[發明專利]一種列車進站或出站時空路徑規劃方法及裝置

有效

• 申請號: 201811257231.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109625028B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 劉嶺;韋偉;張波;王瑩;王舟帆;白光禹
• 申請（專利權）人: 北京全路通信信號研究設計院集團有限公司
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00;B61L23/00
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

1.一種列車時空路徑規劃方法，所述方法包括：

確定以下參數：進站或出站拓撲網絡中的區段、各區段起點道岔處允許的行駛速度、列車在兩個相鄰區段起點道岔之間的最快行程時間、各區段進口道岔的轉換時間、區段中連續鎖閉或非連續鎖閉列車之間所要求的列車運行間隔和列車長度；

基于確定的參數，形成以下約束：前后列車運行時間間隔約束、前后列車進入區段的先后關系約束、列車區段的運行時間約束、列車群隊形中各列車位置唯一約束、列車群隊形中各位置列車唯一約束、列車群進站或出站作業完成時間約束和每列車的出發時間約束；

基于所述參數和約束構建進站或出站時空路徑規劃模型，所述進站或出站時空路徑規劃模型目標為進站或出站作業時間最短；

基于進站或出站時空路徑規劃模型確定每個列車要進入的區段和進入的時間，以及列車群作業順序；

所述列車采用虛擬耦合方式實現虛擬連接。

2.根據權利要求1所述的列車時空路徑規劃方法，其中，

確定進站或出站拓撲網絡中的區段具體為，確定進站或出站拓撲網絡中的節點位置、區段數量和區段起終點編號。

3.根據權利要求1或2所述的列車時空路徑規劃方法，其中，

基于確定的所述參數構建進站或出站時空路徑規劃模型如下：

min Z＝Y (1)

其中，式(1)表示進站或出站時空路徑規劃模型的目標為進站或出站作業時間最短；式(2)-式(8)為模型約束，式(2)為前后列車運行時間間隔約束，式(3)為前后列車進入區段的先后關系約束，式(4)為列車區段的運行時間約束，式(5)為列車群隊形中各列車位置唯一約束，式(6)為列車群隊形中各位置列車唯一約束，式(7)為列車群進站或出站作業完成時間約束、式(8)為每列車的出發時間約束；

t_i,s——以作業列車群頭車開始作業的時間為0點，列車i車頭進入進站或出站作業網絡中的s區段起始節點的時間；對任意列車i及任意區段s存在該變量；

——在列車出站作業場景中，該變量為決策變量，用于表示列車i在作業完成后，在列車群中的位置編號是否為q；0-1型參數，0表示否，1表示是，對任意列車i及位置編號k存在該變量，在列車進站作業場景中，該變量為輸入參數，表示進站前列車i在列車群中的位置編號是否為q；

——列車j是否在列車i之前進入區段s的標記；取值為1表示列車j先于列車i進入區段s起始道岔，取值為0則表示列車j后于列車i進入區段s起始道岔；對任意列車j與任意列車i，i≠j，存在該變量；

Y——整個列車群進站或出站作業完成時間；

其中：

N——計劃進行進站或出站作業的列車群集合，N＝{1,2,…,n}；

Q——列車群進站或出站作業完成后，列車在列車群中位置編號集合，Q＝{1,2,…,n}；

H——進站或出站作業拓撲網絡中區段的集合，H＝{1,2,…,h}；

n——計劃進行進站或出站作業列車群中的列車數量，n∈N；

h——進站或出站作業拓撲網絡中的區段數量，區段s的起點處為道岔后安全停車點，終點為下一個道岔后安全停車點，h∈H；

i、j——計劃進行進站或出站作業列車群中的列車編號，i∈N，j∈N；

s、r——進站或出站作業拓撲網絡中的區段起點編號，s∈H，r∈H；

q——列車群進站作業開始前，或出站作業完成后，列車在列車群中位置編號；此處約定，從列車運行方向上位置最靠前的列車開始，沿列車運行反方向編號，最靠前列車編號為1，次靠前列車編號為2，以此類推，最后一列車編號為n，q∈Q；

ω——前后列車之間運行時間間隔，單位s；

v_j,s——列車j運行至s起點道岔處的實際行駛速度，單位m/s；

T_s——任意列車從區段s起點道岔后安全停車點開始，運行至下一個區段r起點道岔之后安全停車點，所需要的最快行程時間，單位s；

π_s——區段進口道岔轉換時間，單位s；

l_i——列車i長度，單位m；

η——車尾出清的安全放大系數；

o_i,s——區段s是否是列車i的出發區段，0-1型參數；

d_i,s——區段s是否是列車i的目標區段，0-1型參數；

λ_i——列車i由于空間位置差異，從其當前位置運行到始發區段起始節點的時間，或由于作業需要，從當前時刻至預計到達始發區段起始節點的時間；

——區段s是否屬于列車i的路徑，0-1型參數；

——在列車i的路徑中，區段s后續是否為區段r，0-1型參數，0表示否，1表示是；

——在列車i的路徑中，區段k后續是否為區段s，0-1型參數，0表示否，1表示是；

m——表示一個極大的正數，作為變量約束項；

根據上述時空路徑規劃模型，確定每個列車要進入的區段和進入的時間。