【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，属于列车运行优化。
技术介绍
1、列车运行图是铁路运输组织的基础性文件，其规定了列车在路网中各车站的到达、出发或通过时间，列车在车站的停站时间以及列车在区间的运行时间。列车运行图能有效地协调铁路内部不同环节的运输生产活动，并以时刻表的形式发布给旅客，是衔接旅客出行、货运运输和铁路内部运作管理的纽带，也是优化运力资源配置，提升铁路实际可用能力的关键。
2、近年来，随着高速铁路迅速发展，越来越多的旅客被其高速、舒适、安全、便捷的特点吸引，客运需求也随之迅速增长，线路能力愈发紧张。因此，如何更高效地进行高速铁路运输组织以最大程度的释放路网能力，更充分地满足旅客出行需求已成为高速铁路列车运行图编制的核心技术背景。
3、基于微观路网的列车运行图编制关注于列车在微观单元的占用情况，相比于宏观路网能够更准确地得到每个资源的能力占用情况，以更好地进行线路能力优化，受到了国际铁路联盟的重视，在部分欧洲国家得到了应用，取得了较好的效果。本技术在现有列车运行图编制技术的基础上，建立新的基于微观路网的模型，以更好的反映列车真实运行过程的影响，同步协调停站方案优化与到发线运用，更好地服务于高速铁路运输组织管理。
4、现有技术之一，基于宏观路网的列车运行图构建是最常见的运行图编制方法，宏观路网是指对实际路网的高度抽象，将列车车站看作节点，将站间区间或闭塞分区看作一个整体，整个路网由车站和站间区间构成，缺少详细的线路信息与信号系统。
5、该方法的核心在
6、(1)路径选择约束：保证列车选择且只选择一条路径以连接预计的起点和终点
7、(2)运行时间约束：约束列车在站间区间或闭塞分区内的运行时间，使其大于最小运行时间，小于最大运行时间
8、(3)停站时间约束：根据停站方案对列车停站时间进行约束，使其满足预计的最小停站时间，并不超过合理的停站时间范围
9、(4)间隔时间约束：对列车在车站的到达、出发、通过时刻进行约束，保证任意两列车间的对应作业间隔时间满足最小间隔时间要求。
10、现有技术一的缺点：
11、(1)不能精细化进行站内作业对基本单元的占用描述。高速铁路实际运行中，列车可以在站内进行一系列作业，包括列车到达、列车出发、列车通过、旅客乘降、列车会让、列车越行、列车折返等，每项作业需要占用对应的线路资源，也就是基本单元，并消耗一定的作业时间，实际情况非常复杂。而宏观路网将车站看作一个点，完全没有考虑其中涉及的作业以及这些作业可能占用的资源和花费的时间，最终求得的结果往往难以适应真实的现场作业。
12、(2)不能进行间隔时间的灵活压缩，浪费了现有基础设施的能力。为了避免列车运行冲突，基于宏观路网的模型往往会采用固定的最小间隔时间，使任意两列车在涉及同一资源的任意两项作业间保持一个安全的时间间隔。该固定间隔时间必须要满足所有可能情况，即必须在所有的可能间隔时间中选择最大的时间。这种方法虽然保证了列车安全运行，但如果某两项作业实际所需的间隔时间小于整体的固定间隔时间，仍必须按照整体的固定间隔时间进行计算，从而导致该时间段内线路能力不能得到充分利用。
13、现有技术之二，基于列车运行进路的精细化列车运行图编制方法是近年来提出的精细化列车运行图编制方法之一。该方法为了克服传统列车运行图编制中存在的问题，采用列车运行进路来对列车运行进行建模。
14、列车基本运行单元的选择是编制精细化列车运行图的核心问题，以不同的运行单元进行建模会导致不同的模型性质。基于列车运行进路的精细化列车运行图编制方法以列车运行进路为基本运行单元，将列车运行过程分为到达进路、出发进路、通过进路和折返进路。具体而言，到达进路是同一车站内从进站信号机到出站信号机的列车路径，描述列车进站的运行过程；出发进路是从出站信号机到车站边界点的列车路径，描述列车从车站出发的运行过程；通过进路是边界点到通过信号机或者在同一区间中的两个连续通过信号机之间的列车路径，描述列车在站内通过或区间内正常运行的过程；折返进路是同一侧线以相反的方向从一个出发信号机到另一个出发信号机的列车路径，描述列车在站内改变运方向的过程。
15、与宏观路网的列车运行图编制方法不同，该方法不设置作业间的最小间隔时间，转而分析列车在以上进路中的运行过程，得到列车在每一个进路的占用情况(即使是同一个轨道，如果对应不同的进路，则对应的占用情况不同，即需考虑列车实际运行情况)，通过确保任意进路在任意时间最多只被一列列车占用来避免列车运行冲突。一般而言，基于进路的精细化列车运行图模型包括：
16、(1)进路选择约束：在可能的进路集合中，选择最终需要经过的进路。
17、(2)最小运行时间约束：约束列车在进路上的运行时间，使其不小于最快速度下得到的运行时间。
18、(3)进路时间接续约束：约束相邻两进路的接续时间，保证列车离开前一个进路的时间和进入下一进路的时间相等。
19、(4)停站时间约束：根据停站方案对列车停站时间进行约束，使其满足预计的最小停站时间，并不超过合理的停站时间范围。
20、(5)路径选择约束：确保所选进路能首尾顺次相连成一条连接起点和终点的完整路径。
21、(6)进路冲突疏解约束：对任意两列列车在同一进路的占用时间进行约束，保证占用时间不发生重合。
22、现有技术二的缺点：
23、该方法的核心是借助列车运行进路详细描述列车运行过程，但实际上，以进路为运行单元的划分方法不容易与列车速度距离曲线结合。具体来说，列车的一次起停过程是一个连贯而完整的运行过程，包括加速、惰行、减速、制动各环节，各环节之间相互影响，而基于列车运行进路的划分方法则将这个完整的过程人为地分割成了若干个进路，并假设这些进路上的运行过程彼此独立，这导致该种方法涉及的运行数据必然偏离实际的列车运行速度距离曲线，仍然只能是一个平均值或估计值，导致铺画列车运行图兑现率不高。
技术实现思路
1、随着旅客出行需求的不断增长和高速铁路列车开行数量持续增加，现有高速铁路路网中部分线路和车站能力逐渐达到了瓶颈，限制了运能的进一步增长。如何能通过运输组织方法更好地释放既有高速铁路线路能力已成为列车运行图编制亟需解决的技术问题，本专利技术提供一种高速铁路精细化列车运行图编制方法，相比于既有技术，该方法主要解决以下的技术问题：
2、1.根据列车实际运行情况进行间隔时间有效压缩。以一次完整起停过程对应的子路径为基本列车运行单元，结合列车运行速度距离曲线，对列车在每一个基本单元的占用时间进行计算。分析列车运行过程，疏解不同列车在基本单元上的占用冲突，保证运行安全。以子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，其特征在于，根据列车运行速度曲线建立并求解混合整数模型，得到最终的精细化列车运行图；具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，其特征在于，所述的列车闭塞时间计算基于每个子路径的加速、惰行、减速、制动过程得到，为基于微观路网的子路径列车运行过程计算得到，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，其特征在于，所述的混合整数模型包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，其特征在于，所述的混合整数模型求解算法，具体方法为：
【技术特征摘要】
1.一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，其特征在于，根据列车运行速度曲线建立并求解混合整数模型，得到最终的精细化列车运行图；具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于微观路网的高速铁路列车运行图编制方法，其特征在于，所述的列车闭塞时间计算基于每个子路径的加速、惰行、减速、制动过程得...
【专利技术属性】
技术研发人员：何必胜，岳立森，郭昕怡，王先寅，石宇航，张守帅，张永祥，张光远，王艺家，李美梅，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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