一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及铁路应急资源配置技术领域，具体涉及一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法及系统。所述方法包括以下步骤：S1.获取热备动车组配置数量的影响参数，构建热备动车组配置数量的影响公式；S2.构建热备动车组热备地点选择的影响因素计算公式，S3.建立热备动车组配置的多目标规划模型；S4.计算出热备动车组配置数量的解集，和每个解集对应的热备动车组备用地点编号。本发明专利技术通过求解热备动车组配置数量和热备地点协同优化的热备动车组配置方案，对于指导铁路局依据自身实际制定热备动车组配置方案具有参考意义。建模过程方便简单、建模标准统一，方法计算效率高，方法真实可靠，方法考虑因素全面，具有很好的操作性、通用性和可重用性。

A configuration method and system of hot standby EMU under the condition of cross regional emergency coordination

【技术实现步骤摘要】
一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法及系统
本专利技术涉及铁路应急资源配置
，具体涉及一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法及系统。
技术介绍
热备动车组是指检修完毕、技术状态良好、作为应急备用、随时可以上线使用的动车组。当线路上运行的动车组由于恶劣天气、线路基础设施或动车组故障等原因出现中途停止运行或晚点时，往往可以通过启动热备动车组用于车底交路受影响时担当后续交路、动车组故障时接运旅客及救援动车组。热备动车组配置方案是根据动车组配属和运用的实际情况，确定热备动车组的存放地点、车型和数量的方案。目前，针对热备动车组配置方案的研究较少，既有的研究成果在热备动车组配置方案确定的完整性和科学性上也有进一步改进的空间。现有的热备动车组配置方法具有以下弊端：(1)各铁路局依据现场工作的经验进行制定；(2)已有对热备动车组配置方案的研究仅从热备动车组热备地点的选择方面进行，没有综合考虑热备动车组配置数量和配置地点之间的关系；(3)在热备动车组的使用中没有体现区域之间的分工合作。专利技术内容针对现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1.获取热备动车组配置数量的影响参数，构建热备动车组配置数量的影响公式；所述热备动车组配置数量的影响参数包括：第一参数、第二参数和第三参数；所述第一参数为：热备动车组担当后续交路时到达指定始发列车车站的最大允许响应时间；所述第二参数为：热备动车组从备用地点到达待救援区间进行救援的最大合理响应时间；所述第三参数为：每个热备动车组需求点发生事故时只派出一台热备动车组进行救援时，发生需要出动热备动车组时却无热备动车组可用的事件的概率的最高值；/nS2.构建热备动车组热备地点选择的影响因素计算公式，所述地点选择的影...

【技术特征摘要】
1.一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.获取热备动车组配置数量的影响参数，构建热备动车组配置数量的影响公式；所述热备动车组配置数量的影响参数包括：第一参数、第二参数和第三参数；所述第一参数为：热备动车组担当后续交路时到达指定始发列车车站的最大允许响应时间；所述第二参数为：热备动车组从备用地点到达待救援区间进行救援的最大合理响应时间；所述第三参数为：每个热备动车组需求点发生事故时只派出一台热备动车组进行救援时，发生需要出动热备动车组时却无热备动车组可用的事件的概率的最高值；
S2.构建热备动车组热备地点选择的影响因素计算公式，所述地点选择的影响因素包括热备动车组热备的平时准备成本、各个始发车站的权重和待救援区间的权重；
S3.分别以热备动车组出动响应时间最短和配置成本最少为目标，建立热备动车组配置的多目标规划模型；
S4.通过热备动车组配置的多目标规划模型，计算出热备动车组配置数量的解集，和每个解对应的热备动车组备用地点编号。


2.根据权利要求1所述的跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11.获取热备动车组担当后续交路时到达指定始发列车车站的最大允许响应时间；
S12.构建热备动车组从热备地点到达始发车站的时间影响公式：



公式(1)中，
I表示在路网中具有部署热备动车组条件的待选点集合，i为待选点索引，i∈I；
J表示路网中全部有始发列车的车站，热备动车组可能需要去到这些车站担当后续交路，j为始发车站索引，j∈J；

表示热备动车组从热备地点i到达始发车站j的时间；

表示热备动车组备用地点i是否担当始发车站j的后续交路，表示担当，表示不担当；
t1表示热备动车组担当后续交路时到达指定始发列车车站的最大允许响应时间；
S13.获取热备动车组从备用地点到达待救援区间进行救援的最大合理响应时间；
S14.构建热备动车组从热备地点到达待救援区间的平均时间影响公式：






公式(2)和(3)中：V表示路网中所有区间的集合，热备动车组在这些区间可能需要接运旅客或救援动车组，mn为区间索引，mn∈V，m、n分别为两端车站；表示热备动车组从热备地点i到达待救援区间mn的平均时间，表示区间mn是否由热备动车组备用地点i进行救援，表示救援，表示不救援；t2表示热备动车组从备用地点i到达待救援区间进行救援的最大合理响应时间；表示热备动车组从热备地点i到达区间一端车站m的时间，表示热备动车组从热备地点i到达区间另一端车站n的时间；
S15.构建热备动车组配置数量的第一影响公式：






公式(4)和(5)中，K为热备动车组的配置数量；
S16.获取每个热备动车组需求点发生事故时只派出一台热备动车组进行救援时，发生需要出动热备动车组时却无热备动车组可用的事件的概率的最高值P合理；
S17.构建多个需求点同时需要热备动车组的概率计算公式：



公式(6)中，Pr为r个需求点同时需要热备动车组的概率；qs为S个热备动车组需求点中，第s个需求点发生必须出动热备动车组的事故的概率，1≤s≤S，qs的取值依据各路局热备动车组出动记录的统计数据得到；ra表示当需求点数量为r时，第a种组合方式下热备动车组的需求点集合；
S18.构建热备动车组配置数量的第二影响公式：



公式(7)中，K为热备动车组的配置数量。


3.根据权利要求1所述的跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
S21.获取热备动车组热备的值乘人员开销和热备动车组维护成本；
S22.构建热备动车组热备的平时准备成本计算公式：



公式(8)中，Ci为将热备动车组放置在备用地点i所需的平时准备成本；

表示热备动车组放置在备用地点i时，为了保证热备动车组能够及时启动所需的人员成本；

表示热备动车组放置在备用地点i时，热备动车组每48小时进行检修维护的空车走行成本；
S23.构建当热备动车组到各始发车站担当后续交路时，各始发车站的权重计算公式：



公式(9)中，为始发车站j的权重；Lj为车站j的始发列车列数；
S24.根据危险性评价方法LEC法，构建当热备动车组到各个车站或区间实施救援时，待救援区间的权重计算公式：






公式(10)和(11)中，Lmn为区间mn事故发生的可能性；Emn为区间mn暴露在危险环境中的频率；Cmn为区间mn发生事故所造成的影响；Lmn、Emn和Cmn的取值依据LEC打分表进行打分获得；为区间mn的权重；为区间mn利用LEC法进行评价的得分。


4.根据权利要求1所述的跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
S31.构建热备动车组接到调度命令启动后，到达目的地的平均最短响应时间计算公式：



公式(12)中，minZ1表示热备动车组到达目的地的平均最短响应时间；xik表示第k列热备动车组是否配置在备用地点i，xik＝1表示将第k列热备动车组配置在备用地点i，xik＝0表示不配置；ω1表示热备动车组出动担当后续交路的权重；ω2表示热备动车组出动进行救援的权重；ω1和ω2的取值依据专家打分法得到，ω1+ω2＝1；
S32.获取热备动车组的购置成本；
S33.构建热备动车组配置的最低成本计算公式：



公式(13)中，minZ2表示热备动车组配置的最低成本；C车表示热备动车组的购置成本；
S34.构建对每个热备动车组需求点进行救援的热备动车组数量约束条件公式：






公式(14)和(15)中，
S35.构建热备动车组提供交路接续及救援的约束条件公式：






公式(16)和(17)中，
S36.构建热备动车组覆盖范围约束条件公式：






公式(18)和(19)中，
S37.构建变量约束条件公式：



xik＝{0,1}(21)






公式(21)、(22)和(23)中，


5.根据权利要求1所述的跨区域应急协同条件下热备动车组配置方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
S41.求解满足全面覆盖约束和概率约束下的热备动车组配置数量K的最小值，确定规划模型的可行域；所述求解模型为：
minK



S42.在得到热备动车组配置模型的可行域后，给定热备动车组的数量K，寻找在这一条件下的有效解，之后不断改变K的值直到得到模型的Pareto解集。


6.一种跨区域应急协同条件下热备动车组配置系统，其特征在于，所述系统包括：
第一计算模块，用于获取热备动车...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，徐禾颖，倪少权，陈钉均，潘金山，吕红霞，吕苗苗，李雪婷，陈韬，郭秀云，廖常宇，谢春，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51