一种基于整数规划的运行图冲突解决方法技术

本发明专利技术公开了一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，计划运行图发生调整时，依照以下流程进行解决：判断调整图是否有冲突，如果没有冲突，进入正常运行流程；如果运行图有冲突，构建运行图冲突解决的数学模型；以对原计划图调整最小为目标求解模型；得到冲突解决后的运行图，然后进入正常运行流程；本方案运行图冲突解决方法，把运行图调整问题抽象为数学模型，通过对数学模型的求解得出最优解决方案。建模时添加运行图规则约束，保证了安全性，通过专业求解器求解，保证了高效性。保证了高效性。保证了高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于整数规划的运行图冲突解决方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通运营管理与运行控制
，尤其是一种基于整数规划的运行图冲突解决方法。

技术介绍

[0002]列车运行图是行车组织工作的基础，在正常情况下，线路上的列车就是按照事先编制好的计划运行图有序来运行的。在其他异常情况下(例如设备故障、列车故障、大客流等)，调度员需要对计划运行图进行调整，以满足当前的行车组织要求。
[0003]如申请号202111572559.8公开的列车运行图的自动调整方法、存储介质和电子设备，其使用的调整方法为把运行图分解为每列车和每个设备的资源占用列表，对每一列车、每一列设备逐步进行冲突解决，实际使用中会出现前面的冲突已经解决好了，但是后续冲突解决过程中可能又会导致前面设备发生新的冲突。越复杂的运行图中越容易出现上述情况。
[0004]现有调度员在调整计划运行图导致运行图冲突后，常用使用站台扣车、区间缓行、改变接续方案、列车下线、备车上线等手段进行运行图冲突解决。在大范围的运行图冲突场景，受影响车次较多，需要使用多种调整手段解决运行图冲突。调整过程中很有可能会导致运行图的冲突，比如站台的到发间隔时间不足、运行图交叉、区间追踪间隔时间不足等情况。调度员只能基于自身工作经验，将冲突范围分解为多个小范围冲突，逐步的一步步解决冲突。该方法主观性较强、解决冲突时间长、解决效果不理想。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于：针对上述问题，提供一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，解决了现有技术中当运行图导致运行图冲突后，调度员只能基于自身工作经验，将冲突范围分解为多个小范围冲突，逐步的一步步解决冲突，其主观性较强、解决冲突时间长、解决效果不理想的问题。
[0006]本专利技术是通过下述方案来实现的：
[0007]一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，当计划运行图发生调整时，依照以下流程进行解决：
[0008]判断调整图是否有冲突，如果没有冲突，进入正常运行流程；
[0009]如果运行图有冲突，构建运行图冲突解决的数学模型；
[0010]以对原计划图调整最小为目标求解模型；
[0011]得到冲突解决后的运行图，然后进入正常运行流程。
[0012]当运行图有冲突时，首先进行预处理，对后车的停站时间和区间运行时间进行调整，使后车的到发站时间一直在前车之后。
[0013]构建运行图冲突解决的数学模型为：
[0014]首先设定，晚点调整变量X
t，n，a
，车次t在第n个车站的到达晚点决策变量；
[0015]和早点调整变量Y
t，n，a
，车次t在第n个车站的到达早点决策变量；
[0016]则调整后列车时间的线性表达式：
[0017]Expr＝T+∑(X
t，i，a
+Y
t，i，a
)，i∈(1－n)；其中T是车次的到站或离站时间；
[0018]在添加约束条件后求解在解决冲突的情况下，对现有车次到发时间调整之和最小：Objective＝Min(∑(X
t，i，a
+Y
t，i，a
))；
[0019]使用第三方开源插件Google－ortools，将模型的决策变量、求解目标、模型约束输入求解器中进行求解，得到没有冲突的调整后运行图。
[0020]根据线路的具体情况设置相应的常量T
amin
，T
r
和T
s
，其中T
amin
最小到发间隔时间；T
r
为最小折返时间和T
s
为最小停站时间；
[0021]根据T
amin
最小到发间隔时间设置最小到发约束条件，具体如下：
[0022]两个相邻车到达车站时间之差不小于最小到发间隔T
amin
；
[0023]两个相邻车离开车站时间之差不小于最小到发间隔T
amin
。
[0024]根据T
r
最小折返时间和T
s
最小停站时间设置最小折返、停站时间约束条件，具体如下：
[0025]每列车离开折返轨时间和到达折返轨时间之差不小于最小折返时间T
r
；
[0026]每列车离开停车区域时间和到达停车区域时间之差不小于最小停站时间T
s
。
[0027]设置运行线不交叉约束，具体如下：
[0028]后车的到站时间于前车的到站时间之差不小于0。
[0029]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0030]1、本方案可以解决现有技术中由于运行图冲突太多、冲突情况太复杂场景下无法调整运行图或调整运行图的时间过长的缺陷，实现列车调度快速、高效的调整运行图，保证运营安全。
[0031]2、本方案运行图冲突解决方法，把运行图调整问题抽象为数学模型，通过对数学模型的求解得出最优解决方案。建模时添加运行图规则约束，保证了安全性，通过专业求解器求解，保证了高效性。
附图说明
[0032]图1是本专利技术整体的流程图；
[0033]图2是冲突解决前运行图示意图；
[0034]图3是冲突解决后运行图示意图。
具体实施方式
[0035]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0036]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0037]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是
指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0038]此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
[0039]实施例1
[0040]如图1所示，本专利技术提供一种技术方案：
[0041]一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，当计划运行图发生调整时，依照以下流程进行解决：
[0042]判断调整图是否有冲突，如果没有冲突，进入正常运行流程；
[0043]如果运行图有冲突，构建运行图冲突解决的数学模型；
[0044]以对原计划图调整最小为目标求解模型；
[0045]得到冲突解决后的运行图，然后进入正常运行流程。
[0046]在不发生越行的运行图中，列车的前后顺序不会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，其特征在于：当计划运行图发生调整时，依照以下流程进行解决：判断调整图是否有冲突，如果没有冲突，进入正常运行流程；如果运行图有冲突，构建运行图冲突解决的数学模型；以对原计划图调整最小为目标求解模型；得到冲突解决后的运行图，然后进入正常运行流程。2.如权利要求1所述的一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，其特征在于：当运行图有冲突时，首先进行预处理，对后车的停站时间和区间运行时间进行调整，使后车的到发站时间一直在前车之后。3.如权利要求2所述的一种基于整数规划的运行图冲突解决方法，其特征在于：构建运行图冲突解决的数学模型为：首先设定，晚点调整变量X
t，n，a
，车次t在第n个车站的到达晚点决策变量；和早点调整变量Y
t，n，a
，车次t在第n个车站的到达早点决策变量；则调整后列车时间的线性表达式：Expr＝T+∑(X
t，i，a
+Y
t，i，a
)，i∈(1－n)；其中T是车次的到站或离站时间；在添加约束条件后求解在解决冲突的情况下，对现有车次到发时间调整之和最小：Objective＝Min(∑(X
t，i，a
+Y
t，i，a
))；使用第三方开源插件Google－ortools，将模型的决策变量、求解目标、模型约束输入求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚东，任赟军，苏志恒，
申请(专利权)人：成都交控轨道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：