[發明專利]一種高速鐵路行車軌跡的演進預測方法及系統

有效

• 申請號: 201911076711.6
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110803203B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張琦;袁志明;苗義烽;張濤;陳峰;王濤;趙宏濤;桂樂芹
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司通信信號研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京華鐵信息技術有限公司;北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種高速鐵路行車軌跡的演進預測方法，其特征在于，包括：

實時獲取鐵路行車環境的實時變化信息，通過綜合處理獲得列車狀態與環境狀態，從而識別出運營場景；

根據運營場景識別結果以及預先構建的場景概率轉移矩陣，對列車在未來一段時間的運營場景進行滾動預測；

根據運營場景的滾動預測結果，對列車進行軌跡拼接，并對拼接完成的行車軌跡進行沖突辨識；

其中，所述實時獲取鐵路行車環境的實時變化信息，通過綜合處理獲得列車狀態與環境狀態信息，從而識別出運營場景包括：

預先將列車狀態與環境狀態采用向量的方式來表示，確定運營場景分類識別規則；

實時獲取鐵路行車環境的實時變化信息，包括：線路狀態信息、天氣信息、信號狀態信息、以及列車狀態信息；

將鐵路行車環境的實時變化信息結合信號設施的聯鎖特性和安全行車規則進行綜合處理，獲得列車狀態與環境狀態；其中，列車狀態包括：列車簇、列車位置與晚點時間；所述列車簇為相同列車類型，相同行車路線和作業方式的列車；環境狀態包括：臨時限速信息與防護信號機狀態信息；

根據當前列車的列車狀態與環境狀態相應向量的內積，結合運營場景分類識別規則確定當前列車的運營場景。

2.根據權利要求1所述的一種高速鐵路行車軌跡的演進預測方法，其特征在于，所述場景概率轉移矩陣通過歷史數據與運營場景識別結果構建得到，并通過實際行車軌跡進行自適應的在線修正；

場景概率轉移矩陣構建與自適應修正的方式包括：

根據運營場景結果，統計歷史數據中各場景類別中運營場景的數目；

確定歷史數據各運營場景間的過渡關系，若運營場景α的下一狀態為運營場景β，且運營場景之間符合列車運行約束，則α和β存在過渡關系，表示為α→β，并記錄α和β之間的過渡關系；

在此基礎上，分別統計各場景類別之間的過渡關系，令場景類別X中的場景集合為{x₁,x₂,…,x_n}，場景類別Y中的場景集合為{y₁,y₂,…,y_k}，若x_i→y_j,x_i∈X,y_j∈Y，則場景類別X與場景類別Y存在過渡關系，構造場景類別概率轉移矩陣，矩陣元素其中count表示總的個數，則a_X,Y作為場景類別X向類別Y的轉移概率；

根據實際行車軌跡，對a_X,Y進行修正。

3.根據權利要求1所述的一種高速鐵路行車軌跡的演進預測方法，其特征在于，所述根據運營場景識別結果以及根據場景概率轉移矩陣，對列車在未來一段時間的運營場景進行滾動預測包括：

當前識別的運營場景為p_i，運營場景p_i所屬的場景類別為P；

根據實時行車計劃確定列車運行的下一個位置loc；

根據場景類別P，結合場景概率轉移矩陣，確定場景類別P以及滿足列車下一位置的約束條件下，場景概率轉移矩陣中轉移概率最大值所在位置，即max(a_X,Y,X＝P,X.loc＝loc)，則根據最大概率原則確定下一行車場景類別Q＝Y，a_X,Y為場景類別X向類別Y的轉移概率，X.loc指代場景類別X中列車的位置，即根據位置屬性來匹配場景類別；

若運營場景P中存在與運營場景p_i完全匹配的運營場景，且場景類別Q中存在運營場景p_i的過渡關系的場景q_j，則下一行車運營場景為q_j，否則令下一行車運營場景為場景類別Q中出現頻率最高的運營場景；

根據上一步結果更新當前運營場景，并重復以上步驟，直至滿足場景預測的時間限制。