【技术实现步骤摘要】
一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统
[0001]本专利技术涉及列车运行控制与调度指挥
，特别是涉及一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统。
技术介绍
[0002]近年来，城市地铁因其大运力、高准点率和低能耗成为城市公共交通系统的支柱。由于基础设施受限，乘客数量不断增长，列车之间的发车间隔越来越短，因此地铁系统正面临着高负荷运行。在这种情况下，如果地铁系统出现故障或应急条件，列车延误会迅速传播，造成线路服务能力下降以及大面积的乘客滞留，站台也会出现潜在的安全隐患。
[0003]地铁是一个复杂且庞大的技术系统，要求多专业配合工作，围绕安全行车这一中心有序联动，包括牵引供电、信号、环控、车辆等多个子系统。这也意味着其中一个子系统出现故障，都会在一定范围内对列车运行带来影响。而在众多故障处置类别中，列车因出现车辆故障而不满足运营条件的情况出现的次数较为频繁。据中国城市轨道交通协会统计，2019年列车退出正线运营的故障事件共计8953次。一旦列车退出正线运营，线上运行车底数量出现短缺，调度人员...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，所述方法包括：获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；所述计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；所述退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；所述线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述计划运行图，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；所述后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；根据所述取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对所述初步调整后的列车运行时刻表进行调整，获得最终调整后的列车运行时刻表；所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。2.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述线上正常运行列车的信息，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，之后还包括：根据所述退出正线运营列车的故障发生位置，利用公式确定距离所述退出正线运营列车最近的存车地点；将所述退出正线运营列车存入所述最近的存车地点；其中，j
′
为距离退出正线运营列车最近的存车地点，S
fault
为退出正线运营列车的故障发生位置，为第j条存车线的位置，η
j
为第j条存车线的占用标志。3.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，具体包括：
基于车载ATO运行等级模式曲线，利用公式确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的相邻两个后续车站之间的区间运行时间；利用公式确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的每个后续车站的停站时间；根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻、每个后续车次在后续车站之间的区间运行时间、每个后续车次在每个后续车站的停站时间和每个后续车次在故障发生时的列车速度，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表；其中，r
k,n
为后续车次k在后续车站n
‑
1和后续车站n之间的区间运行时间；为后续车次k在后续车站n
‑
1和后续车站n的区间内是否选择等级l的标识，若后续车次k在该区间内以等级l运行，那么否则否则为后续车次k在后续车站n
‑
1和后续车站n的区间内以等级l运行需要的时间；d
k,n
为后续车次k在后续车站n的停站时间；为后续车次k到达后续车站n时的站台等待乘客数量；为后续车次k到达后续车站n时的剩余载客容量；λ为乘客上车速率。4.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻，具体包括：获取所述地铁系统基础参数的地铁线路拓扑结构信息中所有存车线内的备用车底集合；根据所述退出正线运营列车的列车故障时刻，利用公式确定所述备用车底集合中每个备用车底最早运行至正线的时刻，作为备用车底最早上线时刻；其中，为备用车底m最早运行至正线的时刻，T
fault
为退出正线运营列车的列车故障时刻，j
m
为备用车底m所处的存车线，为备用车底m从存车线j
m
运行至正线的时间。5.根据权利要求4所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，所述根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，具体包括：将后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表与所述计划运行图进行对比，获得所述计划运行图中需要在始发站晚点发车的计划车次以及晚点发车的计划车次的晚发时间；
取消晚发时间大于预设最大晚发时间所对应的晚点发车的计划车次，获得第一取消计划车次集合；将后续车次集合中每个后续车次的计划折返车次和所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次构成待取消计划车次集合；获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果；若所述第一判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；若所述第一判断结果表示否，则根据所述备用车底最早上线时刻，判断所述备用车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底，获得第二判断结果；若所述第二判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；若所述第一判断结果表示否，则取消第e个待取消计划车次；更新待取消计划车次e的数值，返回步骤“获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果”，直到遍历所述待取消计划车次集合中的所有待取消计划车次，获得第二取消计划车次集合；所述第一取消计划车次集合和所述第二取消计划车次集合构成取消计划车次集合。6.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，之后还包括：获取所述取消计划车次集合中第f个取消计划车次在所述初步调整后的列车运行时刻...
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