商,也就是说 为什么因为时刻表计划上的一些不足而导致的运营缺陷，却让火车运营商来为其 埋单。虽然做出一个长期计划需要相当长的时间,任务的复杂度确实会导致缺陷 ——实际上在一个新的长期计划开始实施后的几个星期，需要制定“短期规划” 来应对变化,来解决长期规划内没有考虑到的内容而造成的问题。 4.3 需要接近最优的解决方案 需要产生一个可行的解决方案的时间意味着广泛的时间表选项不能被认为 是战术规划过程的一部分。比如,通常在英国没有从根本上不同的选择被考虑到， 在有效时间内的任务只是产生一个在操作上可行的时间表,满足火车运营商的大 部分商业抱负。这阻止了理性讨论不同的时间表的优点,并可能导致正在实施的 时间表未能满足列车运营商的愿望。这可能意味着因为规划者不能找到足够的方 法而为基础设施运营商以及铁路运营商的收入带来影响进而失去一笔业务。类似 的问题出现在资源计划中。在实践中,它目前可能只能分别解各个阶段出现的问 题 (通常在可用时间内其目标只是产生一个可操作的解决方案)。 调度,是在实践中主要部分,反馈循环显示在图1和2。如前所述,达到一个最 佳的解决方案需要考虑到业务流程的不同阶段采取方案的交互。理论上这可能 通过在整个过程中使用一些复杂的操作研究技术来寻求优化。然而,目前,由于
该问题的复杂性优化整个过程是无法实现。实际的替代方法是将一个过程的一 部分反馈给另一部分,有时称为“迭代”。例如,如果一个特定的时间表在使用 中无效,然后有必要火车调度员“反馈”到时间表规划师,在这个过程中要有 足够的时间让时间表规划师思考这个反馈进而开发一个改进的时间表。 5.复杂性 有很多的复杂性,使难以提供一种改进的方法 (1)铁路调度问题的复杂性,需要考虑基础设施和资源的效率与稳健性以及 产生一个解决方案所花费的时间; (2)全国铁路网络的复杂性和相互关联性,导致时间表规划过程必然需要 个国家的解决方案,但随着规模的任务,需要一个解决方案,在合理的时间 内将其分为许多不同的人的发展和经常在不同地点之间; (3)许多铁路线路拥挤的性质,或是通过基础设施合理化降低成本,或 者,尤其是最近,交通量的增长导致时间表规划者很难找到满足所有业务需求 的解决方案,如果确实存在这样的解决方案; (4)额外的复杂性已被目前流行的基础设施管理和列车运行分离的趋势引 入到流程中,导致没有一个组织或个人在不同方案间没有符合所有参与公司的 需求的方案时来决定妥协的解决方案; (5)相对有限的可用软件支持铁路的调度。 6.敦件 可能令人吃惊的是,通常执行调度任务时基本没有显著的软件支持 “数据管理”包是调度人员存储和处理核心数据并输入到调度程序(包括 基础数据,运行在这些基础设施上的列车的性能特点,适用于工作人员部署的 规则)所使用的主要工具,复杂的图形界面常被用于手动调整列车时刻,以实 现业务需要,并消除列车之间的任何“冲突 仿真软件包可用以开发时间表并评估它们的健康性,这些也都是可以的。这些 包附带一个时间表和覆盖这些包的一些可能的扰动(可能是点故障或列车故 障)并评估可能造成多少整体延迟。时间表里由一个失误造成的一点“微小” 的延迟造成的后果是巨大的;大量的增量延迟发生的时间表还需要进一步的工 作,或许,表明正在使用的基础设施过于靠近时间表生产的最大能力。典型的 仿真软件包需要非常详细的基础设施图,个别道岔/交换机和信号,因此其建立和 运行是相当复杂和耗时的。它们经常作为“战略规划工具来验证基础设施的改 善的稳定性,同时也被用作同一目的其他用途,那就是重组时间表。它们通常是 运行一个电台或仅几英里的基础设施。时间的限制意味着在战略规划中这些包
该问题的复杂性优化整个过程是无法实现。实际的替代方法是将一个过程的一 部分反馈给另一部分,有时称为“迭代”。例如,如果一个特定的时间表在使用 中无效，然后有必要火车调度员“反馈”到时间表规划师, 在这个过程中要有 足够的时间让时间表规划师思考这个反馈进而开发一个改进的时间表。 5. 复杂性 有很多的复杂性，使难以提供一种改进的方法： (1) 铁路调度问题的复杂性,需要考虑基础设施和资源的效率与稳健性以及 产生一个解决方案所花费的时间； （2）全国铁路网络的复杂性和相互关联性，导致时间表规划过程必然需要 一个国家的解决方案，但随着规模的任务，需要一个解决方案，在合理的时间 内将其分为许多不同的人的发展和经常在不同地点之间； （3）许多铁路线路拥挤的性质，或是通过基础设施合理化降低成本，或 者，尤其是最近，交通量的增长导致时间表规划者很难找到满足所有业务需求 的解决方案，如果确实存在这样的解决方案； （4）额外的复杂性已被目前流行的基础设施管理和列车运行分离的趋势引 入到流程中，导致没有一个组织或个人在不同方案间没有符合所有参与公司的 需求的方案时来决定妥协的解决方案； （5）相对有限的可用软件支持铁路的调度。 6. 软件 可能令人吃惊的是, 通常执行调度任务时基本没有显著的软件支持。 “数据管理”包是调度人员存储和处理核心数据并输入到调度程序（包括 基础数据，运行在这些基础设施上的列车的性能特点，适用于工作人员部署的 规则）所使用的主要工具，复杂的图形界面常被用于手动调整列车时刻，以实 现业务需要，并消除列车之间的任何“冲突”。 仿真软件包可用以开发时间表并评估它们的健康性，这些也都是可以的。这些 包附带一个时间表和覆盖这些包的一些可能的扰动（可能是点故障或列车故 障）并评估可能造成多少整体延迟。时间表里由一个失误造成的一点“微小” 的延迟造成的后果是巨大的；大量的增量延迟发生的时间表还需要进一步的工 作，或许，表明正在使用的基础设施过于靠近时间表生产的最大能力。典型的 仿真软件包需要非常详细的基础设施图,个别道岔/交换机和信号,因此其建立和 运行是相当复杂和耗时的。它们经常作为“战略规划”工具来验证基础设施的改 善的稳定性，同时也被用作同一目的其他用途,那就是重组时间表。它们通常是 运行一个电台或仅几英里的基础设施。时间的限制意味着在战略规划中这些包
都很少作为战术规划过程或检查“整个路线”效应而使用。 现在进行的工作是开发和实施软件以此可以提供更大的支持,同时渐渐的应 该可以在更短时间里产生更好的时间表(无论是在稳定性和资源的使用效率)。 布斯科等(197),科布瑞尔等(1997),柯迪尔等(1998),和费瑞菲尔等(1997)提 供了关于这些进展的总结(还提供了一些阶段的调度过程的总结),包括时间表规 划、人员和车辆调度、货车路径选择,距离模型,汽车管理(全部集中在一个货 运为主的北美/澳大利亚风格的货运铁路运营上)和列车调度(实时操作)。 7.结论 铁路调度是任何铁路系统的有效利用和开发的中心。实施一系列复杂耗时 的活动以在可用资源内匹配铁路运输的需求。列车调度面临许多挑战,及时的有 效的、稳定的时间表;及时引入新的可产生大幅提高效益的计划表的软件。 引用 布斯科,MR,P.科瑞泽尔和U齐默尔曼(1997)“公共轨道交通的离散 优化”,数学编程,79:415-444 科布瑞尔,A,M.费舍特,P托斯和D.菲戈和PL.贵德(1997“)铁路员工管 理算法”,数学编程,79:123-141 柯迪尔,JF,P托斯和D.菲戈(1998)“列车路径选择和调度优化模型的调 查”,交通科学,32:380404 費瑞菲尔,L.(1997)“澳大利亚货运铁路运营规划:概述”,交通研究A部 分,31:335-348。 福特,R.和D.黑多克(1992)“信号和时间表”,在:N.G.哈里斯和E.W. 戈登合编,规划客运专线,格洛索普:交通运输出版
都很少作为战术规划过程或检查“整个路线”效应而使用。 现在进行的工作是开发和实施软件以此可以提供更大的支持,同时渐渐的应 该可以在更短时间里产生更好的时间表(无论是在稳定性和资源的使用效率)。 布斯科等(1997),科布瑞尔等(1997)，柯迪尔等(1998),和费瑞菲尔等(1997)提 供了关于这些进展的总结(还提供了一些阶段的调度过程的总结),包括时间表规 划、人员和车辆调度、货车路径选择，距离模型,汽车管理(全部集中在一个货 运为主的北美/澳大利亚风格的货运铁路运营上)和列车调度(实时操作)。 7. 结论 铁路调度是任何铁路系统的有效利用和开发的中心。实施一系列复杂耗时 的活动以在可用资源内匹配铁路运输的需求。列车调度面临许多挑战,及时的有 效的、稳定的时间表；及时引入新的可产生大幅提高效益的计划表的软件。 引用 布斯科，M.R.，P. 科瑞泽尔和 U.T.齐默尔曼 (1997) “公共轨道交通的离散 优化”，数学编程，79:415-444。 科布瑞尔， A.，M. 费舍特, P.托斯和D. 菲戈和PL. 贵德(1997“)铁路员工管 理算法”，数学编程，79:123 - 141。 柯迪尔，J.-F，P 托斯和 D.菲戈 (1998)“列车路径选择和调度优化模型的调 查”，交通科学，32:380_404。 费瑞菲尔，L. (1997)“澳大利亚货运铁路运营规划：概述”，交通研究A部 分，31:335-348。 福特，R.和D.黑多克（1992）“信号和时间表”，在：N.G.哈里斯和E.W. 戈登合编，规划客运专线，格洛索普：交通运输出版