[發(fā)明專利]基于矩陣表征的高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播定量分析方法

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112249101B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桂衛(wèi)華;馬駿峰;馬山;胡文峰;彭濤;陽春華
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B61L27/10
• 分類號: B61L27/10;G06F17/16
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李喆

本發(fā)明提供了一種基于矩陣表征的高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播定量分析方法，包括：步驟1，收集高速鐵路站點與區(qū)間信息，根據(jù)高速鐵路站點與區(qū)間信息構(gòu)建高鐵地理網(wǎng)絡(luò)；步驟2，獲取高速鐵路中的突發(fā)事件的類型、突發(fā)事件持續(xù)的時間、列車初始延誤、列車初始時刻表、列車在不同站點到發(fā)時間關(guān)系和不同列車在同一站點到發(fā)時間關(guān)系；步驟3，根據(jù)突發(fā)事件的類型、突發(fā)事件持續(xù)的時間和列車初始時刻表，獲取列車在各站點的補充時間與緩沖時間。本發(fā)明可以快速、有效地估算不同調(diào)度方案下對列車延誤的影響，輔助調(diào)度員做出最優(yōu)調(diào)度方案，操作過程簡單，整體時間復(fù)雜度低，適用于處理大范圍的高鐵網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及延誤傳播分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于矩陣表征的高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播定量分析方法。

背景技術(shù)

隨著我國高鐵行業(yè)的飛速發(fā)展和旅客出行需求的持續(xù)增加，隨之產(chǎn)生的列車晚點問題也越來越受到人們的關(guān)注。研究表明，列車延誤會隨著列車、線路等媒介在高鐵網(wǎng)絡(luò)中進行類似多米諾效應(yīng)的傳播。同時，對于不同的時段、線路，延誤傳播的效果不盡相同。因此，探尋延誤在高鐵系統(tǒng)中的傳播機制，了解延誤傳播特點，以及給出合理的調(diào)度策略抑制延誤傳播成為相關(guān)鐵路部門亟需解決的問題。

在突發(fā)事件下，高速鐵路應(yīng)急處置的關(guān)鍵在于調(diào)度員能否及時、有效地做出調(diào)度決策。現(xiàn)有調(diào)度員大多僅憑經(jīng)驗進行調(diào)度。當(dāng)線路情況復(fù)雜或突發(fā)事件影響范圍較大時，調(diào)度員的工作量將大量增加，決策效率將大大降低。通過本發(fā)明提出的基于調(diào)度度量的高速鐵路列車延誤傳播分析方法，可以快速、有效地估算不同調(diào)度決策下的延誤影響，輔助調(diào)度員做出最優(yōu)調(diào)度決策。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對不同初始延誤分布情況下的列車延誤傳播進行了系統(tǒng)的分析，但沒有考慮調(diào)度員的調(diào)度操作對列車延誤傳播的直接影響，且對于調(diào)度操作的量化分析鮮有研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于矩陣表征的高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播定量分析方法，其目的是為了解決現(xiàn)有研究方法不能直接有效地從調(diào)度操作角度為調(diào)度員提供建議，無法體現(xiàn)延誤動態(tài)傳播過程中，不同調(diào)度操作對延誤傳播的不同效果的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種基于矩陣表征的高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播定量分析方法，包括：

步驟1，收集高速鐵路站點與區(qū)間信息，根據(jù)高速鐵路站點與區(qū)間信息構(gòu)建高鐵地理網(wǎng)絡(luò)；

步驟2，獲取高速鐵路中的突發(fā)事件的類型、突發(fā)事件持續(xù)的時間、列車初始延誤、列車初始時刻表、列車在不同站點到發(fā)時間關(guān)系和不同列車在同一站點到發(fā)時間關(guān)系；

步驟3，根據(jù)突發(fā)事件的類型、突發(fā)事件持續(xù)的時間和列車初始時刻表，獲取列車在各站點的補充時間與緩沖時間；

步驟4，根據(jù)列車在不同站點到發(fā)時間關(guān)系和不同列車在同一站點到發(fā)時間關(guān)系，建立單線條件下列車到發(fā)線的時間關(guān)系矩陣；

步驟5，將調(diào)度員對列車初始時刻表的調(diào)度操作進行運算量化，構(gòu)建調(diào)度操作矩陣函數(shù)；

步驟6，將調(diào)度員操作矩陣函數(shù)引入單線條件下列車到發(fā)線的時間關(guān)系矩陣中，得到經(jīng)調(diào)度后的列車到發(fā)線時間關(guān)系矩陣；

步驟7，根據(jù)列車運行約束條件、列車在各站點的補充時間與緩沖時間、列車初始延誤和經(jīng)調(diào)度后的列車到發(fā)線時間關(guān)系矩陣構(gòu)建單線列車延誤傳播關(guān)系矩陣模型；

步驟8，將高鐵地理網(wǎng)絡(luò)以單線列車延誤傳播關(guān)系矩陣模型為基礎(chǔ)，以樞紐車站為界，將高鐵地理網(wǎng)絡(luò)中的線路劃分為若干區(qū)段，并采用分塊矩陣形式構(gòu)建高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型；

步驟9，根據(jù)高鐵網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型，分析不同的調(diào)度方案對列車延誤的影響，得到最優(yōu)調(diào)度方案。

其中，所述步驟2具體包括：

列車初始延誤為：