用于在大规模铁路网中生成车辆运行规划的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于在大规模铁路网中生成车辆运行规划的系统和方法。铁路网根据用户配置被分成包括干线和支线子网络的第一类型以及包括监督派遣控制地域的第二类型。感测和响应循环在多处理器计算环境上连续地执行，感测来自现场的关于列车运行的动态数据以及用户的其他变化。对于每个第一类型子网络，从子网络的当前规划以及拥塞中，计算偏离程度。使用偏离程度和拥塞，列车更改路线，为每个子网络选择并且并行执行合适的调度方法，并且第一级列车调度表被发送至在第二类型子网络上工作的并行识别和解决在第一级列车调度表之间的冲突的第二级列车调度系统。校对第二级列车调度表，以生成反应性在线列车调度表。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】优先权声明本申请需求于2014年5月19日提交的印度临时专利申请第1676/MUM/2014号的优先权。其全部内容结合于此作为参考。
在本文中描述的本主题总体上涉及列车在大规模铁路网中的规划和调度。更尤其地，本主题涉及通过交互式地划分大规模铁路网来为在大规模铁路网中行驶的列车连续地再生成反应性在线列车调度表(reactive on-line train schedule)。
技术介绍
随着货物和旅客运输的需求在广大区域的增长，造成对有效的并且更大规模的铁路网的需求增大。大规模铁路网具有很多个列车站，并且使列车站与在多个轨道上行驶的成千上万的列车连接。在现实生活中，在大规模铁路网中连续地监控和重新规划大量的列车是一项复杂的过程。在大规模铁路网中非常难以进一步生成高质量的、可行的以及安全的列车时刻表。在典型的场景中，大量人力资源或列车时刻表参与连续地监督和控制在庞大的网络上的成千上万的列车。除非列车时刻表可以快速并且有效地反应，以减少连续的偏离和中断，否则不利地影响高度资本密集型铁路产业的经济可行性。在铁路网的运营期间，列车调度至关重要，这是因为关于列出交会和通过的次优调度决策大幅降低了吞吐量、运输时间以及正点情况。通过铁路网的有限的局部知识做出的调度决策不利地影响了在总体铁路网层次上的性能。铁路公司在战术对运行规划的相对重要性上不同。在交通模式的逐日变化之上的偏离和中断的不可预测性通常使战术交通规划徒劳无功。根据一项研究，列车到达时间的45%的差异是由线上运输时间的差异造成。可惜的是，时刻表没有也不能在认知上使用完全网络范围的信息，因此，时刻表的决策是局部的，而非全面的。时刻表局部避免延迟更高优先级的列车，通常在高优先级列车进入之前，将更低优先级的列车远远地移到侧线内，而不考虑网络范围的影响。由于延迟一串低优先级列车，可以增加拥塞，很快，所有列车(无论什么优先级的列车)都延迟，影响铁路网的整体性能，所以这个策略通常可以适得其反，此时，甚至在网络拥塞的异常情况下以及繁忙运输的时间段内，时刻表通常使用相同的启发式。因此，在大规模铁路网的管理需要精心规划时，随着列车站、区段、列车等的数量增加，为大规模铁路网这样做，可以无法控制地增大复杂度。列车规划和调度的先有技术解决不足以在这种大规模铁路网中提供列车的有效管理。在先有技术中，提出了多个解决，用于自动列车规划和调度，但是所有解决限于有限数量的列车和列车站。用于铁路规划和调度的这些传统的方法处理了限制大小的铁路网，并且不提供任何解决方案，来在具有无约束数量的列车、列车站、站台以及多个轨道线的大规模铁路网上规划和调度列车。先有技术的解决不能扩展为解决这种大规模铁路网的有效并且高效的规划和调度。因此，考虑在具有无约束的数量的列车、列车站、站台以及多个轨道线的大规模铁路网上的多个交互，需要一种在线规划方法和系统，它们可以持续地并且全面地对连续的交通延迟、偏离以及中断快速并且有效地做出动态反应，并且重新调度大量列车。
技术实现思路
提供了这个
技术实现思路
，以介绍与用于生成大规模铁路网的在线反应性列车时刻表的系统和方法相关的方面，并且下面在详细描述中进一步描述了这些方面。这个
技术实现思路
并非旨在确定所需求的主题的基本特征，也非旨在用于确定或限制所需求的主题的范围。在一个实现方式中，公开了一种用于通过交互式划分铁路网来为在铁路网中行驶的列车再生成反应性在线列车调度表的系统。所述铁路网是大规模的全国范围的铁路网。所述系统包括一组处理器以及与所述一组处理器耦合的存储器。所述系统包括由耦接至所述处理器的数据库管理系统管理的持久数据存储的集合。这组处理器能够执行存储在存储器内的编程指令，以使用户能够配置将铁路网分成第一类型子网络和第二类型子网络，并且为划分存储数据。用户可配置的第一类型子网络包括一个或多个干线子网络和一个或多个支线子网络，这组处理器能够执行存储在存储器内的编程指令，以进一步使用户能够配置将一个或多个支线子网络分成一个或多个组。用户可配置的第二类型子网络包括一个或多个监督派遣控制地域。这组处理器还能够执行存储在存储器内的编程指令，以使用户能够输入、存储以及修改关于铁路网(包括隔开、列车站、站台、回路)以及关于在该网络中规划的列车的静态数据。所述第一类型子网络和第二类型子网络的布局重叠，并且所述第一类型子网络和第二类型子网络是相同的铁路网的交替表示。所述第一类型子网络可以完全或部分包含在一个或多个第二类型子网络内。所述第二类型子网络可以部分或完全包括一个或多个第一级子网络。这组处理器能够执行存储在存储器内的编程指令，以执行感测和响应循环(senseand respond cycles)。在执行感测和响应循环的同时，处理器感测静态数据更新和用户的动态数据以及通过现场数据获取功能体接收的来自现场(field，实地)的与列车在时间点的到站和出站的对应动态数据。然后，一组处理器作出响应，分析与列车相关联的动态数据，以便为所述一个或多个第一类型的子网络的每个干线子网络和每个支线子网络(feeder line sub-network)，计算列车的实际状态相对于当前列车调度表的偏离程度。所述当前列车调度表在一个或多个先前的感测和响应循环中计算或者从时刻表数据中复制。处理器进一步作出响应，估计在一个或多个第一类型子网络中的拥塞，识别可以从更改路线中受益的列车，并且通过比较在第一类型子网络中的拥塞，为列车选择最佳的更改路线的选项。通过比较交通密度和所述一个或多个第一类型子网络的设计容量，计算在一个或多个第一类型子网络中的拥塞。然后，处理器根据偏离程度和拥塞，从与所述一个或多个干线子网络和所述一个或多个支线子网络相关的多个第一级列车调度方法中选择一个或多个第一级列车调度方法。处理器进一步计算为每个干线子网络和每个支线子网络执行所选择的一个或多个第一级列车调度方法所需要的计算处理器的数量；处理器进一步将计算处理器的数量的需求传送至控制器方法，并且从所述控制器方法中接收所分配的计算处理器的可分配的数量和身份。处理器进一步通过使用更新的静态数据、动态数据以及与每个干线子网络和每个支线子网络相关的建议信息，在动态分配的计算处理器上，为每个干线子网络和每个支线子网络并行地执行所选择的一个或多个第一级列车调度方法并且为每个支线子网络组内的每个支线子网络顺次地执行所选择的一个或多个第一级列车调度方法，以生成用于每个干线子网络和每个支线子网络的第一级列车调度表，其中，所述建议信息是从所述一个或多个先前的感测和响应循环中接收的。在完成第一级时刻表时，通过使用每个干线子网络和每个支线子网络的第一级列车调度表来执行第二级列车调度方法，处理器为所述一个或多个监督派遣控制地域中的每个并行生成第二级列车调度表，以便I)识别和解决在所述一个或多个干线子网络和所述一个或多个支线子网络的第一级列车调度表之间的一个或多个冲突，并且2)根据所述一个或多个冲突的解决方案(resolut1n)，计算所述建议信息。所述建议信息可以包括用于可应用的两个或多个第一级列车调度表的资源分配。可应用的两个或多个第一级列车调度表可以是解决一个或多个冲突的第一级列车调度表。所述建议信息的应用防止在下一个感测和响应循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为在铁路网中行驶的列车再生成反应性在线列车调度表的方法，其中，所述铁路网是全国范围的铁路网，所述方法包括交互式地划分所述铁路网并且连续执行感测和响应循环，其中，所述划分所述铁路网包括：将所述铁路网分成第一类型子网络和第二类型子网络，其中，所述第一类型子网络和所述第二类型子网络是用户可配置的，并且其中，所述第一类型子网络包括一个或多个干线子网络和一个或多个支线子网络，并且其中，所述一个或多个支线子网络基于用户配置被分成一个或多个支线子网络组，并且其中，所述第二类型子网络包括一个或多个监督派遣控制地域；并且其中，执行每个感测和响应循环包括：接收来自用户的静态数据更新以及来自现场的与列车对应的动态数据；由一组处理器分析与所述列车相关联的动态数据，以为所述一个或多个干线子网络中的每个干线子网络以及所述一个或多个支线子网络中的每个支线子网络，计算所述列车的实际状态相对于当前列车调度表的偏离程度，其中，所述当前列车调度表在一个或多个先前的感测和响应循环中计算或者从时刻表数据中复制；基于所述偏离程度和拥塞，从第一级列车调度方法中选择与所述一个或多个干线子网络和所述一个或多个支线子网络相关的一个或多个第一级列车调度方法；计算用于执行针对每个干线子网络和每个支线子网络所选择的所述一个或多个第一级列车调度方法所需要的计算处理器的数量；将计算处理器的所述数量的需求的请求传送至控制器方法；从所述控制器方法中接收动态分配的计算处理器的身份；通过使用更新的静态数据、所述动态数据以及与每个干线子网络和每个支线子网络相关的建议信息中的至少一个，在动态分配的计算处理器上，针对每个干线子网络和每个支线子网络组并行地执行所选择的所述一个或多个第一级列车调度方法并且针对每个支线子网络组内的每个支线子网络顺次地执行所选择的所述一个或多个第一级列车调度方法，以生成用于每个干线子网络和每个支线子网络的第一级列车调度表，其中，所述建议信息是从所述一个或多个先前的感测和响应循环接收的；通过使用每个干线子网络和每个支线子网络的所述第一级列车调度表来并行执行第二级列车调度方法，由所述处理器并行生成用于所述一个或多个监督派遣控制地域中的每一个的第二级列车调度表，以便识别并解决在所述一个或多个干线子网络和所述一个或多个支线子网络的所述第一级列车调度表之间的一个或多个冲突，并且基于所述一个或多个冲突的解决方案，计算所述建议信息，并且其中，所述一个或多个冲突在所述一个或多个干线子网络和所述一个或多个支线子网络的交接点处发生；以及由所述处理器校对用于所述一个或多个监督派遣控制地域中的每一个的所述第二级列车调度表，以生成用于所述铁路网的反应性在线列车调度表。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西达尔塔·森古普塔，苏尼尔·D·乔希，什里帕德·萨尔辛基卡尔，祖德海尔·库马尔·辛哈，凯伊坦·顿塔斯，尼尚特·库马尔·阿格拉沃尔，
申请(专利权)人：塔塔顾问服务有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN