一种列车运行的模拟方法及辅助运行图优化方法技术

本申请属于铁路运输技术领域，特别是针对于铁路网络上的列车运行情况的模拟仿真及辅助列车运行图的优化。当前的模拟仿真方法适用于小规模铁路线路的列车行为模拟，无法应用于大规模铁路网络上列车的模拟仿真。本申请提供了一种列车运行的模拟方法，由于列车在不同区间内的限速不同，采用单元步进结合迭代的方法计算每趟列车在每个单元内的速度，并据此推算列车的在不同时刻的位置；在此基础上，进一步提供了一种辅助运行图优化方法。通过调整每个单元内列车之间的车距获得安全列车运行图，可为铁路系统运行图的优化设计提供技术支持。为铁路系统运行图的优化设计提供技术支持。为铁路系统运行图的优化设计提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
述图集合包括车站集合S和线路区间集合E，将区间集合E中的任意线路区间e(e∈E)划分 为N个单元，记每个运行单元的长度为L
i
(i＝1,...,N)，则该线路上的长度矩阵为： L＝(L1,..,L
N
)
T
；
[0009]2)设定线路上的单元限速矩阵为计算每趟列车在每个所述单元的速度组；
[0010]3)根据所述列车在每个所述单元内的速度组
‑
时间关系，获取所述列车在所述单元内的实际 路径，绘制列车运行图。
[0011]本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)中任意区间划分单元的长度L/N大于列 车的长度L
train
，采用指标Index＝NL
train
/L来衡量，所述指标越接近0表明列车视为质点的可 行性越高，在实际调度中的误差越低。
[0012]本申请提供的另一种实施方式为：所述速度组包括驶入速度最大速度和离开速度 所述步骤2)中通过迭代算法修正所述单元i内的驶入速度最大速度和离开速度 [0013]本申请提供的另一种实施方式为：所述时间获取包括搜索每趟列车需要通过的单元序列， 设定初始的单元长度L
i
及单元限速根据每个单元的边界条件，将所述单元内的列车与所 述单元进行场景匹配，得到所述列车通过所述单元所需要的时间，同时得到所述列车的真实 最大限速和离开速度更新每个单元的最大限速矩阵，记为v
m
′
，重复以上操作，直到 v
m
′
＝v
m
。
[0014]本申请提供的另一种实施方式为：所述迭代算法包括某趟列车在所述单元做减速运动时， 若发现单元长度L
i
不够，则按所述单元长度L
i
解出列车进入所述单元应有的速度v
if
，称为修 正速度；将该单元的最大行驶速度修改为修正速度，v
im
＝v
if
；求解所述列车经过所有单元的最 大行驶速度，得到最大行驶速度向量v
m
’
＝(v
1m
,v
2m
,v
3m
...v
Npm
)
T
；若v
m
’
与v
m
不相等，令v
m
＝ v
m
’
；重复以上操作，直到v
m
＝v
m
’
。
[0015]本申请还提供一种辅助运行图优化方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：判断每个列车 单元在安全车距范围内是否出现两趟列车同向行驶的情况；步骤2：列车在出发前规定车次 等级，在车站内的列车需依据列车车次等级进行调整，高等级车次在站内停车时，低等级车 次停车避让，低等级车次在车站发车时间晚于高等级车次；步骤3：执行步骤1～2，直到每 个列车单元在安全车距范围内不出现两趟列车同向行驶的情况。
[0016]本申请提供的另一种实施方式为：所述车次等级由高到低包括高速铁路列车、快速旅客 列车和普速旅客列车。
[0017]本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1中，若列车单元长度小于安全车距，则判 断与安全车距均等的该列车单元与相邻若干列车单元的组合范围内是否存在同向列车；反之， 若列车单元长度大于安全车距，则判断在该列车单元内的安全车距范围内是否存在同向列车。
[0018]本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤2中，车次等级低的列车避让车次等级高的 列车包括固定车次等级高的列车的运行图，增加优先级车次等级低的列车在某个冲突车站的 等待时间。
[0019]3.有益效果
[0020]与现有技术相比，本申请提供的一种列车运行的模拟方法及辅助运行图优化方法的有益 效果在于：
[0021]本申请提供的列车运行的模拟方法，为一种基于有限单元法的铁路网络中列车运行的模 拟方法及辅助运行图优化方法；针对于铁路网络上的列车运行情况的模拟仿真及辅助运行图 的优化。
[0022]本申请提供的列车运行的模拟方法，一种由力学有限元法衍生而来的列车运行模拟模型， 建立了一种灵活的列车运行模拟模型，能够让使用者仅仅需要得到一些指定位置的列车运行 情况，且该模拟模型需融合多种参数，以便后期列车运行图的调整和优化。
附图说明
[0023]图1是本申请的列车运行的模拟方法单元参数与变量关系示意图；
[0024]图2是本申请的列车运行模拟分类示意图；
[0025]图3是本申请的列车运行模拟流程示意图。
具体实施方式
[0026]在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述， 所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况 下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中 的某些特征，获得其它优选的实施方式。
[0027]参见图1～3，本申请提供一种列车运行的模拟方法，所述方法包括如下步骤：1)将实际 铁路网络中的车站和线路抽象成图网络模型G(S,E)，其中G为图集合，所述图集合包括车 站集合S和线路区间集合E，将区间集合E中的任意线路区间e(e∈E)划分为N个单元，记 每个运行单元的长度为L
i
(i＝1,...,N)，则该线路上的长度矩阵为：L＝(L1,..,L
N
)
T
；2)设定线 路上的单元限速矩阵为计算每趟列车在每个所述单元的速度组；3)根据所 述列车在每个所述单元内的速度组
‑
时间关系，获取所述列车在所述单元内的实际路径，绘制 列车运行图。
[0028]进一步地，所述步骤1)中任意区间划分单元的长度L/N大于列车的长度L
train
，采用指 标Index＝NL
train
/L来衡量，所述指标越接近0表明列车视为质点的可行性越高，在实际调度 中的误差越低。
[0029]进一步地，所述速度组包括驶入速度最大速度和离开速度所述步骤2)中通 过迭代算法修正所述单元i内的驶入速度最大速度和离开速度
[0030]进一步地，所述时间获取包括搜索每趟列车需要通过的单元序列，设定初始的单元长度 L
i
及单元限速根据每个单元的边界条件，将所述单元内的列车与所述单元进行场景匹配， 得到所述列车通过所述单元所需要的时间，同时得到所述列车的真实最大限速和离开速度 更新每个单元的最大限速矩阵，记为v
m
′
，重复以上操作，直到v
m
′
＝v
m
。
[0031]进一步地，所述迭代算法包括某趟列车在所述单元做减速运动时，若发现单元长
度L
i
不 够，则按所述单元长度L
i
解出列车进入所述单元应有的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车运行的模拟方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)将实际铁路网络中的车站和线路抽象成图网络模型G(S,E)，其中G为图集合，所述图集合包括车站集合S和线路区间集合E，将区间集合E中的任意线路区间e(e∈E)划分为N个单元，记每个运行单元的长度为L
i
(i＝1,...,N)，则该线路上的长度矩阵为：L＝(L1,..,L
N
)
T
；2)设定线路上的单元限速矩阵为计算每趟列车在每个所述单元的速度组；3)根据所述列车在每个所述单元内的速度组
‑
时间关系，获取所述列车在所述单元内的实际路径，绘制列车运行图。2.如权利要求1所述的列车运行的模拟方法，其特征在于：所述步骤1)中任意区间划分单元的长度L/N大于列车的长度L
train
，采用指标Index＝NL
train
/L来衡量，所述指标越接近0表明列车视为质点的可行性越高，在实际调度中的误差越低。3.如权利要求1所述的列车运行的模拟方法，其特征在于：所述速度组包括驶入速度最大速度和离开速度所述步骤2)中通过迭代算法修正所述单元i内的驶入速度最大速度和离开速度4.如权利要求3所述的列车运行的模拟方法，其特征在于：所述时间获取包括搜索每趟列车需要通过的单元序列，设定初始的单元长度L
i
及单元限速根据每个单元的边界条件，将所述单元内的列车与所述单元进行场景匹配，得到所述列车通过所述单元所需要的时间，同时得到所述列车的真实最大限速和离开速度更新每个单元的最大限速矩阵，记为v
m
′
，重复以上操作，直到v
m
′
＝v
m
。5.如权利要求4所述的列车运行的模拟方法，其特征在于：所述迭代算法包括某趟列车在所述单元做减速运动时，若发现单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，王辉，陈晓静，高自友，吴建军，贾斌，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：