基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度计算方法技术

本发明专利技术公开了基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，包括以下步骤：S1、在不同作业时段，记录时间段t内各项作业执行情况，并与实际统计得到作业情况进行对比，得到资源x在时间t内的资源空闲度；S2、确定编组站咽喉区道岔组资源可信度计算的参数，并收集整理其相应指标数据进行分析，得到资源x在时间t内的资源可信度；S3、根据资源可信度和资源空闲度计算资源可用度。本发明专利技术考虑编组站咽喉区列车、调机和车辆占用情况，利用动态网络资源可用性度量方法等相关理论，设计编组站咽喉区道岔组资源可用度计算方法，可深入分析咽喉区道岔组资源利用情况，为编组站资源的合理配置，进一步优化作业进路提供依据及参考。

【技术实现步骤摘要】
基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度计算方法
本专利技术属于编组站咽喉区研究
，具体涉及一种基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度计算方法。
技术介绍
随着编组站综合自动化系统的建设，基础调度信息不断完善，使得车站调度部门有条件利用丰富的信息资源对实体资源进行有效的监控。实体资源按照编组站流水作业的顺序包括到发线资源、驼峰资源、调车线资源、牵出线资源、调机资源等。编组站的咽喉控制着车流的输入输出以及调机的走行路径，其通常与否直接影响编组站的整体作业效率。从资源的角度分析编组站咽喉的利用情况，统计咽喉区资源的可用度，并以此为依托可以掌握咽喉区各资源分时段的使用情况，为进一步提供资源的利用率提供依据。目前，国内外从不同角度对编组站咽喉的利用进行了研究。建立了车站咽喉作业区占用安排网络优化和咽喉作业能力复合递阶决策模型，并进行了理论验证；通过在图上寻找最短路径的方法确定进路的合理排列，并给出直接妨碍道岔组的确定方法；基于集群资源特征，提出一种基于可用度的集群作业调度方法，并通过对比模拟证明该算法提高了集群的效率和作业的完成效率。国内网在解决编组站列车改变或排序使，通常将各实体资源作为约束条件，转化为数学问题进行求解，很少针对资源的利用属性进行研究。现有较多相关文献对编组站咽喉区及道岔组能力计算与优化问题进行探讨，但对于编组站咽喉区道岔组资源不同时间的利用状态、资源可用度等并无涉及。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法解决了现有技术中没有对编组站咽喉区道岔组资源不同时间的利用状态、资源可用度进行计算分析的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，包括以下步骤：S1、在不同作业时段，记录时间段t内各项作业执行情况，并与实际统计得到作业情况进行对比，得到资源x在时间t内的资源空闲度；S2、确定编组站咽喉区道岔组资源可信度计算的参数，并收集整理其相应指标数据进行分析，得到资源x在时间t内的资源可信度；S3、根据资源可信度和资源空闲度计算资源可用度；所述步骤S1中，资源空闲度为咽喉道岔组在一个时间段还能够处理的任务频次数与理论最大使用频次的比值；所属步骤S2中，资源可信度为咽喉道岔组在一个时间段完成作业计划的概率，是随时间而变化的量；所述步骤S3中，资源可用度为咽喉道岔组在一个时间段内可以开始一项工作并能在一定时间约束的条件下完成这项工作的概率；所述理论最大使用频次为在满足设备、设施最小工作时间约束、工作作业序列、作业均衡条件下，以综合资源最大利用频次为目标，一项设备或设施在单位时间内使用的次数。进一步地，所述步骤S1具体为：S1-1、针对编组站咽喉区道岔组，分析各道岔组作业相关序列，建立拓扑网络结构；S1-2、根据拓扑网络结构，利用时间序列和最优化方法确定目标函数，并根据各项资源时间空间进行约束，建立咽喉区资源的理论最大使用频次计算模型；S1-3、根据咽喉区资源的理论最大使用频次计算模型，统计资源x分时段实际利用情况及资源的理论最大使用频次情况，根据实际利用情况和资源的理论最大使用频次的时间曲线，计算道岔组资源x在t时间段内被使用的工作边际效用值和预计使用的工作曲线边际效用值S1-4、根据和计算资源空闲度；所述资源空闲度的计算公式为：式中，表示资源x在t时间段内被实际使用的工作曲线边际效用值；表示资源x在t时间段内预计使用的工作曲线边际效用值。进一步地，所述步骤S1-1具体为：将咽喉区各资源视为点集，各道岔组资源之间的线路视为边集，按空间位置和敌对进路布置情况将点和边连接起来，在统计编组站各项作业占用单位时间基础上，根据时间序列方法的应用进行计算，得到资源x在一个工作周期内所执行的作业序列ij，及每个序列所占用的起始时间和结束时间将作业序列ij占用各项道岔组资源进行标定，确定作业最优进路Lij及敌对进路组，构建完整的拓扑网络结构。进一步地，其特征在于，所述步骤S1-2中：设i道第j列车的作业X、Y、Z作业的最少时间分别为同一列车不同作业Xij、Yij、Zij之间存在一定的作业先后关系，设作业Xij、Yij、Zij的开始时间和结束时间分别为和若Xij、Yij、Zij是按先后顺序排列，则存在空间约束条件：若不同作业涉及到同一资源，共同资源需要在不同的时间段被占用，且作业时间序列满足作业前后顺序要求，则存在空间约束条件：式中，n表示股道总数，m表示列车总数；根据作业资源不同时占用原则划分敌对作业组其中分别表示股道和列车的集合，则存在约束条件：：式中，t′作业间隔、t″作业间隔、t′″作业间隔分别表示不同作业之间的最小间隔时间，由各项作业所占用的设备资源的资源释放时间决定；所述目标函数包括目标函数一和目标函数二：所述目标函数一为：式中表示第i条股道被第j+1列车占用的结束时间；Gij表示第i条股道被第j列车占用的起始时间；所述目标函数二为：式中，表示第i条股道第j列车作业占用资源的开始时间；表示第i条股道第j列车作业占用资源的结束时间；根据所述约束条件和目标函数，得到所述咽喉区资源的理论最大使用频次计算模型为：进一步地，所述步骤S1-3中的工作曲线边际效用值为：当每增加一单位时间时设备或设施工作量的增加值；在统计已知设备或设施在一定连续时间内的工作强度的基础上，绘制设备或设施的工作量—时间曲线f(t)x，T时刻设备或设施的工作曲线边际效用值在数值上等于工作量—时间曲线在T时刻所对应的点的切线斜率。进一步地，其特征在于，所述步骤S2资源可信度的计算公式为：式中，A′(x)t表示在t时间段内资源x由历史数据统计得出的可信度；表示在进行作业i时资源x实际被占用的时间；表示在进行作业i时资源x按计划被占用的时间；表示进行作业i时资源x实际被占用时间大于计划占用时间的次数；nt-1表示在t-1时段内资源x执行的作业总数；Ttyw表示在t时间段内资源x由于车站按照施工计划进行施工被占用的时间；θtyw表示资源x被车站施工所占用的概率；Ttxw表示在t时间段内资源x由于故障而进行紧急维修施工所占用的时间；Tx表示资源x的预计使用年限；εt表示在t时间段内资源使用情况在计算可信度时所占的比重；A″(x)t-1表示在t-1时间段内资源x的可信度；εt表示在t时间段内资源使用情况在计算可信度时所占的比重；所述εt的计算公式为：进一步地，所述道岔组资源出的预计使用年限Tx，由资源的累积失效概率函数得到，所述累积失效概率函数为在资源设备工作已告知时段内发生故障的概率，得到道岔组资源出的预计使用年限Tx为：式中，F(t)表示在资源在时段t内出现故障而无法完成任务的概率，表示资源的累积失效概率；所述累计失效函数由威布尔分布得到为：式中，为形状参数的估计值；t′表示资源自上次维护或更换开始的累计工作的时间；为刻度参数的估计值；所述形状参数和刻度参数的估计值由极大似然估计得到为：进一步地，所述资源可用度的计算公式为：A(x)t＝αtA′(x)t+(1-αt)tA″(x)t(13)式中，A(x)t表示在t时间段内资源x的可用度；A′(x)t表示在t时间段内资源x由历史数据统计得出的可信度；A″(x)t表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在不同作业时段，记录时间段t内各项作业执行情况，并与实际统计得到作业情况进行对比，得到资源x在时间t内的资源空闲度；S2、确定编组站咽喉区道岔组资源可信度计算的参数，并收集整理其相应指标数据进行分析，得到资源x在时间t内的资源可信度；S3、根据资源可信度和资源空闲度计算资源可用度；所述步骤S1中，资源空闲度为咽喉道岔组在一个时间段还能够处理的任务频次数与理论最大使用频次的比值；所属步骤S2中，资源可信度为咽喉道岔组在一个时间段完成作业计划的概率，是随时间而变化的量；所述步骤S3中，资源可用度为咽喉道岔组在一个时间段内可以开始一项工作并能在一定时间约束的条件下完成这项工作的概率；所述理论最大使用频次为在满足设备、设施最小工作时间约束、工作作业序列、作业均衡条件下，以综合资源最大利用频次为目标，一项设备或设施在单位时间内使用的次数。

【技术特征摘要】
1.基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在不同作业时段，记录时间段t内各项作业执行情况，并与实际统计得到作业情况进行对比，得到资源x在时间t内的资源空闲度；S2、确定编组站咽喉区道岔组资源可信度计算的参数，并收集整理其相应指标数据进行分析，得到资源x在时间t内的资源可信度；S3、根据资源可信度和资源空闲度计算资源可用度；所述步骤S1中，资源空闲度为咽喉道岔组在一个时间段还能够处理的任务频次数与理论最大使用频次的比值；所属步骤S2中，资源可信度为咽喉道岔组在一个时间段完成作业计划的概率，是随时间而变化的量；所述步骤S3中，资源可用度为咽喉道岔组在一个时间段内可以开始一项工作并能在一定时间约束的条件下完成这项工作的概率；所述理论最大使用频次为在满足设备、设施最小工作时间约束、工作作业序列、作业均衡条件下，以综合资源最大利用频次为目标，一项设备或设施在单位时间内使用的次数。2.根据权利要求1所述的基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：S1-1、针对编组站咽喉区道岔组，分析各道岔组作业相关序列，建立拓扑网络结构；S1-2、根据拓扑网络结构，利用时间序列和最优化方法确定目标函数，并根据各项资源时间空间进行约束，建立咽喉区资源的理论最大使用频次计算模型；S1-3、根据咽喉区资源的理论最大使用频次计算模型，统计资源x分时段实际利用情况及资源的理论最大使用频次情况，根据实际利用情况和资源的理论最大使用频次的时间曲线，计算道岔组资源x在t时间段内被使用的工作边际效用值和预计使用的工作曲线边际效用值S1-4、根据和计算资源空闲度；所述资源空闲度的计算公式为：式中，表示资源x在t时间段内被实际使用的工作曲线边际效用值；表示资源x在t时间段内预计使用的工作曲线边际效用值。3.根据权利要求2所述的基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，其特征在于，所述步骤S1-1具体为：将咽喉区各资源视为点集，各道岔组资源之间的线路视为边集，按空间位置和敌对进路布置情况将点和边连接起来，在统计编组站各项作业占用单位时间基础上，根据时间序列方法的应用进行计算，得到资源x在一个工作周期内所执行的作业序列ij，及每个序列所占用的起始时间和结束时间将作业序列ij占用各项道岔组资源进行标定，确定作业最优进路Lij及敌对进路组，构建完整的拓扑网络结构。4.根据权利要求2所述的基于威布尔分布的编组站咽喉道岔组资源可用度的计算方法，其特征在于，所述步骤S1-2中：设i道第j列车的作业X、Y、Z作业的最少时间分别为同一列车不同作业Xij、Yij、Zij之间存在一定的作业先后关系，设作业Xij、Yij、Zij的开始时间和结束时间分别为和若Xij、Yij、Zij是按先后顺序排列，则存在空间约束条件：若不同作业涉及到同一资源，共同资源需要在不同的时间段被占用，且作业时间序列满足作业前后顺序要求，则存在空间约束条件：式中，n表示股道总数，m表示列车总数；根据作业资源不同时占用原则划分敌对作业组其中分别表示股...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛锋，赵蕾，余潇，孙宗胜，何传磊，袁野，邹彪，吕丹，罗桂蓉，徐莉，刘珊珊，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51