一种城市轨道交通突发事件智能调度方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城市轨道交通突发事件智能调度方法及系统，该方法包括：S1）根据城市轨道交通突发事件历史数据构建计算图；S2）将计算图进行实例化得到实例化计算图；S3）基于实例化计算图构建列车智能调度优化模型；S4）求解列车智能调度优化模型得到列车调度指挥决策方案；S5）将列车调度指挥决策方案下达给列车自动监控系统执行以实现城市轨道交通突发事件智能调度。在出现突发事件的情况下，相较于传统的调度员人工管控方法，本发明专利技术可更精确、科学地调度列车运行，确保突发事件的处置效率；突发事件下的列车智能调度方案可由模型计算得出，大幅度减小调度员的工作量，提高了行车调度指挥系统的智能化程度。行车调度指挥系统的智能化程度。行车调度指挥系统的智能化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种城市轨道交通突发事件智能调度方法和系统


[0001]本专利技术属于城市轨道交通管理与控制
，具体涉及一种城市轨道交通突发事件智能调度方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，为了应对高密度的客运需求，目前城市轨道交通已经形成了以行车调度指挥系统为核心的轨道交通运营管理系统，其中包含调度人员和列车自动监控系统（ATS）。行车调度指挥任务的实施需要依赖信号系统、供电系统、维护保障系统以及线路基础资源的支持。作为城市轨道交通的“大脑”，行车调度指挥的主要任务包含以下两个方面。第一，行车调度指挥系统日常主要负责监督列车和组织线上行车。行车调度员利用ATS系统监督线上车辆运行，过程中需要结合线路实际状况、运行计划和乘客信息等条件。第二，线路发生突发事件后，行车调度指挥系统需要调整线路中列车的运行计划，降低突发事件对乘客出行的影响。
[0003][0004]目前，突发事件后列车运行调整往往基于历史经验，缺乏科学的指导方法。经验丰富的调度员也无法在短时间内针对复杂的线路信息生成最优调整方案。围绕线路运行调整，建立健全城轨行车调度突发事件处置机制，科学的评估行车调度指挥决策过程，系统的制定突发事件下列车运行调整策略，已成为提升行车调度指挥能力的关键。目前，市场上尚无与本专利技术相关或相近的成熟产品或知识产权。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，本专利技术公开了一种城市轨道交通突发事件智能调度方法及系统，本专利技术利用轨道交通突发事件的历史数据，设计了一种基于人工智能计算图的轨道交通列车智能调度模型与方法，在出现突发事件情况下，可根据突发事件和列车运行实时信息，由AI计算图自动得到列车运行计划调整方案，进而为调度员管控列车提供决策支持。本专利技术通过深度学习、人工智能等方法，在突发事件发生时，智能地生成列车运行计划调整方案，进而为调度员提供列车运行调整决策支持，保证列车运行和乘客安全，降低突发事件对于轨道交通的负面影响。
[0006]为了到达预期效果，本专利技术采用了以下技术方案：本专利技术公开了一种城市轨道交通突发事件智能调度方法，包括：S1）根据城市轨道交通突发事件历史数据构建计算图；S2）将计算图进行实例化得到实例化计算图；S3）基于实例化计算图构建列车智能调度优化模型；S4）求解列车智能调度优化模型得到列车调度指挥决策方案；S5）将列车调度指挥决策方案下达给列车自动监控系统执行以实现城市轨道交通突发事件智能调度。
[0007]进一步地，所述S1）具体包括：根据城市轨道交通突发事件历史数据，定义系统变量，建立轨道交通突发事件历史数据库，所述轨道交通突发事件历史数据库为图数据库（即为计算图）。
[0008]进一步地，所述计算图包括节点的集合和弧的集合，所述节点的集合表示列车在两个车站间的运行事件的集合，所述弧的集合表示运行事件之间的连接关系的集合。
[0009]进一步地，所述节点的集合具体包括：对应车站编号、计划运行图规定的从第一站出发时间和到达时间、从第一站到下一站的到达时间、调整后的时间、流入弧与流出弧的编号。
[0010]进一步地，所述弧的集合具体包括：基本连接关系、折返连接关系和进出车辆段连接关系，其中，所述基本连接关系用于表示原始时刻表的计划停站事件，所述折返连接关系用于解决受突发事件影响无法执行和到达终点站后的事件衔接问题，所述进出车辆段连接关系用于约束线路中列车数量。
[0011]进一步地，所述S2）具体包括：根据线网拓扑数据，对计算图进行实例化；根据突发事件信息，对节点的集合进行实例化；根据列车区间运行时间和运行间隔信息，对弧的集合进行实例化。
[0012]进一步地，所述S3）具体包括：S3.1）根据实例化计算图中列车在两个车站间的运行事件定义模型变量；S3.2）根据实例化计算图中列车运行计划的可执行性定义模型约束条件；S3.3）根据实例化计算图中交通线路运营目的来定义模型目标函数。
[0013]进一步地，所述S4）具体包括：基于分支切割法对列车智能调度优化模型进行优化并求解得到列车调度指挥决策方案。
[0014]进一步地，所述优化具体包括：S4.1）根据计算图构建分支定界树；S4.2）从树的根节点开始递归求解节点的线性松弛以及对应的可行解；S4.3）重复上述步骤，当线性松弛等于对应的可行解时，优化结束。
[0015]本专利技术还公开了一种城市轨道交通突发事件智能调度系统，包括：数据采集模块，用于采集城市轨道交通突发事件历史数据；计算图构建模块，用于根据城市轨道交通突发事件历史数据构建计算图；将计算图进行实例化得到实例化计算图；智能调度模块，用于基于实例化计算图构建列车智能调度优化模型；求解列车智能调度优化模型得到列车调度指挥决策方案；将列车调度指挥决策方案下达给列车自动监控系统执行以实现城市轨道交通突发事件智能调度。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种城市轨道交通突发事件智能调度方法及系统，该方法包括：S1）根据城市轨道交通突发事件历史数据构建计算图；S2）将计算图进行实例化得到实例化计算图；S3）基于实例化计算图构建列车智能调度优化模型；S4）求解列车智能调度优化模型得到列车调度指挥决策方案；S5）将列车调度指挥决策方案下达给列车自动监控系统执行以实现城市轨道交通突发事件智能调度。在出现突发事件的情况下，相较于传统的调度员人工管控方法，本专利技术可更精确、科学地调度列车
运行，确保突发事件的处置效率；突发事件下的列车智能调度方案可由模型计算得出，大幅度减小调度员的工作量，提高了行车调度指挥系统的智能化程度。本专利技术可以收集实际运行产生的大量数据，提前构建计算图，节约测试成本。本专利技术利用轨道交通突发事件的历史数据，设计了一种基于人工智能计算图的轨道交通列车智能调度模型与方法，在出现突发事件情况下，可根据突发事件和列车运行实时信息，由AI计算图自动得到列车运行计划调整方案，进而为调度员管控列车提供决策支持。本专利技术通过深度学习、人工智能等方法，在突发事件发生时，智能地生成列车运行计划调整方案，进而为调度员提供列车运行调整决策支持，保证列车运行和乘客安全，降低突发事件对于轨道交通的负面影响。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1是本专利技术实施例提供的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法的流程图。
[0019]图2是本专利技术实施例提供的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法的北京地铁1号线线路拓扑结构。
[0020]图3是本专利技术实施例提供的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法的列车采用智能调度决策所得到的运行图调整效果示意图。
[0021]图4是本专利技术实施例提供的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法的有三个车站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市轨道交通突发事件智能调度方法，其特征在于，包括：S1根据城市轨道交通突发事件历史数据构建计算图；S2将计算图进行实例化得到实例化计算图；S3基于实例化计算图构建列车智能调度优化模型；S4求解列车智能调度优化模型得到列车调度指挥决策方案；S5将列车调度指挥决策方案下达给列车自动监控系统执行以实现城市轨道交通突发事件智能调度。2.如权利要求1所述的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法，其特征在于，所述S1具体包括：根据城市轨道交通突发事件历史数据，定义系统变量，建立轨道交通突发事件历史数据库，所述轨道交通突发事件历史数据库为图数据库。3.如权利要求2所述的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法，其特征在于，所述计算图包括节点的集合和弧的集合，所述节点的集合表示列车在两个车站间的运行事件的集合，所述弧的集合表示运行事件之间的连接关系的集合。4.如权利要求3所述的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法，其特征在于，所述节点的集合具体包括：对应车站编号、计划运行图规定的从第一站出发时间和到达时间、从第一站到下一站的到达时间、调整后的时间、流入弧与流出弧的编号。5.如权利要求3所述的一种城市轨道交通突发事件智能调度方法，其特征在于，所述弧的集合具体包括：基本连接关系、折返连接关系和进出车辆段连接关系，其中，所述基本连接关系用于表示原始时刻表的计划停站事件，所述折返连接关系用于解决受突发事件影响无法执行和到达终点站后的事件衔接问题，所述进出车辆段连接关系用于约束线路中列车数量。6.如权利要求3所述的一种城市轨道交...

【专利技术属性】
技术研发人员：范礼乾，邓志翔，阴佳腾，陈星，石先明，杨安玉，梁九彪，
申请(专利权)人：北京交通大学南昌轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：