一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法和系统。该方法判断是否需要运用停运策略，针对停运列车计划方案备选集中的每一个列车停运方案进行列车运行计划调整，直至停运列车计划方案备选集中所有的停运方案均完成列车运行计划调整，输出最优调整结果及其对应的列车停运方案。本发明专利技术运用停运策略，通过停运一对/组或多对/组列车后再对列车运行计划进行调整与优化，保障了城际铁路列车安全运营，提高了旅客乘客满意度。提高了旅客乘客满意度。提高了旅客乘客满意度。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法和系统


[0001]本专利技术涉及列车运行计划调整
，尤其涉及一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法和系统。

技术介绍

[0002]城际铁路是指运行于相邻城际及城市群之间，设计时速不超过200km/h的新一代客运专线铁路（中级型快速铁路）和设计时速在250
‑
350km/h的老一代城际铁路（区域型高速铁路），如京津城际等。城际铁路通常采用公交化运营方式，具有小编组、高频率、高密度、规律化、区域性、短距离等特点。
[0003]在城际铁路列车运行过程中，不可避免地会受到一些如大风、强降雨、降雪等恶劣天气、车辆故障、信号设备故障、运营事故等不确定因素的影响，迫使城际铁路列车偏离原计划正点有序运行。由于城际铁路列车行车密度大、公交化运营、多交路并存、停站方式多样化等特点，使得一旦产生列车初始晚点，其连带晚点会迅速在城际铁路中传播，严重时可能造成晚点跨线沿路网传播。中国专利技术专利申请公布号CN110920700A公开了一种高铁调度优化方法，根据历史数据计算各类突发事件造成的区间中断的起止时间，并确定区间中断的延误传播规律；获取高铁的路网信息，根据区间中断的延误传播规律计算所述路网信息中受影响的延误传播范围信息；建立列车运行调整模型，根据设定的优化目标和约束条件优化所述列车运行调整模型得到混合整数非线性规划模型；根据所述延误传播范围信息和所述混合整数非线性规划模型计算列车运行图，并根据所述列车运行图进行调度。现有技术中，仅通过调整列车在车站的接发车顺序、接发车时刻及运用股道的方法，对受到干扰的列车运行计划进行调整，这对于城际铁路列车运行计划的调整具有局限性。
[0004]如何克服上述现有技术中列车运行计划调整没有细分列车类型，列车运行计划调整策略的运用没有考虑城际铁路及其列车运行的特点，列车运行计划调整过程中没有考虑停运列车的调整策略等不足，成为本
亟待解决的课题。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法和系统，本专利技术采用如下技术方案：一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法，包括如下步骤：步骤1：按照不运用停运策略对列车运行计划进行调整，即采用下层规划模型L直接调整，得到调整结果，计算列车运行计划调整后的列车晚点率和目标函数值，记为初始最优解;步骤2：判断是否需要运用停运策略，若不需要，则直接输出调整结果，否则继续进行步骤3;步骤3：生成停运列车计划方案备选集，表示停运列车计划方案的数量;
步骤4：针对停运列车计划方案备选集中的每一个列车停运方案进行列车运行计划调整，即在停运列车计划已知的前提下求解对应的下层规划模型L的目标函数值;步骤5：对每一个列车停运方案得到的目标函数值与当前最优解比较，如果，则更新最优解;步骤6：重复执行步骤4至步骤5，直至停运列车计划方案备选集中所有的停运方案均完成列车运行计划调整，输出最优调整结果及其对应的列车停运方案。
[0006]本专利技术还涉及一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整系统，包括处理器，以及存储器；所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令从而执行如上所述的考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法。
[0007]本专利技术还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法。
[0008]本专利技术的技术方案获得了下列有益效果：城际铁路列车运行计划调整中，考虑了停运列车调整策略的运用，考虑停运的城际铁路列车运行计划调整模型的构建，考虑停运的城际铁路列车运行计划调整模型的求解。对于城际铁路列车运行计划的调整需要综合考虑城际铁路列车运行与运营的特点，必要时运用停运策略，通过停运一对/组或多对/组列车后再对列车运行计划进行调整与优化，及时控制晚点传播，减少晚点时分，保障城际铁路列车安全运营，提高旅客乘客满意度。
附图说明
[0009]图1为本专利技术考虑停运策略的城际列车运行计划调整模型的求解流程图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。
[0011]除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0012]本专利技术的模型构建思路及说明如下。
[0013]构建城际铁路列车运行计划调整的双层规划模型。上层规划模型为列车停运优化模型，输出列车的停运计划。下层规划模型为列车运行计划调整模型，输出列车在车站的到发时刻。在上层规划模型中，综合考虑列车停运条件，创建列车运行停运方案备选集，结合停运相关约束，做出列车停运计划决策。在下层规划模型中，根据上层规划模型做出的停运决策，结合列车在运行过程中的制约特点，输出优化后的列车在车站的到发时刻。上层规划模型和下层规划模型共同参与优化，各自都有着各自的优化目标和约束条件，两层模型之间存在着相互作用的关系，上层规划模型向下层规划模型输出决策方案，下层规划模型依
据此决策方案并结合自身情况进行优化，输出的其最优化结果反馈给上层规划模型，上层规划模型在下层规划模型最优化的反馈结果上进一步优化，以此往复得到最终的优化结果。
[0014]针对考虑停运的城际铁路列车运行计划调整模型的构建：（1）在城际铁路列车运行计划调整过程中，对于城际铁路列车运行所属的调度区段，除大量的本调度区段内的城际铁路列车运行计划外，若存在少量的跨调度区段或跨线列车运行计划，则将这些跨调度区段或跨线列车运行计划视为高等级列车，优先调整，尽量减少城际调度区段内的跨台、跨线列车在此台交出的晚点，控制晚点在路网中的传播。
[0015]（2）模型中停运特指始发停运，因列车自身故障或外界干扰导致列车在运行途中无法继续行程的，必须终止运行的，视为对晚点干扰发生源的应急处置。而非运用停运策略产生的停运计划。
[0016]（3）模型中的城际铁路列车均正向运行，不考虑方向运行。
[0017]（4）模型中的车站封锁场景，视车站封锁为全站封锁，全站丧失通过能力，一旦故障就不再具备接发车能力，直到故障恢复。
[0018]（5）除停运的列车外，调整模型中优化不涉及动车组车底担当运营车次的改变。
[0019]（6）模型中计算的晚点特指营业站的晚点。
[0020]（7）城际铁路列车运行计划不含转圈、折返、拉锯等场景，即列车最多经过相关的车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照不运用停运策略对列车运行计划进行调整，即采用下层规划模型L直接调整，得到调整结果，计算列车运行计划调整后的列车晚点率和目标函数值，记为初始最优解;步骤2：判断是否需要运用停运策略，若不需要，则直接输出调整结果，否则继续进行步骤3;步骤3：生成停运列车计划方案备选集，表示停运列车计划方案的数量;步骤4：针对停运列车计划方案备选集中的每一个列车停运方案进行列车运行计划调整，即在停运列车计划已知的前提下求解对应的下层规划模型L的目标函数值;步骤5：对每一个列车停运方案得到的目标函数值与当前最优解比较，如果，则更新最优解;步骤6：重复执行步骤4至步骤5，直至停运列车计划方案备选集中所有的停运方案均完成列车运行计划调整，输出最优调整结果及其对应的列车停运方案。2.根据权利要求1所述的考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法，其特征在于，所述步骤2中，判断是否需要运用停运策略，具体包括：设置运用停运调整策略的晚点列车率阈值为；在城际铁路列车运行计划调整过程中，先按不采取停运策略对城际铁路列车运行计划进行调整，得到参与列车运行计划调整范围内的晚点列车率，若满足下列式(1)，则运用停运策略，若不满足下列式(1)，则不运用停运策略(1)。3.根据权利要求1所述的考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法，其特征在于，所述城际铁路列车停运方案备选集是基于城际铁路的一组或几组可能停运的列车集合，其基本要素包括列车的起讫点、动车组车底接续关系、列车运行径路和停站方案，所述生成停运列车计划方案备选集具体为：按照上层规划模型U，以停运列车的数量最少为目标函数，以城际铁路列车的接续关系和旅客运输为约束条件，运用分支定界方法对要素生成的各备选集进行综合优化，输出最优城际铁路列车停运方案备选集。4.根据权利要求3所述的考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法，其特征在于，所述上层规划模型U具体为：取停运列车的数量最少作为城际铁路列车运行计划调整模型之上层规划模型U的优化目标函数其中，表示列车运行线的停运标志，取值为，0表示列车正常运行，1表示列车停运，表示列车运行线，表示列车运行线ID，唯一表示一趟列车；表示列车运行线的总数量。
5.根据权利要求4所述的考虑停运的城际铁路列车运行计划调整方法，其特征在于，所述上层规划模型U的约束条件有：（1）若停运的车组为的某一对列车和，则这对停运列车的前一趟列车的终到站和后一趟列车的始发站必须为同一车站，即；若停运的车组为的某一组列车、、和，则这对停运列车的前一趟列车的终到站和后一趟列车的始发站必须为同一车站，即；其中，表示第个车组，是该车组在列车运行计划调整范围内担当运营车次的集合，，，，表示车组数量，表示第个车组担当运营列车车次的个数;（2）若停运的这一对/组列车后，这对/组列车的后一趟列车在始发站的股道与其前一趟列车在终到站的股道不一致，则后一趟列车在始发站的股道将变更为其前一趟列车在终到站的股道，即如果，则有；其中，表示列车运行线在车站节点的股道;（3）如果，则有，；其中，表示列车的OD客流集合，，表示列车包含的OD客流类型数量；表示列车运行线集合；表示停运列车集合，，表示停运列车的数量;（4），；其中，表示运用停运策略后将已停运列车的旅客行程改签至未停运列车上后，任一相邻车站区间的子OD中的最大可载旅客数量；表示列车的定员数；表示列车的超员率; 表示列车在上的已购买车票的旅客数量; 表示按原计划列车在任一相邻车站区间的子OD中的最大已购买车票的旅客数，;表示运用停运策略后将已停运列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓昭，张琦，张涛，王涛，王建英，袁志明，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司北京华铁信息技术有限公司北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：