铁水物流优化调度是根据高炉出铁信息,转炉需铁信息,以及扒渣、脱磷脱硫等预处理工位的状态信息,确定铁水的流向和运输工具的运行路径。由于铁水运输过程涉及受铁、重罐运输、倒罐和空罐运输一系列工序,运输路径受固定轨道限制等工艺特征,使得铁水物流优化调度具有一定难度,并且鱼雷车的运输状态与铁水温降等生产指标紧密相关,因此研究鱼雷车调度问题对铁水物流优化调度有重要的意义。本文对铁水物流优化调度中涉及到的鱼雷车运输任务调度问题和鱼雷车行驶路径规划问题展开研究,定制化设计数学模型和求解算法,主要研究内容如下:(1)针对鱼雷车运输任务调度问题,考虑铁水运输过程中的高温操作性,以最小化运输任务总等待时间带来的能耗损失为目标函数,建立混合整数规划(MIP)模型。采用Danzig-Wolfe分解方法将MIP转化为集划分主问题和价格子问题,在列生成算法的实施过程中,采用基于最近邻的启发式算法获得初始可行解,构造限制性主问题。通过对价格子问题的特征分析,设计基于标号更新的动态规划算法。最后,以原混合整数规划模型的非整数解的决策变量作为分支策略为依据,开发分支-定价算法,从而得到问题的最优整数解。通过将列生成算法与CLPEX求解软件进行结果比较,验证算法的有效性。(2)针对鱼雷车行驶路径规划问题,考虑鱼雷车运输过程受固定轨道限制的工艺特征,以厂区内的铁路为网络,根据各工位点之间的距离等现场因素,重点解决鱼雷车行驶过程中可能出现的碰撞冲突,提炼出鱼雷车走行的时空流平衡特征,建立时空网络流模型,从而得到鱼雷车的最优行驶方案。计算实验中,在鱼雷车运输任务调度问题的调度方案基础上,使用CPLEX求解软件对模型进行求解,为鱼雷车制定合理的行车路线,验证提出的时空模型能够有效解决实际规模的工业问题。(3)以上述模型和算法为核心开发决策支持系统,设计和开发铁水物流优化调度决策支持系统,为铁水运输过程提供科学、定量的决策支持,达到提高鱼雷车的周转率、减少鱼雷车运输过程中的等待时间、降低铁水在运输中的温度损耗等效果。