铁水运输是钢铁企业运输系统的重要组成部分,对其进行优化调度是降低运输成本、提高生产效率和企业经济效益的有效途径。钢铁企业的铁水运输路网具有区域小、道岔多、调机和车辆多等特点,使得铁水运输调车作业问题较复杂、难度大。目前,我国钢铁企业铁水运输大多以人工调度为主,由于调车作业繁多以及缺乏高效、优化的算法程序,调度人员只能采取边走边看的调度模式,这样容易导致调车作业效率低,甚至出现长时间等待和安全事故等问题。因此,统筹考虑阶段内所有铁水运输调车作业,利用优化的算法为调车作业制定合理的行车计划,对于缩短运输设备的周转时间,提高企业的铁水运输效率具有重要的现实意义。本文首先以企业的铁水运输系统为切入点,对系统的组成要素进行了介绍,其中详细介绍了高炉和转炉的生产规律及特点,而后阐述了铁水运输的流程、方式、车辆和相关要求,以及在铁水运输过程中机车和车辆的运用组织方案,并简要分析了各运用方案的优缺点及适用条件。其次,为了更加细致的研究铁水运输调度,将铁水运输相关的运输需求描述为不同的运输任务,对其中送重和配空这两个关键任务进行了深入研究。结合图论知识将铁水运输路网抽象化为网络模型,针对调车作业存在走行折返路径的特点,在网络中加入虚拟点和虚拟边。以铁水运输网络为背景,运用Dijkstra算法求解运行时间最小的最短路作为调车作业的标准路径。再次,在调车作业计划基础上,以提高整体调车作业效率为目标,统筹考虑阶段内的所有调车作业,为调车作业的执行过程制定进路调度计划。其中对进路调度过程中的关键内容进行了研究,主要是解决为各项调车作业安排进路占用时,避免产生时空交叉冲突问题,同时介绍了几种交叉冲突类型。提出采用进路预约安排的方式来检测进路调度过程中存在的潜在冲突,当存在冲突时根据优先级权重决策调车作业占用进路的顺序,并给出了等待和迂回两种进路冲突疏解方式以及两种疏解方式的适用条件。本文建立了一个完成阶段所有铁水运输调车作业所消耗的总时间(运行+等待)最小为目标的调度计划模型,为了在模型求解过程中避免约束条件缺失,采用局部入手、整体优化的思想设计了启发式算法,并运用算例数据进行验证,得到的优化结果表明所构建的模型能够有效解决铁水运输调车作业的进路调度问题,验证了算法的有效性。最后,以简化的铁水运输路网为背景,前文研究理论、调车作业计划和进路调度启发式算法为基础,利用计算机编程技术开发了铁水运输调度系统。