[發(fā)明專利]一種高鐵列車時刻表的輔助調(diào)整方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011280364.1
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112389509B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周敏;劉瑄;劉常青;王洪偉;董海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: B61L27/10
• 分類號: B61L27/10;G06Q10/06
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

1.一種高鐵列車時刻表的輔助調(diào)整方法，其特征在于，包括：

預(yù)先構(gòu)建風(fēng)險事件數(shù)據(jù)庫、調(diào)度場景數(shù)據(jù)庫、調(diào)度策略數(shù)據(jù)庫和處置流程數(shù)據(jù)庫；所述風(fēng)險事件數(shù)據(jù)庫存儲有突發(fā)事件和風(fēng)險事件類型之間的對應(yīng)關(guān)系；所述調(diào)度場景數(shù)據(jù)庫存儲有風(fēng)險事件類型和調(diào)度場景之間的對應(yīng)關(guān)系；所述處置流程數(shù)據(jù)庫存儲有調(diào)度場景和處置流程之間的對應(yīng)關(guān)系；所述調(diào)度策略數(shù)據(jù)庫存儲有風(fēng)險事件類型、調(diào)度場景、調(diào)整處置流程與調(diào)整策略、調(diào)整目標(biāo)和調(diào)整算法之間的對應(yīng)關(guān)系；

獲取調(diào)度系統(tǒng)的狀態(tài)信息；

檢測或注入突發(fā)事件；

根據(jù)所述當(dāng)前突發(fā)事件，查詢所述風(fēng)險事件數(shù)據(jù)庫，匹配對應(yīng)的風(fēng)險事件類型；

根據(jù)風(fēng)險事件類型，查詢所述調(diào)度場景數(shù)據(jù)庫，獲取對應(yīng)的調(diào)度場景；

根據(jù)當(dāng)前調(diào)度場景，查詢所述處置流程數(shù)據(jù)庫，選擇對應(yīng)的調(diào)整處置流程；

根據(jù)所述風(fēng)險事件類型、所述調(diào)度場景、和所述處置流程，查詢所述調(diào)度策略數(shù)據(jù)庫，選擇對應(yīng)的調(diào)整策略和調(diào)整目標(biāo)和調(diào)整算法；

根據(jù)所述調(diào)整目標(biāo)、所述調(diào)整策略、所述調(diào)整算法、以及所述當(dāng)前狀態(tài)信息，生成對所述當(dāng)前受干擾時刻表的輔助調(diào)整方案并輸出；

所述調(diào)整算法為遺傳模擬退火算法；所述根據(jù)所述調(diào)整目標(biāo)、所述調(diào)整策略、所述調(diào)整算法、以及所述當(dāng)前狀態(tài)信息，生成對所述當(dāng)前受干擾時刻表的輔助調(diào)整方案的步驟包括：

S1，從調(diào)度區(qū)段的第一個車站開始，依次遍歷每個車站，比較每列車的計劃到達(dá)時間和實(shí)際到達(dá)時間，確定第一個晚點(diǎn)發(fā)生的車站和該站的第一個晚點(diǎn)列車；

S2，設(shè)置編號第一個站點(diǎn)s＝1；

S3，在保證其他列車按計劃順序發(fā)車的情況下，用遺傳模擬退火算法調(diào)整所有晚點(diǎn)列車的發(fā)車順序；將優(yōu)化目標(biāo)定義為調(diào)度區(qū)間內(nèi)后續(xù)車站的總加權(quán)到達(dá)延誤時間與動車組銜接延誤時間之和的最小值；

S4，調(diào)整運(yùn)行時間、停留時間和動車組接續(xù)時間；

S5，檢查調(diào)整方案是否滿足約束；如果不滿足，則返回S2重新生成調(diào)整方案；如果滿足，則執(zhí)行S6；

S6，繼續(xù)檢查后續(xù)站點(diǎn)是否有延誤；如有，按S2和S3的方法調(diào)整列車運(yùn)行計劃；

S7，如果某個車站所有列車恢復(fù)準(zhǔn)時運(yùn)行，或者當(dāng)前車站是該調(diào)度區(qū)段的最后一個車站，則輸出調(diào)整方案并結(jié)束算法；

所述遺傳模擬退火算法中，目標(biāo)函數(shù)定義為調(diào)度區(qū)間內(nèi)所有列車到達(dá)延誤時間和動車組接續(xù)延誤時間加權(quán)和的最小值：

其中，和分別代表列車h在車站s的實(shí)際到站時間和計劃到站時間，ω(h)代表列車h的權(quán)重，代表動車組接續(xù)延誤時間，如果出現(xiàn)動車組接續(xù)延誤，則等于否則為0；

約束條均如下：

其中H和S分別代表列車和車站集合，S^m為中間車站的集合，表示列車h在車站s的計劃發(fā)車時間，和分別表示列車h在區(qū)間(s-1,s)的最小運(yùn)行時間、列車h在車站s的最小停站時間和列車h在始發(fā)站s_e的最新接續(xù)時間，T_s^arr,arr、T_s^dep,dep和T_s^dep,arr分別表示兩列相鄰列車在車站s的到達(dá)時間間隔、發(fā)車時間間隔和發(fā)到時間間隔，C_s為車站s的容量；

定義為列車h在車站s的實(shí)際發(fā)出時間，和為0-1變量，如果在車站s站列車i發(fā)車順序先于列車j則為1，否則為0，如果在車站s站列車i到站順序先于列車j則為1，否則為0，如果列車i在列車j到達(dá)之前從s站出發(fā)，則等于1，否則等于0；

約束條件(2)-(3)表示列車h在車站s到達(dá)和離開時間不能早于計劃的時間；

約束條件(4)-(5)保證列車在每個區(qū)間的運(yùn)行時間和在每個中間站的停留時間不能小于其最小值；

約束條件(6)-(7)表示相鄰兩列車到站或出站間隔時間應(yīng)滿足追蹤間隔，以保證列車運(yùn)行安全；

約束條件(8)表示在車站s同一到發(fā)線上，前向發(fā)車列車與后向到發(fā)列車應(yīng)滿足最小發(fā)車間隔時間；

約束條件(9)-(10)保證兩列車在同一車站的發(fā)車或到站順序；

約束(11)確保在區(qū)段內(nèi)不會發(fā)生越行；

約束(12)表示同一時刻停在同一車站的列車總數(shù)不能超過車站的通行能力，并保證在緊急情況下至少有一條軌道可以使用；

是在列車i到達(dá)車站s之前離開該站的所有列車的總和；

是在列車i到達(dá)車站s之前到達(dá)該車站的所有列車的總和；

表示當(dāng)列車i到達(dá)時停在車站s的列車總數(shù)。