一种铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统技术方案

本发明专利技术提供一种铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统，所述系统主要包括基础网络管理模块、车站线路能力管理模块、行车方案设定和优化模块、行车方案结果输出模块，本发明专利技术的铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统能够便于操作人员快速构建路网，计算车站能力以及线路能力、并考虑不同开行方案，从车站优先、线路优先、全局网络、考虑客流四种模式进行基于混合整数线路优化模型的自动优化和进行结果输出，发明专利技术结果可用于指导高密度超大城市的国家铁路线路、枢纽、配套设施的规划建设。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统
本专利技术属于高速铁路网络运能自动化分析
，具体涉及一种铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统。
技术介绍
铁路运输在经济社会发展中具有特殊重要的地位和作用，决定了它是大众化的交通工具；也决定了其在我国综合交通体系中的骨干地位，对经济社会发展产生重大作用和深远影响。随着我国城市铁路交通线网建设的逐步加强、线网规划日益完善、路由结构逐渐深化复杂，单纯依靠人工计算或简易工具计算方法已较为困难在较短时间内得出合理的高铁开行方案，并进行运能运量动态优化分析。就国内外针对高速铁路网络运能适应性分析模型/系统相关研究，众多学者进行了一定的研究工作。DeLeeuwF，KJT，ManheimML[1-3]三人在其文献中从不同的角度将运输网络的能力分为三类：最终能力，表示在物理拓扑结构的限制下运输系统的最大运输能力；实际可用能力，指在实际运营的过程中，运输系统所表现出来的运输能力；经济能力，限制条件为最经济运营模式(最小边际成本和最短径路)的情况下运输网络所表现出来的运输能力。路网能力适应性的概念由Cho[4]于2002年在其博士论文中率先提出,他的路网适应性概念为在所有可能的运输情景下给定路网结构的期望最终能力与在所有可能的运输情景下基本路网结构r的期望最终能力的比值。在这之后，Mo和Chang[5]在2004年将货运系统的能力适应性定义为“运输系统在需求变动时将其服务维持在一个满意的技术水平的能力”。Chen和Kasi[6]在此基础上对能力适应性进行了更深入的探讨，指出目前对路网能力适应性的探讨应该根据路网能力不同计算方式所关注的侧重的不同分为两种，一是路网系统对整个运输情景都变化(包括OD客流结构和OD流流量的变化)的适应性；另一个出发点是路网系统仅针对OD流流量变化的适应性。在这一前提下，Chen[7-8]提出了基于OD流矩阵最大矩阵乘数的能力适应性和基于路网系统最大运输能力的能力适应性。ProJC[9]在提出铁路运输能力的列车速度、区间长度、闭塞分区、单/双线等多个与铁路运输网络能力有关的延迟函数，并运用模拟方法对铁路运输能力的多个特性进行评估,得出运行速度是影响运输能力最重要的因素的结论。NijkampP等人[10]指出运输系统应该是一个受到多维限制的系统,并拓展了许多限制系统运输能力的因素，如环境、运营准则、管理措施等。ChenA等人[11]建立了网络能力可靠性的定义系统，并创建了能力可靠性的计算框架。FeiE等人[12]提出路网灵活性的定义,将路网灵活性分为节点灵活性和线路灵活性。并指出在各类交通运输网络中国际航运网络的灵活性是最低的，铁路运输网络的灵活性低于公路网络的灵活性。ChoDJ等人[13]提出了可靠性定义并在此基础之上检验了线路、旅行时间、节点等随机因素对可靠性的影响。KhoVV[14]等人在其文献中通过数学模型对网络中各因素(如客流量、旅行速度、流量密度等)之间的关系进行了分析，将旅客的也理状态描述为变化曲线，分析不同也理情景下，乘客对旅行速度和客流密度的承受能力。薛宇飞[15]对铁路网络能力进行了界定，给出了网络“点”、“区段”两个维度的系统能力的计算理论，并构建了用于求解区段有效能力的K短路车流分配模型，给出了高速铁路网络能力的计算方法。张嘉敏等人[16]定义了高速铁路网络能力的衡量标准，提出了高速铁路网络能力计算的两阶段方法。胡安洲等人[17]在其文献中较为完整地探讨了铁路网络运输能力，包括定义、计算方法、能力利用和提升等问题，张星臣[18]总结己有文献研究的不足，综合考虑路网各节点之间运距、路网规模等因素，对路网系统运输能力的定义系统进行了补充，并对路网规划进行了定量分析。孟翀[19]在其硕士论文中探讨了“全高速”、“中高速混跑”、“客货混跑”三种模式下我国客运专线通过能力的计算方法。陈韬[20]等人提出基于路网流量分配模拟的货运铁路网能力供需适应性仿真，以路网中产生的广义运输费用最小作为优化目标，构建了多商品流的铁路网车流分配模型。其中的多商品流可以类比至高速网络中的中高速混跑动车组，有一定的参考价值。雷中林[21]在2009年对Cho的适应性计算表达式提出了异议，并同时提出了自己的路网适应性数学表达式。郑亚晶[22]指出铁路路网能力适应性是路网储备能力和路网潜在能力对运输需求增长的适应性特征，路网储备能力和路网潜在能力在空间上的可转移特性使得路网适应性的结果并不唯一，在这种条件下，利用运输需求结构约束构建了较为科学的路网适应性计算模型,并提出了适用于路网新建线路方案比选的适应性测度指标。徐瑞华[23]在现有铁路网络运输能力的研究基础之上，提出了储备能力的计算方法并说明了它与其它能力利用率之间的关系。为确定列车仿真运行中的数据参数，建立列车运行模拟模型，并用实例实现了仿真实验，给出了实验线路储备能力的初始范围。叶婷婷[24]在其文献中引入复杂网络理论的概念对我国铁路网络的拓扑结构进行了分析,展开研究了不同攻击模式情况下路网可靠性的表现。雷莉[25]为计算在最优配流情况下铁路客运网络能力适应性，建立了基于多商品流的客流分配模型，求解在一定旅客出行需求和路网结构条件下的旅客最佳出行方案，并根据最佳出行方案来求解评价系统中的各项指标。
技术介绍
中所引用的参考文献如下：[1]DeLeeuwF.Theconceptofcapacity[J].JournaloftheAmericanStatisticalAssociation,1962,57(300):826-840.[2]KneafseyJT.TransportationEconomiesAnalysis[M].LexingtonBooks.1975.[3]ManheimML.FundamentalsofTransportationsystemsanalysis；Volume1:Basicconcepts[M].1979.[4]ChoDJ.Threepapersonmeasuringthereliabilityandflexibilityoftransportationsystemcapacity[D],Philadelphia:TheuniversityofPennsylvania,2002.[5]MorlokEK,ChangDJ.Measuringcapacityflexibilityofatransportationsystem[J].TransportationResearchPartA,2004,38(6):405-420.[6]ChenA,KasikitwiwatP.Modelingcapacityflexibilityoftransportationnetworks[J].TransportationResearchPartA,2011,45(2):105-117.[7]ChenA,YangH,LoHKTangWH.Acapacityrelatedreliabilityfortransportationnetworks[J].J本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统，其特征在于，所述系统主要包括基础网络管理模块、车站线路能力管理模块、行车方案设定和优化模块、行车方案结果输出模块；/n(1)所述基础网络管理模块主要用于线路网络的建立和删除、车站线路的建立与管理，可实现线路网络的构建；所述基础网络管理模块包括网格建立模块、车站管理模块、线路管理模块和线路关系管理模块，其中，所述网格建立模块可实现现状网格的录入、修改、重置和删除等相关操作；所述车站管理模块、线路管理模块和线路关系管理模块可实现车站、线路和线路关系的新建和管理；/n(2)所述车站线路能力管理模块主要用于车站能力及线路能力的查看和修改，能够实现车站通过能力的计算，所述车站线路能力管理模块包括到发线通过能力计算模块以及咽喉通过能力计算模块；/n1)所述到发线通过能力计算模块能够实现各条件录入，并计算到发线通过能力，所述到发线通过能力由下式计算：/n

【技术特征摘要】
1.一种铁路互联互通背景下的运营组织动态优化分析系统，其特征在于，所述系统主要包括基础网络管理模块、车站线路能力管理模块、行车方案设定和优化模块、行车方案结果输出模块；
(1)所述基础网络管理模块主要用于线路网络的建立和删除、车站线路的建立与管理，可实现线路网络的构建；所述基础网络管理模块包括网格建立模块、车站管理模块、线路管理模块和线路关系管理模块，其中，所述网格建立模块可实现现状网格的录入、修改、重置和删除等相关操作；所述车站管理模块、线路管理模块和线路关系管理模块可实现车站、线路和线路关系的新建和管理；
(2)所述车站线路能力管理模块主要用于车站能力及线路能力的查看和修改，能够实现车站通过能力的计算，所述车站线路能力管理模块包括到发线通过能力计算模块以及咽喉通过能力计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，周军，罗钦，徐旭晖，周菁楠，邓晓庆，莫义弘，肖胜，杨涛，邓琪，
申请(专利权)人：深圳技术大学，深圳市规划国土发展研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44