[發(fā)明專利]一種可調(diào)整的局部最優(yōu)進(jìn)路快速搜索方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811496968.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109703604B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瓅鑫;孫壽龍;杜江紅;趙紅;王清永
• 申請（專利權(quán)）人: 天津津航計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

本發(fā)明屬于軌道交通列車信號控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)整的局部最優(yōu)進(jìn)路快速搜索方法，可調(diào)整的局部最優(yōu)進(jìn)路快速搜索方法，減少了程序配置數(shù)據(jù)的輸入量，工程測試、驗(yàn)證的工作量也相應(yīng)減少；同時(shí)僅系統(tǒng)初始化時(shí)搜索并存儲全站進(jìn)路，后續(xù)通過查表的方式選路，耗時(shí)較每次選路都使用動(dòng)態(tài)搜索的方案少很多?？赏ㄟ^調(diào)整站場道岔節(jié)點(diǎn)(路徑分支開始的節(jié)點(diǎn))的搜索偏向值，來影響某一條或某類進(jìn)路的搜索結(jié)果，達(dá)到與設(shè)計(jì)輸入的聯(lián)鎖表結(jié)果一致的目的。調(diào)整方便直觀，影響范圍可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道交通列車信號控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)整的局部最優(yōu)進(jìn)路快速搜索方法。

背景技術(shù)

軌道交通列車信號控制系統(tǒng)是基于軌道運(yùn)行線路的實(shí)際情況，以及列車實(shí)時(shí)的運(yùn)行情況，對列車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，防護(hù)、調(diào)整和監(jiān)督的信號系統(tǒng)。

其中地面車站控制系統(tǒng)包括CI子系統(tǒng)，用于車站進(jìn)路、信號、道岔、區(qū)段等聯(lián)鎖關(guān)系計(jì)算，完成軌旁設(shè)備控制與防護(hù)功能。相同方向的防護(hù)信號機(jī)間連通的列車可通行路徑稱為進(jìn)路，進(jìn)路數(shù)據(jù)包括進(jìn)路路徑上所有設(shè)備(信號機(jī)、道岔、區(qū)段等)的控制、防護(hù)條件以及通行路徑之外的敵對信號機(jī)、道岔側(cè)方向防護(hù)等檢查條件，進(jìn)路數(shù)據(jù)是CI運(yùn)算邏輯的基礎(chǔ)，關(guān)乎鐵路運(yùn)營安全。

進(jìn)路聯(lián)鎖表是列車所有可行進(jìn)路的數(shù)據(jù)表述。聯(lián)鎖表的數(shù)據(jù)輸入來源自工程設(shè)計(jì)，CI系統(tǒng)運(yùn)算中使用的進(jìn)路數(shù)據(jù)需確保與設(shè)計(jì)輸入一致^注1。CI的配置數(shù)據(jù)可以是直接將工程設(shè)計(jì)的聯(lián)鎖表錄入為配置數(shù)據(jù)的格式(或通過工具轉(zhuǎn)化)，在CI運(yùn)算時(shí)，直接獲取相應(yīng)的進(jìn)路數(shù)據(jù)；也可以是站場的拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將車站信號平面圖中的相關(guān)設(shè)備鏈接起來，在CI運(yùn)算時(shí)，使用進(jìn)路搜索算法，動(dòng)態(tài)的搜索出可通行的路徑。

對應(yīng)上述兩類配置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方式，目前業(yè)內(nèi)聯(lián)鎖軟件使用的進(jìn)路聯(lián)鎖表主要有兩種方案：

方案A：靜態(tài)聯(lián)鎖表，將設(shè)計(jì)提供的聯(lián)鎖表通過表格錄入或工具轉(zhuǎn)化的方式，轉(zhuǎn)為CI軟件的配置數(shù)據(jù)，在CI軟件運(yùn)行時(shí)讀取，通過查表的方式選擇進(jìn)路數(shù)據(jù)使用。優(yōu)點(diǎn)是輸入數(shù)據(jù)與工程設(shè)計(jì)的聯(lián)鎖表能一一對應(yīng)，不會(huì)選出不在錄入的聯(lián)鎖表數(shù)據(jù)中的進(jìn)路。

方案B：動(dòng)態(tài)搜索進(jìn)路，CI軟件不直接存儲進(jìn)路聯(lián)鎖表數(shù)據(jù)，而是CI軟件在運(yùn)行時(shí)，響應(yīng)操作人員下達(dá)的選路指令，在站場拓?fù)鋽?shù)據(jù)圖中，動(dòng)態(tài)搜索進(jìn)路的“起點(diǎn)”-“變更點(diǎn)”-“終點(diǎn)”之間的進(jìn)路路徑，再通過節(jié)典型的路徑搜索算法有Dijkstra算法、A Star算法等，其中Dijkstra算法可得到有向節(jié)點(diǎn)圖中任意兩點(diǎn)間的最優(yōu)路徑，工程數(shù)據(jù)配置人員可通過調(diào)整某個(gè)邊的權(quán)值(代價(jià))來影響搜索結(jié)果；A Star算法是啟發(fā)式的進(jìn)路搜索，通過估計(jì)函數(shù)(常為歐幾里得距離或曼哈頓距離)，估計(jì)路徑上經(jīng)過不同節(jié)點(diǎn)導(dǎo)向目的地的代價(jià)，優(yōu)先搜索代價(jià)較小的節(jié)點(diǎn)。

注1：TB 3027-2015計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件要求，進(jìn)路辦理可選出的進(jìn)路需唯一，且CI不可選出進(jìn)路聯(lián)鎖表之外的進(jìn)路。

現(xiàn)有技術(shù)方案A：缺點(diǎn)是錄入數(shù)據(jù)過多，工程改造時(shí)數(shù)據(jù)變動(dòng)量較大，對數(shù)據(jù)配置人員有一定的設(shè)計(jì)背景要求，容易出錯(cuò)。配置數(shù)據(jù)多，導(dǎo)致工程測試、驗(yàn)證的工作量較大。

現(xiàn)有技術(shù)方案B:搜索結(jié)果為全局最優(yōu)的進(jìn)路路徑，但調(diào)整搜索結(jié)果不方便，調(diào)整站場節(jié)點(diǎn)參數(shù)(例如A Star算法中的估計(jì)函數(shù)，Dijkstra算法中道岔節(jié)點(diǎn)側(cè)向邊的權(quán)值)后，影響范圍比較大，可能會(huì)影響多條進(jìn)路，而不僅僅是想調(diào)整的那一條；動(dòng)態(tài)搜索運(yùn)算耗時(shí)較大，CI系統(tǒng)同時(shí)處理多條進(jìn)路選路命令時(shí)，有超時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。

專業(yè)技術(shù)名詞解釋:

CI：Computer Interlocking計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖

ATS：Automatic Train Supervision列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

進(jìn)路：列車通行的路徑，一般從阻擋信號機(jī)到同向阻擋終端信號或線路終端

RS模塊：Route Search模塊，進(jìn)路搜索模塊