[發明專利]一種基于運行圖抽象結構的高鐵通過能力獲取方法

在審

• 申請號: 202310080364.4
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116205014A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 周含笑;周磊山;郭彬;韓昌;趙文強;王澤宇;楊露
• 申請（專利權）人: 周含笑
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 李崧巖

本發明屬于高速鐵路技術領域，公開了一種基于運行圖抽象結構的高鐵通過能力獲取方法，包括如下步驟：獲取高鐵的路網基礎數據，構建抽象列車運行圖，并基于抽象列車運行圖，生成虛擬鋪圖平面；基于虛擬鋪圖平面，根據高鐵的路網基礎數據，生成抽象路徑備選網絡；根據抽象路徑備選網絡，生成虛擬鏈路；對虛擬鏈路進行列車開行順序還原，得到最終列車運行圖，并根據最終列車運行圖，得到高鐵通過能力值。發明解決了現有技術存在的難以系統全面地找到更加高效合理的運輸組織方式，建模精度有限，求解得到的運輸能力值不夠精確，難以適應當今復雜路網條件下的運輸組織難題的問題。

技術領域

本發明屬于高速鐵路技術領域，具體涉及一種基于運行圖抽象結構的高鐵通過能力獲取方法。

背景技術

高速鐵路通過能力是鐵路運輸組織的約束條件，也是其有序性和高效性的保證。只有科學精準計算鐵路通過能力，才能全面掌握不同運輸組織條件下的能力變化規律，確保運營管理中合理調整運輸組織方式，對所投入的資源進行高效、有序的組織，實現車站和線路能力的協調匹配，保證運輸組織的穩定性、可靠性以及適應性。鐵路區段通過能力主要受列車速度等級、越行和停站等運行方案、追蹤時間等因素影響，比較常見的方法包括以扣除系數、最小平均間隔、排隊論等理論依據進行計算，或者是通過壓縮運行圖、圖解、仿真等基于運行圖的計算方法，在高速鐵路通過能力的計算上，多直接建立整數規劃模型進行求解，以保證通過能力的可兌現性。

現有關于高鐵運輸能力獲取研究，往往難以系統全面地找到高效合理的運輸組織方式；同時，從建模角度來看，既有研究對能力計算問題的建模精度有限，求解得到的運輸能力值不夠精確，難以適應當今復雜路網條件下的運輸組織問題。由于大規模的列車運行圖編制問題屬于NP難問題(NP-hard?problem)，難以直接對問題求解得到最優解。因此，對運行圖分時間段進行分塊求解是目前處理大規模列車運行圖編制問題的一個熱門方向。然而，由于在拼接處的列車運行線很有可能處于能力利用率較低的鋪畫順序，甚至可能產生運行沖突，所以對局部模塊的最優解直接拼合并不意味著找到了全局的最優解。因此，在采用按時間域進行分塊求解的列車運行圖編制過程中，需要處理好拼接處的列車運行線。

發明內容

為了解決現有技術存在的難以系統全面地找到更加高效合理的運輸組織方式，建模精度有限，求解得到的運輸能力值不夠精確，難以適應當今復雜路網條件下的運輸組織難題的問題，本發明目的在于提供一種基于運行圖抽象結構的高鐵通過能力獲取方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種基于運行圖抽象結構的高鐵通過能力獲取方法，包括如下步驟：

獲取高鐵的路網基礎數據，構建抽象列車運行圖，并基于抽象列車運行圖，生成虛擬鋪圖平面；

基于虛擬鋪圖平面和抽象列車運行圖結構特征，根據高鐵的路網基礎數據，生成抽象路徑備選網絡；

根據抽象路徑備選網絡，生成虛擬鏈路；

對虛擬鏈路進行列車開行順序還原，得到最終列車運行圖，并根據最終列車運行圖，得到高鐵通過能力值。

進一步地，獲取高鐵的路網基礎數據，構建抽象列車運行圖，并基于抽象列車運行圖，生成虛擬鋪圖平面，包括如下步驟：

獲取高鐵的路網基礎數據；路網基礎數據包括運行圖基本參數和分時段的真實列車運行圖的列車停站方案需求；運行圖基本參數包括區間運行時分、列車起停附加時分、列車追蹤間隔時間以及車站間隔時間；

構建抽象列車運行圖，并設置抽象列車運行圖的運行圖資源；

基于抽象列車運行圖及其運行圖資源，生成虛擬鋪圖平面。

進一步地，構建抽象列車運行圖，并設置抽象列車運行圖的運行圖資源，包括如下步驟：

將坐標化表示列車運行時間和位置的真實列車運行圖抽象為一組按順序相連的鏈狀節點，得到抽象列車運行圖；