[發(fā)明專利]基于魯棒策略的地鐵列車沖突預(yù)警方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710078599.4
• 申請(qǐng)日: 2015-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN106864483A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓云祥;黃曉瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): B61L23/00
• 分類號(hào): B61L23/00;B61L27/00;G06F17/50
• 代理公司: 常州市江海陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32214
• 代理人: 陳曉君

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?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(qǐng)日為：2015年3月31日的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

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(guó)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(guó)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(guó)正經(jīng)歷一個(gè)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(jì)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(jì)劃時(shí)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(gè)列車間的安全間隔，尚未上升到對(duì)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(shí)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(duì)象多針對(duì)長(zhǎng)途鐵路運(yùn)輸，而針對(duì)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(jì)。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(duì)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(duì)由多個(gè)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(duì)地鐵列車軌跡的預(yù)測(cè)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列車沖突預(yù)警方法，該方法對(duì)地鐵列車的預(yù)測(cè)精度較高、地鐵列車沖突預(yù)警的準(zhǔn)確性及時(shí)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列車沖突預(yù)警方法，包括如下步驟：

步驟A、根據(jù)各個(gè)列車的計(jì)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(gè)列車的計(jì)劃運(yùn)行參數(shù)，在構(gòu)建列車動(dòng)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(shí)刻t，基于列車當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和歷史位置觀測(cè)序列，對(duì)列車未來某時(shí)刻的行進(jìn)位置進(jìn)行預(yù)測(cè)；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(shí)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(duì)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(duì)列車軌跡數(shù)據(jù)聚類，對(duì)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(gè)數(shù)M'，采用K-means聚類算法分別對(duì)其進(jìn)行聚類；