Образовательный форум по искусственному интеллекту, математике и физике 2025
Задача 3:
Оптимизация порожнего пробега локомотивов
Задача 3:
Оптимизация порожнего пробега локомотивов
Задача предоставлена ОАО «РЖД»
Описание задачи
В "Российских железных дорогах", мы ежедневно решаем сложнейшие логистические задачи. Одна из ключевых проблем – эффективное использование тягового подвижного состава, то есть локомотивов.
После выполнения рейса с составом (груженым или пассажирским) локомотив часто оказывается на станции, где для него нет немедленной "обратной" работы. Его нужно либо перегнать на другую станцию, где он требуется, либо оставить в ожидании. Такой "холостой" перегон называется порожним пробегом. Он не приносит дохода, но несет затраты (топливо, износ, занятость бригады, использование инфраструктуры).
Суть задачи:
Разработать алгоритм, который минимизирует суммарный порожний пробег локомотивов (или связанные с ним затраты) на заданной сети железнодорожных станций и набора заявок на перевозку в течение определенного планового периода.
После выполнения рейса с составом (груженым или пассажирским) локомотив часто оказывается на станции, где для него нет немедленной "обратной" работы. Его нужно либо перегнать на другую станцию, где он требуется, либо оставить в ожидании. Такой "холостой" перегон называется порожним пробегом. Он не приносит дохода, но несет затраты (топливо, износ, занятость бригады, использование инфраструктуры).
Суть задачи:
Разработать алгоритм, который минимизирует суммарный порожний пробег локомотивов (или связанные с ним затраты) на заданной сети железнодорожных станций и набора заявок на перевозку в течение определенного планового периода.
Описание данных
В качестве исходных данных будут предоставлен датасет, содержащий следующие элементы:
1. Карта станций и расстояний:
○ Список станций (ID, название).
○ Матрица или список ребер с расстояниями (в км) и/или временем перегона между связанными станциями. (Можно задать условную стоимость 1 км порожнего пробега).
2. Парк локомотивов:
○ Список локомотивов (ID, тип - если важно для разных видов поездов, текущее местоположение на начало планового периода, плановое время освобождения).
○ (Опционально) Стоимость часа простоя локомотива.
3. План поездов (заявки на перевозку):
○ Список поездов (ID, станция отправления, станция назначения, плановое время отправления, плановое время прибытия, требуемый тип локомотива - если есть).
4. (Опционально) Ограничения:
○ Время на техническое обслуживание локомотива после определенного пробега.
○ Ограничения по работе локомотивных бригад (можно упростить).
○ Пропускная способность участков (для продвинутых команд).
1. Карта станций и расстояний:
○ Список станций (ID, название).
○ Матрица или список ребер с расстояниями (в км) и/или временем перегона между связанными станциями. (Можно задать условную стоимость 1 км порожнего пробега).
2. Парк локомотивов:
○ Список локомотивов (ID, тип - если важно для разных видов поездов, текущее местоположение на начало планового периода, плановое время освобождения).
○ (Опционально) Стоимость часа простоя локомотива.
3. План поездов (заявки на перевозку):
○ Список поездов (ID, станция отправления, станция назначения, плановое время отправления, плановое время прибытия, требуемый тип локомотива - если есть).
4. (Опционально) Ограничения:
○ Время на техническое обслуживание локомотива после определенного пробега.
○ Ограничения по работе локомотивных бригад (можно упростить).
○ Пропускная способность участков (для продвинутых команд).
Целевая функция
В ходе решения задачи необходимо минимизировать сумму:
(общий порожний пробег в км * стоимость 1 км порожнего пробега) + (общее время простоя локомотивов * стоимость часа простоя).
(общий порожний пробег в км * стоимость 1 км порожнего пробега) + (общее время простоя локомотивов * стоимость часа простоя).
Что должны сделать команды
- Разработать модель представления данных.
- Предложить и реализовать алгоритм (предпочтительно с использованием генетических алгоритмов или других методов дискретной оптимизации), который строит расписание движения локомотивов (какой локомотив какой поезд везет, и какие порожние рейсы совершает).
- Оценить эффективность своего решения по целевой функции.
- (Желательно) Визуализировать предложенное решение (например, на карте или в виде временной диаграммы Ганта для локомотивов).
Критерии оценки
- Значение целевой функции (основной критерий).
- Полнота учета ограничений (если они введены).
- Скорость работы алгоритма (особенно для больших наборов данных).
- Качество презентации и объяснения решения.
- Новизна и оригинальность подхода.
Контакты с организатором хакатона
Ссылка на Telegram для информации и вопросов:
https://t.me/+c1E_FURVeJ9iNzEy
Здесь будем выкладывать данные, отвечать на вопросы.
Место проведения: (сообщим позднее)
https://t.me/+c1E_FURVeJ9iNzEy
Здесь будем выкладывать данные, отвечать на вопросы.
Место проведения: (сообщим позднее)
Организации-партнеры кейса
