[發明專利]基于突發事件擾動的高鐵列車運行延誤評估方法及系統

在審

• 申請號: 202011557309.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112581002A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 葉玉玲;張俊
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/30;G06K9/62
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種基于突發事件擾動的高速鐵路列車運行延誤評估方法，其特征是，包括：

S1：實施高速鐵路突發事件延誤數據提取和場景分類；

S2：實現基于列車運行阻抗的前向車站到達延誤分布分析；

S3：實現車站橫向發車延誤及縱向站間延誤傳播模型的構建；

S4：完成網絡化運營條件下延誤前向傳播與后向傳播相協同的評估流程。

2.一種基于突發事件擾動的高速鐵路列車運行延誤評估系統，其特征是，包括四個模塊：

數據模塊，實施高速鐵路路網運營基礎參數和突發事件延誤數據的處理與分析；

后向發車延誤分析模塊，結合車次和列車運行路徑應用后向延誤傳播模型確定受影響車次及對應的理論發車延誤；

前向到達延誤分析模塊，應用前向延誤分布模型確定各條路徑上受影響列車的延誤傳播變化情況；

列車延誤影響評估模塊，基于到發延誤分析統計影響范圍內的站車累積延誤。

3.如權利要求2所述的系統，其特征是，數據模塊包括基礎設施數據子模塊、基本運營數據子模塊和突發事件數據分析子模塊，其中：

基礎設施數據子模塊：采集數據主要為區段數據和車站設施數據，其中區段數據為管內各調度區段上的車站、區間分布情況，包括車站名稱、站間距、區間限速情況、區間最小追蹤間隔等；車站設施數據包括車站的股道資源信息、接發車能力(最小發車間隔)。

基本運營數據子模塊：采集各個調度區段上的圖定列車時刻表數據，包含各區段對應車次的到發時刻、停站方案、接續折返等信息，以及不同車次之間的圖定行車間隔、區段行車次序等信息；

突發事件數據分析子模塊：一方面提取突發事件發生位置(區間、車站)、首列受影響的車次信息、突發事件產生的初始延誤等基本延誤場景數據，另一方面鑒于非正常事件下行車調整策略的多樣性和復雜性，根據調度管理經驗分析合適的應急調整措施；

后向發車延誤分析模塊主要包括橫向延誤傳播分析和縱向延誤傳播分析模塊；兩個模塊之間的交互關系為：根據縱向傳播模型，確定后續相鄰車站節點的首列受到影響的列車發車延誤，在此基礎上利用橫向傳播模型確定當前車站的發車延誤傳播終點；如此往復循環，直至后續第n個車站的則第n-1個車站即為后向傳播的終點車站；或直至傳播至列車運行路徑的起點，則第n個站為后向傳播終點；

前向到達延誤分析模塊包括次生連帶延誤場景分析和前向延誤傳播計算兩個子模塊；

次生連帶延誤場景分析子模塊：根據各受影響列車首次產生連帶發車晚點時的運行場景條件，提取延誤時長和行車間隔兩個參數，結合本發明方法提出的延誤場景聚類特征確定該列車的延誤場景級別；

前向延誤傳播計算子模塊：基于該列車的運行徑路和后續行車調整策略構建動態運行阻抗，利用對應級別事件的延誤-阻抗函數預測累積延誤和前向傳播終點；

延誤影響評估分析模塊則結合各條路徑上輸出的各受影響車次延誤，分析路網列車延誤的總體分布情況，包括受影響列車數、延誤傳播覆蓋范圍、車次延誤、車站延誤、站車累積延誤等。

4.如權利要求3所述的系統，其特征是，各個主要模塊的工作機制如下：

事件特征分析模塊：在高速鐵路突發事件發生后，基于發生線路位置、事件類型和事故影響，結合事件源點所在區間內的應急措施，考慮基礎設施、運營調度和事故狀態等參數確定初始延誤；

初始車站延誤分析模塊：若突發事件發生在車站，則該車站為后向第一個車站，該站首列產生發車延誤的列車為首列受影響列車；若事件發生在區間，以后方鄰接車站為后向第一個車站，并利用不同措施下的區間-站點延誤傳播模型確定首列受影響的列車及對應的初始發車延誤。在初始車站和受影響車次確定后，利用橫向傳播模型確定后續后影響的列車及發車延誤；

站間延誤傳播模塊：對于后向第k個車站，首先判斷該站是否為樞紐站，若該站不是樞紐站，則根據縱向站間延誤傳播模型計算當前車站的首列發車延誤，利用橫向傳播模型確定后續發車延誤；若該站為樞紐站，則需先根據列車共線運營關系進行運行路徑分離，計算該站每條路徑上首列受影響列車和對應的發車延誤。對于分離出來的路徑同樣運用后向延誤傳播模型解析路徑上的受影響列車和發車延誤情況。當不產生發車延誤或傳播至路徑起點時，則輸出受影響的列車和對應運行路徑集合，否則k＝k+1繼續進行站間延誤傳播的分析；

前向延誤傳播模塊：結合后向延誤分析輸出受影響列車的路徑集合，判斷各條路徑上每列受影響列車產生連帶延誤的場景級別，應用累積延誤-阻抗統計分布模型，計算對應的動態運行阻抗，確定前向延誤傳播終點；

突發事件影響評估模塊：基于前述各個模塊計算生成的受影響列車路徑、車次以及對應的到發延誤，通過衡量理論運行時刻表與圖定運行時刻表之間的偏差，解析受影響高速鐵路區段內的延誤空間分布特征和時間分布特征，并從延誤傳播、累積延誤和能力損失等方面實現對突發事件影響的評估。