一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法技术

本发明专利技术涉及一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，包括以下步骤：步骤1：配置优化列车运行图及速度曲线的轨道交通线路路网模型、动车组特性参数、初始运行图的参数、列车运行基础参数、列车作业时间标准参数；步骤2：配置临时限速场景基础数据参数；步骤3：建立临时限速条件下的列车运行图调整模型；步骤4：建立临时限速条件下速度曲线调整模型；步骤5：获取临时限速下的调整列车运行图和速度曲线。基于动车组技术参数、路网参数及临时限速参数的列车速度曲线计算能更精细化地得到列车在临时限速扰动场景下的速度曲线，为调整的运行图可实施性提供较为准确的评估。为调整的运行图可实施性提供较为准确的评估。为调整的运行图可实施性提供较为准确的评估。

【技术实现步骤摘要】
一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法


[0001]本专利技术涉及调度指挥、速度曲线优化
，尤其一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法。

技术介绍

[0002]轨道交通以其快速、安全性高、准时性高等特点，已成为大城市居民出行的首选公共交通方式。干线铁路、市域铁路等轨道交通制式以地面线居多，易受自然环境、天气等的影响。此外，施工、基础设施故障、动车组故障等扰动因素对列车运行的效率和安全会造成负面影响。调度员会根据扰动的影响状况，对于影响的某段线路在一定时间内设置临时限速以保证行车的安全。
[0003]列车在经过临时限速区段前，需要提前减速至限速值以下，以限制的速度值通过限速区段，在通过临时限速区段后，可以加速到正常速度运行。在此过程中，由于列车的运行速度往往会低于正常的运行速度，导致列车在此区段内的运行时间增加。列车运行时间的增加常会导致列车运行延误，列车高密度运行背景下，单列车延误极易导致后续列车的延误，因此，需要根据扰动情况，及时调整列车运行图，保证临时限速下列车的安全高效运行。
[0004]临时限速是有时间限制的扰动，列车在扰动时间内通过限速区段需要进行限速，即需要调整列车运行速度。若列车在非扰动时段通过扰动区段，列车不需要进行临时限速。列车是否需要进行限速与列车在该区段的实际到发时刻、扰动发生的时空信息有强耦合关系。
[0005]既有的列车运行调整方法较多运用顺序调整的方法来获得临时限速下的列车运行图和速度曲线，未将两者的反馈细节列入考虑。顺序调整方法根据临时限速的扰动情况，基于初始运行图预估会受临时限速影响的列车集合，基于预估的受影响列车集合，优化临时限速下的速度曲线给出受影响列车通过扰动区段的运行时间，在给定运行时间的基础上进行列车运行调整。在此过程中，有些列车在运行调整后可能已不会受临时限速的影响，但是调整后运行图的区间运行时间仍然按照较大的受影响的运行时间进行编制，即速度调整和运行图调整缺乏沟通交互，会造成不必要的额外延误。
[0006]为提高轨道交通在临时限速下的扰动恢复能力，迫切需要一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，以保证列车在扰动下的高效高质运营。
[0007]有鉴于此，本专利考虑列车运行图与列车速度曲线的循环迭代调整，其中列车运行图的到发时刻、顺序对列车速度曲线的调整有影响，列车速度曲线的调整结果决定列车运行图的区间运行时分。通过速度曲线与运行图的循环迭代调整，降低列车在临时限速场景下的列车运行延误时间。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法
来解决现有技术中顺序调整造成不必要的额外延误时间的问题。
[0009]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：提供一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其创新点在于，包括以下步骤：
[0010]步骤1：配置优化列车运行图及速度曲线的轨道交通线路路网模型、动车组特性参数、初始运行图的参数、列车运行基础参数、列车作业时间标准参数；
[0011]步骤2：配置临时限速场景基础数据参数；
[0012]步骤3：根据步骤1配置的轨道交通线路路网模型、初始运行图的参数、列车作业时间标准参数，以及步骤二配置的临时限速场景基础数据，建立临时限速条件下的列车运行图调整模型，得到调整的列车运行图；
[0013]步骤4：根据步骤1配置的轨道交通线路路网模型、动车组特性，步骤2配置的临时限速场景基础数据参数，步骤3的调整的列车运行图，建立临时限速条件下速度曲线调整模型；
[0014]步骤5：在步骤1至步骤4的基础上，采用循环迭代优化方法求解列车运行图调整模型和速度曲线调整模型，最终获取临时限速下的调整列车运行图和速度曲线。
[0015]进一步的，所述的步骤1中的配置的轨道交通线路路网模型的基础参数包括：轨道交通微观线路信息、车站信息、固定限速值、线路曲线、坡道、隧道参数。
[0016]进一步的，所述的步骤1中的配置初始运行图的参数包括：列车在各车站的初始到发时刻。
[0017]进一步的，所述的步骤1中的配置的列车作业时间标准参数包括：列车在车站的最小停站时间、最大停站时间、列车发车时间窗。
[0018]进一步的，所述的步骤1中的配置的动车组特性参数包括：列车牵引特性、制动特性、速度限制。
[0019]进一步的，所述步骤2中的配置的临时限速场景基础数据参数包括：临时限速影响范围、临时限速开始时刻、结束时刻、临时限速的速度值。
[0020]进一步的，所述的步骤3中的列车运行图调整模型包括：列车在各弧段的到发时刻模型、列车运行顺序调整模型、列车间安全间隔模型、临时限速约束模型和目标函数模型。
[0021]进一步的，所述的列车在各弧段的到发时刻模型、列车运行顺序调整模型、列车间安全间隔模型、临时限速约束模型和目标函数模型分别如下，其中，步骤(1)
‑
(4)为列车在各弧段的到发时刻模型；
[0022](1)列车区间运行时间约束表达式为：
[0023][0024]式中表示列车f在弧段(i，j)的运行时间，表示列车f在弧段(i，j)的发车时刻，表示列车f在弧段(i，j)的到达时刻，表示列车f在弧段(i，j)的停站时间,H
f
表示列车f的路径弧段集合。
[0025](2)列车在弧段的到发时刻连续性约束表达式为：
[0026][0027]式中表示列车f在弧段(j，k)的到达时刻。
[0028](3)列车在初始车站的发车时间窗约束表达式为：
[0029][0030]式中表示列车f在起点弧段(o
f
，j)的发车时刻，τ
f
表示列车f在起点站的最早发车时刻。
[0031](4)列车停站时间约束表达式为：
[0032][0033]式中分别表示列车f在弧段(i，j)的最小、最大停站时间；
[0034][0035]式中σ
f，f
′
，i，j
表示列车f与f
′
在弧段(i，j)的运行顺序，σ
f，f
′
，i，j
＝1表示列车f在列车f
′
之前通过弧段(i，j)，反之表示列车f
′
在列车f之前通过弧段(i，j)；σ
f
′
，f，i，j
表示列车f
′
与f在弧段(i，j)的运行顺序，σ
f
′
，f，i，j
＝1表示列车f
′
在列车f之前通过弧段(i，j)，反之表示列车f在列车f
′
之前通过弧段(i，j)。
[0036](5)列车间安全间隔模型为：
[0037][0038]式中表示列车f
′
从弧段(k，i)，即车站i离开的时刻，表示列车f从车站i离开的时刻，表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：配置优化列车运行图及速度曲线的轨道交通线路路网模型、动车组特性参数、初始运行图的参数、列车运行基础参数、列车作业时间标准参数；步骤2：配置临时限速场景基础数据参数；步骤3：根据步骤1配置的轨道交通线路路网模型、初始运行图的参数、列车作业时间标准参数，以及步骤二配置的临时限速场景基础数据，建立临时限速条件下的列车运行图调整模型，得到调整的列车运行图；步骤4：根据步骤1配置的轨道交通线路路网模型、动车组特性，步骤2配置的临时限速场景基础数据参数，步骤3的调整的列车运行图，建立临时限速条件下速度曲线调整模型；步骤5：在步骤1至步骤4的基础上，采用循环迭代优化方法求解列车运行图调整模型和速度曲线调整模型，最终获取临时限速下的调整列车运行图和速度曲线。2.根据权利要求1所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述的步骤1中的配置的轨道交通线路路网模型的基础参数包括：轨道交通微观线路信息、车站信息、固定限速值、线路曲线、坡道、隧道参数。3.根据权利要求1所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述的步骤1中的配置初始运行图的参数包括：列车在各车站的初始到发时刻。4.根据权利要求1所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述的步骤1中的配置的列车作业时间标准参数包括：列车在车站的最小停站时间、最大停站时间、列车发车时间窗。5.根据权利要求1所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述的步骤1中的配置的动车组特性参数包括：列车牵引特性、制动特性、速度限制。6.根据权利要求1所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述步骤2中的配置的临时限速场景基础数据参数包括：临时限速影响范围、临时限速开始时刻、结束时刻、临时限速的速度值。7.根据权利要求1所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述的步骤3中的列车运行图调整模型包括：列车在各弧段的到发时刻模型、列车运行顺序调整模型、列车间安全间隔模型、临时限速约束模型和目标函数模型。8.根据权利要求7所述一种临时限速下列车运行图与速度曲线循环迭代调整方法，其特征在于，所述的列车在各弧段的到发时刻模型、列车运行顺序调整模型、列车间安全间隔模型、临时限速约束模型和目标函数模型分别如下，其中，步骤(1)
‑
(4)为列车在各弧段的到发时刻模型；(1)列车区间运行时间约束表达式为：式中表示列车f在弧段(i，j)的运行时间，表示列车f在弧段(i，j)的发车时刻，表示列车f在弧段(i，j)的到达时刻，表示列车f在弧段(i，j)的停站时间,H
f
表示
列车f的路径弧段集合；(2)列车在弧段的到发时刻连续性约束表达式为：式中表示列车f在弧段(j，k)的到达时刻；(3)列车在初始车站的发车时间窗约束表达式为：式中表示列车f在起点弧段(o
f
，j)的发车时刻,τ
f
表示列车f在起点站的最早发车时刻；(4)列车停站时间约束表达式为：式中分别表示列车f在弧段(i，j)的最小、最大停站时间；(5)列车运行顺序调整模型表达式为：式中σ
f，f
′
，i，j
表示列车f与f
′
在弧段(i，j)的运行顺序，σ
f，f
′
，i，j
＝1表示列车f在列车f
′
之前通过弧段(i，j)，反之表示列车f
′
在列车f之前通过弧段(i，j)；σ
f
′
，f，i，j
表示列车f
′
与f在弧段(i，j)的运行顺序，σ
f
′
，f，i，j
＝1表示列车f
′
在列车f之前通...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙思慧，江小娜，陈佳琪，何静，孟令云，吴云鹏，
申请(专利权)人：丽江雪山轨道交通有限公司北京交通大学，
类型：发明
国别省市：