[發明專利]一種大風條件下基于動態客流的高速列車重調度方法

在審

• 申請號: 202110626056.8
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113361917A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 馬山;廖楚明;馬駿峰;胡文峰;彭濤
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

本發明提供了一種大風條件下基于動態客流的高速列車重調度方法，包括：步驟1，獲取高速列車計劃時刻表、旅客出行需求和大風限速場景基礎信息；步驟2，建立列車區間運行時間約束、列車停靠時間約束、列車離站時間約束、車站容量約束、站間閉塞區間容量約束。本發明可以在有效時間內計算出高速列車實時重調度時刻表和鐵路線上各站點滯留旅客乘車再分配方案，輔助列車調度員做出最優調度決策，可以有效減少高速列車因大風限速導致的列車延誤及各站點旅客的總出行時間，能高效利用現有鐵路運力資源滿足旅客出行需求，提高鐵路線路使用效率，有效控制大風天氣對高速列車運行帶來的負面影響，進一步提高了鐵路運輸服務質量及乘客滿意度。

技術領域

本發明涉及列車運行調整和調度技術領域，特別涉及一種大風條件下基于動態客流的高速列車重調度方法。

背景技術

中國高速鐵路是國家綜合交通運輸系統體系的骨干核心，截至2020年12月底，中國高速鐵路營業總里程居世界第一位，由于高速鐵路列車運行速度快，列車開行密度高，當大風監測系統發出警告，列車為保證在鐵軌上安全行駛，列車降速是無法避免的，而僅采用降速策略極容易導致后續列車的二次延誤，并且無法有效控制列車延誤的傳播。因此，在大風條件下，采取一種合理有效的列車調度策略能夠有效地控制列車延誤及傳播范圍，減少旅客的總出行時間，成為鐵路相關部門亟待解決的問題。

在大風天氣下，高速鐵路交通運行秩序能否盡快恢復關鍵在調度員能否在大風對列車產生負面影響后，及時地做出有效決策。目前高速鐵路調度員大多憑經驗做出相關調度決策，效率低且時效性差。當大風影響范圍大、列車延誤時間長或者鐵路線路比較復雜時，調度員不僅工作量大大增加，難以在短時間內做出高效的決策，且容易錯過最佳調度的時機。本發明提出的大風條件下高速鐵路列車調度及車站滯留旅客分配方法，可以在有效時間內計算出高速列車實時重調度時刻表及鐵路線上各站點滯留旅客乘車再分配方案，輔助列車調度員做出最優調度決策。

目前，國內外大多數列車調度策略的研究主要限于列車延誤本身，沒有充分考慮旅客出行的需求。本發明從微觀角度同時優化了大風條件下列車時刻表的重調整和滯留旅客乘車再分配問題，綜合考慮了高速鐵路交通運輸秩序及高鐵旅客滿意度。

發明內容

本發明提供了一種大風條件下基于動態客流的高速列車重調度方法，其目的是為了解決人工調度方法效率低且時效性差，存在大風影響范圍大、列車延誤時間長或者鐵路線路比較復雜時，人工調度工作量增加，人工調度難以在短時間內做出高效的決策，且容易錯過最佳調度的時機的問題。

為了達到上述目的，本發明的實施例提供了一種大風條件下基于動態客流的高速列車重調度方法，包括：

步驟1，獲取高速列車計劃時刻表、旅客出行需求和大風限速場景基礎信息；

步驟2，建立列車區間運行時間約束、列車停靠時間約束、列車離站時間約束、車站容量約束、站間閉塞區間容量約束、列車停站頻率約束、車站服務頻率約束、旅客出行需求約束、列車負載容量約束和列車停站條件約束；

步驟3，基于所述步驟1、所述步驟2和以最小化旅客的總延誤時間為目標函數，構建大風條件下的高速列車重調度與客流匹配協同優化模型；

步驟4，采用CPLEX求解高速列車重調度與客流匹配協同優化模型，獲得高速列車實時重調度時刻表和鐵路線上各站點滯留旅客乘車再分配方案。

其中，所述步驟1具體包括：

所述高速列車計劃時刻表包括各站點的列車計劃到站時間和列車計劃離站時間；所述高鐵旅客出行需求包括旅客出行的起始站、終點站和旅客出行的人數；所述大風限速場景基礎信息包括大風在每個閉塞區間的等級。

其中，所述步驟2具體包括：

假設列車在兩個車站之間運行時受到不同程度的強風影響，列車區間運行時間約束，如下所示：