[發(fā)明專利]基于魯棒策略的地鐵沖突預(yù)警方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710078411.6
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN106741006A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓云祥;黃曉瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號: B61L23/00
• 分類號: B61L23/00;B61L27/00
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32214
• 代理人: 陳曉君

本申請是申請?zhí)枮椋?01510150113.4，發(fā)明創(chuàng)造名稱為《一種地鐵列車沖突預(yù)警方法》，申請日為：2015年3月31日的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地鐵列車沖突預(yù)警方法，尤其涉及一種基于魯棒策略的地鐵列車沖突預(yù)警方法。

背景技術(shù)

隨著我國大中城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，城市交通系統(tǒng)面臨著越來越大的壓力，大力發(fā)展軌道交通系統(tǒng)成為解決城市交通擁塞的重要手段。國家“十一五”規(guī)劃綱要指出，有條件的大城市和城市群地區(qū)要把軌道交通作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。我國正經(jīng)歷一個前所未有的軌道交通發(fā)展高峰期，一些城市已由線的建設(shè)轉(zhuǎn)向了網(wǎng)的建設(shè)，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)已逐步形成。在軌道交通網(wǎng)絡(luò)和列車流密集的復(fù)雜區(qū)域，仍然采用列車運(yùn)行計劃結(jié)合基于主觀經(jīng)驗(yàn)的列車間隔調(diào)配方式逐漸顯示出其落后性，具體表現(xiàn)在：(1)列車運(yùn)行計劃時刻表的制定并未考慮到各種隨機(jī)因素的影響，容易造成交通流戰(zhàn)術(shù)管理擁擠，降低交通系統(tǒng)運(yùn)行的安全性；(2)列車調(diào)度工作側(cè)重于保持單個列車間的安全間隔，尚未上升到對列車流進(jìn)行戰(zhàn)略管理的宏觀層面；(3)列車調(diào)配過程多依賴于一線調(diào)度人員的主觀經(jīng)驗(yàn)，調(diào)配時機(jī)的選擇隨意性較大，缺乏科學(xué)理論支撐；(4)調(diào)度人員所運(yùn)用的調(diào)配手段較少考慮到外界干擾因素的影響，列車調(diào)配方案的魯棒性和可用性較差。為保證地鐵交通的安全運(yùn)行，實(shí)施有效的沖突預(yù)警就成為地鐵交通管制工作的重點(diǎn)。實(shí)施有效的地鐵沖突預(yù)警就成為地鐵交通管制工作的重點(diǎn)。

已有文獻(xiàn)資料的討論對象多針對長途鐵路運(yùn)輸，而針對大流量、高密度和小間隔運(yùn)行條件下的城市地鐵交通系統(tǒng)的科學(xué)調(diào)控方案尚缺乏系統(tǒng)設(shè)計。復(fù)雜路網(wǎng)運(yùn)行條件下的列車協(xié)調(diào)控制方案在戰(zhàn)略層面上需要對區(qū)域內(nèi)交通網(wǎng)絡(luò)上單列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行推算和優(yōu)化，并對由多個列車構(gòu)成的交通流實(shí)施協(xié)同規(guī)劃；在預(yù)戰(zhàn)術(shù)層面上通過有效的監(jiān)控機(jī)制調(diào)整交通網(wǎng)絡(luò)上部分區(qū)域的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)來解決擁塞問題，但目前對地鐵列車軌跡的預(yù)測及看列車沖突預(yù)警均沒有較為準(zhǔn)確的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種魯棒性和可用性較好的基于魯棒策略的地鐵沖突預(yù)警方法，該方法對地鐵列車的預(yù)測精度較高、地鐵列車沖突預(yù)警的準(zhǔn)確性及時效性均較好。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種基于魯棒策略的地鐵沖突預(yù)警方法，包括如下步驟：

步驟A、根據(jù)各個列車的計劃運(yùn)行參數(shù)，生成軌道交通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

步驟B、基于步驟A所構(gòu)建的軌道交通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，分析列車流的可控性和敏感性二類特性；

步驟C、根據(jù)各個列車的計劃運(yùn)行參數(shù)，在構(gòu)建列車動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)列車運(yùn)行沖突耦合點(diǎn)建立列車運(yùn)行沖突預(yù)調(diào)配模型，生成多列車無沖突運(yùn)行軌跡；

步驟D、在每一采樣時刻t，基于列車當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和歷史位置觀測序列，對列車未來某時刻的行進(jìn)位置進(jìn)行預(yù)測；其具體過程如下：

步驟D1、列車軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理，以列車在起始站的停靠位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，在每一采樣時刻，依據(jù)所獲取的列車原始離散二維位置序列x＝[x₁,x₂,...,x_n]和y＝[y₁,y₂,...,y_n]，采用一階差分方法對其進(jìn)行處理獲取新的列車離散位置序列△x＝[△x₁,△x₂,...,△x_n-1]和△y＝[△y₁,△y₂,...,△y_n-1],其中△x_i＝x_i+1-x_i,△y_i＝y(tǒng)_i+1-y_i(i＝1,2,...,n-1)；

步驟D2、對列車軌跡數(shù)據(jù)聚類，對處理后新的列車離散二維位置序列△x和△y，通過設(shè)定聚類個數(shù)M'，采用K-means聚類算法分別對其進(jìn)行聚類；